汽車?yán)碚撜n件

汽車操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性汽車的主要性能之一a.汽車正確遵循駕駛員通過操縱機(jī)構(gòu)所給定的方向的能力;第一節(jié)概述操縱穩(wěn)定性b.汽車抵抗企圖改變行駛方向干擾、保持穩(wěn)定行駛方向的能力。不能過分降低車速或造成駕駛員疲勞。1、“飄”—汽車自己改變方向。升力或轉(zhuǎn)向系、輪胎、懸架等問題。2、“反應(yīng)遲鈍”—轉(zhuǎn)向反映慢。傳動比太大。3、“晃”—左右搖擺，行駛方向難于穩(wěn)定。4、“喪失路感”—操縱穩(wěn)定性不好的汽車在高速或急劇轉(zhuǎn)向時會喪失路感，導(dǎo)致駕駛員判斷的困難。5、“失控”—某些工況下汽車不能控制方向。制動時無法轉(zhuǎn)向,甩尾，側(cè)滑，側(cè)翻。第一節(jié)概述操縱穩(wěn)定性不好的具體表現(xiàn)第一節(jié)概述賽車負(fù)升力翼制動跑偏第一節(jié)概述第一節(jié)概述ABS系統(tǒng)對比試驗(yàn)第一節(jié)概述車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC）作用四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS作用第一節(jié)概述第一節(jié)概述汽車操穩(wěn)性引起的事故4.29交通事故軌跡圖第一節(jié)概述第一節(jié)概述錯誤地在前、后軸混裝子午線輪胎和斜交輪胎。具有過多轉(zhuǎn)向特性的汽車，在轉(zhuǎn)向時達(dá)到一定車速(稱為“臨界車速”)時，將會出乎意外地向轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)激轉(zhuǎn)，造成事故。該車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)零部件間累計(jì)間隙過大，方向盤自由行程嚴(yán)重超差，而又未及時維修(或維修質(zhì)量不佳)，未排除故障，帶病運(yùn)行，導(dǎo)致該車行駛中前束值或大或小不斷變化，使汽車行駛處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，這也加劇了過多轉(zhuǎn)向的趨勢。該車左后輪制動器因左后半軸油封損壞，齒輪油漏入左后輪制動器而導(dǎo)致該輪制動器工作失效。不均衡制動力造成的回轉(zhuǎn)力矩。第一節(jié)概述車輛坐標(biāo)系和汽車主要運(yùn)動形式第一節(jié)概述汽車操縱穩(wěn)定性評價方法第一節(jié)概述第一節(jié)概述汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)第一節(jié)概述汽車瞬態(tài)響應(yīng)第一節(jié)概述人--車閉環(huán)系統(tǒng)第一節(jié)概述汽車試驗(yàn)的兩種評價方法客觀評價法

客觀評價通過儀器測試能定量評價汽車性能，且能通過分析求出其與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系。主觀評價法

主觀評價考慮到了人的感覺，能發(fā)現(xiàn)儀器不能測試出的現(xiàn)象，是操縱穩(wěn)定性的最終評價方法，但很難給出定量評價數(shù)據(jù)。輪胎坐標(biāo)系第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性

因輪胎側(cè)向彈性，車輪受側(cè)向力的作用使輪心速度方向偏離車輪平面的現(xiàn)象。側(cè)向力因轉(zhuǎn)向、路面傾斜、風(fēng)力等引起。轉(zhuǎn)向引起的側(cè)向力總是指向汽車內(nèi)側(cè)。側(cè)偏角總是位于和側(cè)偏力指向相反的一側(cè)。輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性

在側(cè)偏角<5

時，側(cè)偏力和側(cè)偏角成線性關(guān)系。這時，式中，k稱為側(cè)偏剛度（N/rad）。為曲線在

=0處的斜率。按輪胎坐標(biāo)系，側(cè)偏力和側(cè)偏角總是反號，故側(cè)偏剛度總是負(fù)值。輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎結(jié)構(gòu)與側(cè)偏特性的關(guān)系*垂直載荷的影響

垂直載荷增大，k

增大。但垂直載荷太大k

反而減小。*輪胎形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

a.子午線胎比斜交胎側(cè)偏剛度高。

b.扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側(cè)偏剛度大。

c.胎壓大，則側(cè)偏剛度大，但胎壓太大側(cè)偏剛度基本不變。試驗(yàn)時，可能通過改變減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果。第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性縱向力與側(cè)偏特性的關(guān)系第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性路面對側(cè)偏特性的影響路面干濕程度的影響

路面越濕，最大側(cè)偏力越小。薄水層的影響路面有薄水層時，輪胎可能會完全失去側(cè)偏力，這稱為“滑水”現(xiàn)象。第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性回正性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎不對稱受力產(chǎn)生的回正力矩第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性有外傾角時的輪胎滾動第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎外傾角及產(chǎn)生的原因*車橋因載荷變形

*汽車轉(zhuǎn)向時的離心力

*路面傾斜

*前輪定位參數(shù)的需要第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性外傾側(cè)向力與外傾角的關(guān)系

外傾側(cè)向力

式中：為外傾側(cè)向力，它是側(cè)偏角為零、外傾角為時的地面?zhèn)认蚍戳Α檩喬ネ鈨A角，它為正時為負(fù)。

為外傾剛度。外傾側(cè)向力是輪胎有外傾角但仍沿x方向前進(jìn)時地面對輪胎產(chǎn)生的側(cè)向反力。第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性有外傾角時的輪胎側(cè)偏特性*小側(cè)偏角時不同外傾角對應(yīng)的側(cè)偏剛度不變；*側(cè)偏角為零、外傾角不為零時的地面?zhèn)认蛄?，即為外傾側(cè)向力。（圖中y軸上的值）。*側(cè)偏角不為零、外傾角為零時的地面?zhèn)认蛄?，即為?cè)偏力。（圖中0外傾角曲線上的值）*側(cè)偏角和外傾角都不為零且側(cè)偏角較小時第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性外傾角對操穩(wěn)性的影響

外傾角增大會影響最大地面?zhèn)认蚍戳?，降低極限側(cè)向加速度，故高速汽車轉(zhuǎn)彎時應(yīng)使前外輪盡量垂直于地面。第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性第二節(jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎特性參數(shù)的正負(fù)規(guī)定第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)汽車模型的簡化*忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角為輸入。*不考慮振動、側(cè)傾、俯仰運(yùn)動，認(rèn)為汽車只作平行于地面的運(yùn)動；*不考慮輪胎切向力、外傾角、空氣阻力的影響；*忽略左右輪胎載荷變化引起的側(cè)偏特性變化；*忽略輪胎回正力矩；*認(rèn)為輪胎側(cè)偏特性處于線性范圍；*認(rèn)為汽車沿x軸速度不變。二自由度汽車模型第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中：Fx，F(xiàn)y為作用在汽車質(zhì)心上的外力合力在x、y

軸上的投影。

Mz為繞汽車Z軸的外力矩。上述微分方程待求的兩個時間函數(shù)為v，

r

。方程數(shù)多一個，故僅考慮第2、3個方程即可。根據(jù)牛頓定律汽車平面運(yùn)動方程第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中：k1，k2為前后輪胎側(cè)偏剛度（已知）；

1，

2為前后輪胎側(cè)偏角(未知)；

a，b為汽車前后軸到質(zhì)心的水平距離(已知)。汽車受到的y向外力和繞z軸的外力矩為第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中：k1，k2為前后輪胎側(cè)偏剛度（已知）；

1，

2為前后輪胎側(cè)偏角(未知)；

a，b為汽車前后軸到質(zhì)心的水平距離(已知)。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中：

為前輪轉(zhuǎn)角（已知）；

為前輪速度與x軸夾角(未知)。

又有第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中：u，v為汽車質(zhì)心速度在x,y軸上的分量；

u1x，v1y為前輪輪心速度在x,y軸上的分量

為前輪速度與x軸夾角(現(xiàn)在已知)。

又有第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)同理，根據(jù)上式，有代到前式，整理得第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)式中，v和

r為待求的時間函數(shù)。

汽車平面運(yùn)動方程為第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)下汽車平面運(yùn)動方程為消去v后，得：

式中

—穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也叫轉(zhuǎn)向靈敏度；

K—穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）；—橫擺角速度；

u—車速；δ—前輪轉(zhuǎn)角；

m—汽車質(zhì)量；L—軸距；

a，b—汽車質(zhì)心到前后軸的距離；

k1，k2—前后輪側(cè)偏剛度。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)K=0時，汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為中性轉(zhuǎn)向。這時，即轉(zhuǎn)向半徑，但這是在汽車無側(cè)偏時的結(jié)果。理由見汽車?yán)碚揚(yáng)120。因此，中性轉(zhuǎn)向汽車加速時，轉(zhuǎn)向半徑不變。汽車中性轉(zhuǎn)向第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)K>0稱為不足轉(zhuǎn)向。不足轉(zhuǎn)向汽車加速時，和中性轉(zhuǎn)向時比，根據(jù)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較小，即

較小。但因R=，故不足轉(zhuǎn)向汽車轉(zhuǎn)向半徑隨車速增大而增大。汽車不足轉(zhuǎn)向第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)特征車速uch稱為特征車速

K<0稱為過多轉(zhuǎn)向。過多轉(zhuǎn)向汽車加速時，和中性轉(zhuǎn)向相比，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較大，但R=，故轉(zhuǎn)向半徑隨車速增大而減小。顯然，當(dāng)時，

=

。這時較小的前輪轉(zhuǎn)角都會導(dǎo)致激轉(zhuǎn)而翻車。為了保持良好的操縱穩(wěn)定性，汽車都應(yīng)當(dāng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向。汽車過多轉(zhuǎn)向第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)三種穩(wěn)態(tài)響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線汽車質(zhì)心位置的影響根據(jù)上式，質(zhì)心靠后，a增大，b減小，K減小（k1，

k2

為負(fù)），故不足轉(zhuǎn)向減小。影響穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性的因素(1)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)胎壓的影響在一定范圍內(nèi)，胎壓減小則側(cè)偏剛度減小。根據(jù)上式，后輪胎壓降低會導(dǎo)致K減小，使不足轉(zhuǎn)向減小。前輪胎壓降低會導(dǎo)致K增大，使不足轉(zhuǎn)向增大。影響穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性的因素(2)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)輪胎結(jié)構(gòu)的影響子午線胎比斜交胎側(cè)偏剛度高。扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側(cè)偏剛度大。前輪側(cè)偏剛度增大，則不足轉(zhuǎn)向減小。后輪側(cè)偏剛度增大，則不足轉(zhuǎn)向增加。影響穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性的因素(3)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

增加前懸架角剛度或減少后懸架角剛度，會增加汽車不足轉(zhuǎn)向。懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的影響第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1、前后側(cè)偏角絕對值之差如果不知道輪胎側(cè)偏剛度和汽車其他參數(shù)，只能通過實(shí)驗(yàn)判斷汽車穩(wěn)態(tài)特性。測出前后側(cè)偏角絕對值之差，即可求出穩(wěn)定性因數(shù)K來。并注意到第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)因ay為正時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為正，

1，

2為負(fù)。ay為負(fù)時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為負(fù)，

1，

2為正。故故>0時，K>0不足轉(zhuǎn)向<0時，K<0過多轉(zhuǎn)向=0時，K=0中性轉(zhuǎn)向第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)當(dāng)側(cè)向加速度大于0.3-0.4g后，前后側(cè)偏角之差和側(cè)向加速度一般進(jìn)入非線性區(qū)域。在大側(cè)向加速度下，許多汽車穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生顯著變化。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)前后側(cè)偏角之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系注意到有代入，有得到前后側(cè)偏角絕對值之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)2、轉(zhuǎn)向半徑比

此即車速為u時的轉(zhuǎn)向半徑R與初始半徑（車速極低時的轉(zhuǎn)向半徑）R0之比。根據(jù)前式有第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)顯然有：若R>R0

時，K>0不足轉(zhuǎn)向若R=R0

時，K=0中性轉(zhuǎn)向若R<R0

時，K<0過多轉(zhuǎn)向第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)3、靜態(tài)貯備系數(shù)

1）中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)及其位置的確定從前式可知，如前后輪側(cè)偏角相等，則K=0。設(shè)想汽車質(zhì)心逐漸移動，轉(zhuǎn)向時前后輪產(chǎn)生的側(cè)向力分配將逐漸變化，側(cè)偏角也相應(yīng)變化。如果前后輪產(chǎn)生同一側(cè)偏角，則其對應(yīng)側(cè)向力的合力作用點(diǎn)稱為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)圖中c點(diǎn)是質(zhì)心位置，cn是中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。汽車向右轉(zhuǎn)向。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離為：當(dāng)輪胎和軸距一定時，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離便確定。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

注意到汽車作穩(wěn)態(tài)圓周運(yùn)動時，橫擺角加速度為0，前后輪實(shí)際側(cè)偏力合力作用點(diǎn)即在質(zhì)心位置。如質(zhì)心在Cn前，前輪側(cè)偏力增大，側(cè)偏角增大；后輪側(cè)偏力減少，側(cè)偏角減少，即。如質(zhì)心在Cn后，。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

定義靜態(tài)貯備系數(shù)S.M為：當(dāng)a’=a時，汽車質(zhì)心和cn重合，S.M.=0,,K=0當(dāng)a’>a時，汽車質(zhì)心在cn前，S.M.>0,,K>0當(dāng)a<a’時，汽車質(zhì)心在cn后，S.M.<0,,K<0第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)

汽車平面運(yùn)動方程為第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

式中

0、

、B1、

B0是與車速u和汽車參數(shù)有關(guān)的常數(shù)，詳見p124。

為輸入（前輪轉(zhuǎn)角），設(shè)其為階躍函數(shù)：第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

其解為：只考慮t>0的情況，上式變?yōu)椋旱谌?jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

式中第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)表征瞬態(tài)響應(yīng)的幾個參數(shù)小轎車的固有頻率f0(=

0/2)在0.8-1.2Hz之間。固有頻率高些較好。1、波動的固有頻率

0第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)2、阻尼比

小了超調(diào)量大，故

大些較好。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)3、反應(yīng)時間

反應(yīng)時間

指

r第一次到達(dá)穩(wěn)定值的時間。

小些較好。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)4、達(dá)到第一峰值的時間

達(dá)到第一峰值的時間

小些較好。第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定條件

瞬態(tài)響應(yīng)對應(yīng)的齊次方程為對應(yīng)的特征方程為根為：第三節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)

方程穩(wěn)定性理論指出，上式中s的實(shí)部如為正數(shù)，則方程的解不穩(wěn)定，因?yàn)榻庵锌偸怯幸豁?xiàng)ereal(s)t存在?？梢宰C明，當(dāng)穩(wěn)定性因數(shù)K<0(過多轉(zhuǎn)向)且車速第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系

這里

1，

2等于Fy1/k1，F(xiàn)y2/k2。這里k1，k2是假定輪胎垂直載荷不變、外傾角為0、且側(cè)偏角較小時的側(cè)偏剛度，是一種簡化的模型。實(shí)際上

和許多其他因素有關(guān)：輪胎垂直載荷；外傾角；懸架導(dǎo)向桿系變形、車身側(cè)傾等。故汽車輪胎的實(shí)際總側(cè)偏角應(yīng)為：引言第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系=彈性側(cè)偏角（考慮了輪胎垂直載荷和外傾角）+車身側(cè)傾轉(zhuǎn)向角+懸架導(dǎo)向桿系變形轉(zhuǎn)向角。也就是說，側(cè)偏角不但和輪胎特性與載荷有關(guān)，而且與汽車懸架、轉(zhuǎn)向系有關(guān)。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系汽車的側(cè)傾1）車廂側(cè)傾軸

車廂相對地面轉(zhuǎn)動的瞬時軸線稱為車廂側(cè)傾軸。它與前后軸處的垂直斷面的交點(diǎn)稱為前、后側(cè)傾中心。它由懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定，可由圖解或?qū)嶒?yàn)求得。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系圖解法原理

假定車廂不動，地面相對車廂的瞬時轉(zhuǎn)動中心即為側(cè)傾中心。先確定二車輪瞬時中心及它們接地點(diǎn)的速度方向。把地面看成一個剛體，根據(jù)二車輪接地點(diǎn)速度方向確定地面相對汽車運(yùn)動的瞬心（即側(cè)傾中心）。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系單橫臂獨(dú)立懸架上車廂的側(cè)傾中心第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系雙橫臂獨(dú)立懸架上車廂的側(cè)傾中心第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系麥弗遜式獨(dú)立懸架三維圖第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系等效單橫臂懸架

以車輪相對車廂的運(yùn)動瞬心為鉸接點(diǎn)的單橫臂懸架稱為原獨(dú)立懸架的等效單橫臂懸架。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系2）懸架側(cè)傾角剛度

懸架側(cè)傾角剛度指車廂側(cè)傾時單位轉(zhuǎn)角下懸架系統(tǒng)給車廂的總彈性恢復(fù)力矩。式中

T--總彈性恢復(fù)力矩

r--車廂側(cè)傾角第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系懸架線剛度與等效彈簧

懸架線剛度指車輪保持在地面上，車廂作垂直運(yùn)動時，車廂單位位移下懸架給車廂的總彈性恢復(fù)力。該位移和恢復(fù)力均在車輪處度量。鋼板彈簧的懸架線剛度直接等于彈簧剛度。獨(dú)立懸架的線剛度則和其導(dǎo)向桿系有關(guān)，這是因?yàn)榇藭r車廂向下位移時，車廂受到的的總彈性恢復(fù)力不等于彈簧力。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系單橫臂懸架線剛度的計(jì)算

設(shè)車廂不動，設(shè)一個輪胎處向上的力扣除原平衡力后為,它引起的車輪垂直位移是st，彈簧垂直位移是ss。對應(yīng)的彈簧力增量為Q。由圖可知，式中，m是彈簧中心到鉸接點(diǎn)距離，n是橫臂長。又故第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系即一側(cè)懸架的線剛度為式中，ks是彈簧實(shí)際剛度。整個懸架的線剛度為第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系對更復(fù)雜的懸架，整個懸架的線剛度為式中，ss，st分別是彈簧和車輪處的虛位移。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系用等效彈簧求懸架側(cè)傾角剛度

設(shè)懸架單側(cè)線剛度為,車廂的彈性恢復(fù)力矩為側(cè)傾角剛度為：第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系汽車總的懸架側(cè)傾角剛度汽車總的側(cè)傾角剛度=前后側(cè)傾角剛度+橫向穩(wěn)定桿角剛度。實(shí)際轎車的前側(cè)傾角剛度為300-1200Nm/(°)。后側(cè)傾角剛度為180-700Nm/(°)。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系3）車廂側(cè)傾角

車廂側(cè)傾角指車廂繞側(cè)傾軸的轉(zhuǎn)角，它是影響汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)。它也影響乘員感覺，車廂側(cè)傾角過大，乘員會很不舒適。過小則說明側(cè)傾角過大，凸凹不平路面對汽車單邊沖擊很大，同時會影響駕駛員路感。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系式中，Mr是側(cè)傾力矩，K

r是懸架總的側(cè)傾角剛度。側(cè)傾力矩由下列三部分組成：第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系懸掛質(zhì)量離心力引起的側(cè)傾力矩式中，ay是側(cè)向加速度(g)，Gs是懸掛重量(N)。從圖中看到，F(xiàn)sy引起的側(cè)傾力矩為汽車作穩(wěn)態(tài)行駛時，懸掛質(zhì)量ms的離心力為式中，h是懸掛質(zhì)心到側(cè)傾軸的距離。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系側(cè)傾后懸掛質(zhì)量重力引起的側(cè)傾力矩式中，e是側(cè)傾后懸掛質(zhì)心偏移距離。從圖中有第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系獨(dú)立懸架非懸掛質(zhì)量離心力引起的側(cè)傾力矩式中，F(xiàn)r是鉸鏈處的反作用力。對圖中G點(diǎn)取力矩，有即第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系從圖中有故第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系車廂側(cè)傾角計(jì)算式中，Mr是側(cè)傾力矩，K

r是懸架總的側(cè)傾角剛度。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系垂直載荷重分配及對穩(wěn)態(tài)特性的影響第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系1)側(cè)頃時垂直載荷重分配式中側(cè)頃時前左輪垂直載荷變化量為

Fz1l—側(cè)頃時前左輪垂直載荷變化量Fsy—車廂上作用的離心力bs—車廂質(zhì)心到后軸的水平距離L

—軸距h1—前側(cè)頃中心離地高度Kr1

—前懸架側(cè)頃角剛度

Kr

—汽車總側(cè)頃角剛度Mr

—作用在車廂的外側(cè)頃力矩之和Fu1y—前簧下質(zhì)量產(chǎn)生的離心力hu1—前簧下質(zhì)心離地高度B1

—前輪距第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系

從上式可知，車廂作用的離心力越大(Fsy大)，或質(zhì)心越靠前(bs

大)，或前側(cè)頃中心越高(h1大)，或前懸架側(cè)頃角剛度占總側(cè)頃角剛度比例越高(Kr1

/

Kr大)，或前輪距越小，則前左輪垂直載荷變化量就越大。

對前右輪，有：

Fz1r=-

Fz1l第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系2)側(cè)頃時垂直載荷變動對側(cè)偏剛度和穩(wěn)態(tài)特性的影響

無側(cè)向力時，左右輪垂直載荷W0都對應(yīng)于側(cè)偏剛度k0，左右輪側(cè)偏角都為：，式中Fy為左右輪側(cè)偏力之和。汽車轉(zhuǎn)彎受到側(cè)向力時，設(shè)左右輪垂直載荷變化為

W，內(nèi)外輪的側(cè)偏剛度分別為kl，kr。但內(nèi)外輪的側(cè)偏角相同第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系式中是左右輪垂直載荷變動時的平均側(cè)偏剛度。從圖可知，第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的影響

增加前懸架角剛度或減少后懸架角剛度，會使前輪垂直載荷變化量增大，從而增加汽車不足轉(zhuǎn)向。K增大，不足轉(zhuǎn)向量增大。反之，如左右后輪垂直載荷變動較大時，則|k2|減少，K減少，不足轉(zhuǎn)向量減少。

因此，左右前輪垂直載荷變動較大（例如前側(cè)頃角剛度較大）時，則|k1|(這里|k1|即上式中的)減少，根據(jù)第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系車廂側(cè)傾引起的車輪外傾1）有車輪外傾時的側(cè)偏角FY

是側(cè)偏力，F(xiàn)Y

是外傾側(cè)向力這是有車輪外傾時的側(cè)偏角。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，如車輪外傾方向與轉(zhuǎn)彎方向（即側(cè)向反力方向）一致時，

絕對值減少。如車輪外傾方向與轉(zhuǎn)彎方向相反時，

絕對值增加。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系2）車輪外傾角的確定

要保持高的極限性能，急速轉(zhuǎn)彎時承受大部分垂直載荷的外側(cè)車輪應(yīng)盡量垂直地面。車輪外傾角由車輪相對于車廂的外傾角

1和車廂相對于地面的側(cè)傾角

r合成。假設(shè)車廂不動，地面以反方向轉(zhuǎn)過一角度

r。這時根據(jù)懸架導(dǎo)向桿系運(yùn)動學(xué)關(guān)系，求出車輪與車廂的相對轉(zhuǎn)動角度

1

。然后讓地面和汽車同時轉(zhuǎn)回到地面水平位置，這樣便可確定車輪外傾角的值。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系側(cè)傾轉(zhuǎn)向

車廂側(cè)傾引起的車輪轉(zhuǎn)向稱為側(cè)傾轉(zhuǎn)向，或稱軸轉(zhuǎn)向。側(cè)傾轉(zhuǎn)向會增加或減少不足轉(zhuǎn)向量。圖說明了后軸轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向量增減的關(guān)系。雪鐵龍具有的“后軸隨動轉(zhuǎn)向”技術(shù)即是為了轉(zhuǎn)向時增加不足轉(zhuǎn)向量（見有關(guān)文章）。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系外側(cè)懸架壓縮，前束減少，車輪向外轉(zhuǎn)。內(nèi)側(cè)懸架拉伸，前束增加，車輪向汽車中心轉(zhuǎn)。該車側(cè)傾轉(zhuǎn)向引起了不足轉(zhuǎn)向的增加。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系變形轉(zhuǎn)向懸架導(dǎo)向裝置變形引起的車輪轉(zhuǎn)向稱為變形轉(zhuǎn)向。第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系向右轉(zhuǎn)彎第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第四節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關(guān)系第五節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向系的關(guān)系側(cè)傾時轉(zhuǎn)向系和懸架的運(yùn)動干涉的關(guān)系第五節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向系的關(guān)系懸架變形時，轉(zhuǎn)向節(jié)球銷c將繞o1點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，同時主銷繞o2點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，造成額外的輪轉(zhuǎn)向。右轉(zhuǎn)彎時，外側(cè)左懸架壓縮，車輪向左轉(zhuǎn)，增加了不足轉(zhuǎn)向。第五節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向系的關(guān)系轉(zhuǎn)向系剛度和轉(zhuǎn)向輪的變形轉(zhuǎn)向

轉(zhuǎn)向系剛度低，前輪變形轉(zhuǎn)向角大，增加不足轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向系剛度高，前輪變形轉(zhuǎn)向角小，不足轉(zhuǎn)向增加量小。但轉(zhuǎn)向系剛度低不僅路感不好，還可能造成前輪擺振。

電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(ElectricStabilityProgram)簡稱ESP。沃爾沃稱其為DSTC，寶馬稱其為DSC，凌志稱其為VSC。汽車緊急避障或轉(zhuǎn)彎制動時，該系統(tǒng)通過改變車輪切向力，使車輛克服偏離正常路徑的傾向。

1、四通道系統(tǒng)，自動向4個車輪獨(dú)立施加制動力。.2、二通道系統(tǒng)，自動向2個前輪施加制動力。

3、三通道系統(tǒng)，向2個前輪施加獨(dú)立制動力，向2后輪施加非獨(dú)立制動力。ESP系統(tǒng)（1）第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)

ESP的傳感器轉(zhuǎn)向傳感器輪速傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器側(cè)向加速度傳感器

工作原理根據(jù)各傳感器信號，發(fā)現(xiàn)汽車出現(xiàn)甩尾或前輪失去轉(zhuǎn)向能力時，當(dāng)汽車處于驅(qū)動方式時，程序控制ASR（驅(qū)動力控制系統(tǒng)）改變在各輪上的驅(qū)動力；當(dāng)汽車處于制動方式時，控制ABS（防抱死系統(tǒng)）改變在各輪上的制動力，使汽車產(chǎn)生額外的力矩，迫使汽車回到正確的路線上來。ESP系統(tǒng)（2）第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)ESP1第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)ESP_mazdaESP系統(tǒng)工作原理第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)DSC第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)ESP的三大特點(diǎn)

1.實(shí)時監(jiān)控：ESP能夠?qū)崟r監(jiān)控駕駛者的操控動作、路面反應(yīng)、汽車運(yùn)動狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)發(fā)出指令。

2.主動干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動機(jī)。ESP則可以通過主動調(diào)控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個輪子的驅(qū)動力和制動力，來修正汽車的過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。

3.事先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時，ESP會用警告燈警示駕駛者。第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)TCS系統(tǒng)ＴTCS是TractionControlSystem（驅(qū)動力控制系統(tǒng)）的縮寫。TCS經(jīng)常直接與ABS共用同一個系統(tǒng)。ABS控制4個輪，而TCS只控制驅(qū)動輪，其制動原理與ASR系統(tǒng)如出一轍。當(dāng)汽車加速時，TCS將滑動控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪快速滑動。其功能在于提高牽引力和保持車輛行駛穩(wěn)定性。

TCS

、ASR可以最大限度利用發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力矩，保證車輛起動、轉(zhuǎn)向和加速過程中的穩(wěn)定性能。此外，還能減小車輪磨損和燃油消耗。任何一部擁有TCS的車都會同時有ABS系統(tǒng)。第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)EBD系統(tǒng)ABS功能是防抱死。它是對所控制的車輪孤立地工作。如果汽車的兩側(cè)車輪在不同的路面行駛(例如右側(cè)車輪在冰上，左側(cè)在干路上)，右側(cè)附著力小，ABS就會啟動，而左側(cè)不會啟動，這時兩側(cè)的制動力不同，汽車會側(cè)滑。

EBD的功能是綜合控制4個ABS系統(tǒng)，在出現(xiàn)兩側(cè)的制動力不同時，強(qiáng)制啟動摩擦力大的一側(cè)的ABS，減小制動力，配合另一側(cè)的ABS，最終令汽車兩側(cè)的制動力相同。所以EBD才能起到防側(cè)滑作用。第六節(jié)提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)BAS─制動輔助系統(tǒng)

BAS英文全稱是“BrakeAssistSystem”。有關(guān)調(diào)查顯示，約有90%的汽車駕駛員緊急情況剎車時缺乏果斷，而BAS則能從駕駛員踩下制動踏板的速度，探測車輛行駛情況。緊急情況下，當(dāng)駕駛員迅速踩下制動踏板力度不足時，BAS便會啟動，并在不足1秒的時間內(nèi)把制動力增至最大，從而縮短緊急制動剎車距離。

ABS雖然能夠縮短剎車距離，但如果駕駛員采用點(diǎn)剎時，車輪往往不會抱死，ABS沒有機(jī)會發(fā)揮作用。而剎車輔助系統(tǒng)BAS，則讓現(xiàn)有的ABS具有一定的智能。當(dāng)駕駛者迅速用力踩下剎車踏板時，BAS就會判斷車輛正在緊急剎車，從而啟動ABS，迅速增大制動力。第七節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)1、低速轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)2、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性試驗(yàn)3、瞬態(tài)橫擺響應(yīng)試驗(yàn)4、汽車回正能力試驗(yàn)汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)測力方向盤第七節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)雙扭線第七節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)

汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。

§5-1概述

一、汽車操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容

1、在汽車操縱穩(wěn)定性的研究中，常把汽車作為一控制系統(tǒng)，求出汽車曲線行駛的時域響應(yīng)與頻率響應(yīng)特性，并以它們來表征汽車的操縱穩(wěn)定性能。

2、方向盤輸入有兩種形式：給方向盤作用一個角位移，稱為角位移輸入，簡稱為角輸入；給方向盤作用一個力矩，稱為力矩輸入，簡稱為力輸入。

3、方向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)，就是表征汽車操縱穩(wěn)定性的方向盤角位移輸入下的時域響應(yīng)?；卣允且环N方向盤力輸入下的時域響應(yīng)。

橫擺角速度頻率響應(yīng)特性是方向盤轉(zhuǎn)角正弦輸入下，頻率由0→時，汽車橫擺角速度與方向盤轉(zhuǎn)角的振幅比及相位差的變化圖形。

轉(zhuǎn)向半徑是評價汽車機(jī)動靈活性的物理參量。

轉(zhuǎn)向輕便性是評價轉(zhuǎn)動方向盤輕便程度的特性。二、車輛坐標(biāo)系與方向盤角階躍輸入下的時域響應(yīng)

1、汽車的運(yùn)動是借固結(jié)于運(yùn)動著的汽車上的動坐標(biāo)系——車輛坐標(biāo)系來描述的。圖5-1所示固結(jié)于汽車上的oxyz直角動坐標(biāo)系就是車輛坐標(biāo)系。XOZ處于汽車左右對稱的平面內(nèi)。當(dāng)車輛在水平路面上靜止?fàn)顟B(tài)下，x軸平行于地面指向前方。z軸通過質(zhì)心指向上方，y軸指向駕駛員的左側(cè)，坐標(biāo)系的原點(diǎn)O?？闪钇渑c質(zhì)心重合。與操縱穩(wěn)定性有關(guān)的主要運(yùn)動參量為，車廂角速度在z軸上的分量——橫擺角速度等等（參看圖5-1）2、汽車的時域響應(yīng)可分為不隨時間變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和隨時間變化的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車等速直線行駛是一種穩(wěn)態(tài)，給汽車以方向盤角階躍輸入，一般汽車經(jīng)短暫時間后便進(jìn)入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，稱為方向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

在等速直線行駛與等速圓周行駛這兩個穩(wěn)態(tài)運(yùn)動之間的過渡過程便是一種瞬態(tài)，相應(yīng)的瞬態(tài)運(yùn)動響應(yīng)稱為方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)。

汽車的等速圓周行駛，即汽車方向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。一般也稱它為汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性，汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為三種類型：不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過多轉(zhuǎn)向。操縱穩(wěn)定性良好的汽車應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。一般汽車不應(yīng)具有過多轉(zhuǎn)向特性，也不應(yīng)具有中性轉(zhuǎn)向特性，因?yàn)橹行赞D(zhuǎn)向汽車在使用條件變動時，有可能轉(zhuǎn)變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向特性。常用方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)來表征汽車的操縱穩(wěn)定性。

圖5-3上畫出了一輛等速行駛汽車在t=0時,駕駛員急速轉(zhuǎn)動方向盤至角度δsw0并維持此轉(zhuǎn)角不變時的汽車瞬態(tài)響應(yīng)曲線

汽車的瞬態(tài)響應(yīng)，它具有如下幾個特點(diǎn)：（1）時間上的滯后（2）執(zhí)行上的誤差（3）橫擺角速度的波動（4）進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的時間三、人-汽車閉路系統(tǒng)

盡管試驗(yàn)得到的人-汽車閉路系統(tǒng)的性能真實(shí)地反映了汽車的操縱穩(wěn)定性能，但是由于進(jìn)行試驗(yàn)的駕駛者的操作特性起了反饋?zhàn)饔?，所以客觀性及再現(xiàn)性就不如開路系統(tǒng)汽車的時域響應(yīng)好。還應(yīng)指出，人-汽車系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性只能在已具有實(shí)際車輛的條件下通過試驗(yàn)求得，目前還不能做到通過理論分析與計(jì)算來進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。所以，在產(chǎn)品開發(fā)階段，廣泛應(yīng)用的理論分析對象仍然只能是開路系統(tǒng)汽車的時域響應(yīng)。

四、汽車試驗(yàn)的兩種評價方法及時域響應(yīng)與頻率響應(yīng)特性的評價指標(biāo)汽車性能最后應(yīng)通過試驗(yàn)來進(jìn)行測定與評價。試驗(yàn)中的性能評價有主觀評價和客觀評價兩種方法?？陀^評價法是通過測試儀器測出表征性能的物理量如橫擺角速度、側(cè)向加速度、側(cè)傾角及轉(zhuǎn)向力等來評價操縱穩(wěn)定性的方法。主觀評價法就是感覺評價，其方法是讓試驗(yàn)評價人員，根據(jù)試驗(yàn)時自己的感覺來進(jìn)行評價，并按規(guī)定的項(xiàng)目和評分辦法進(jìn)行評分。此外，還有一個方向盤角階躍輸入下時域響應(yīng)的綜合性評價指標(biāo)，這個評價指標(biāo)稱為汽車因數(shù)。方向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：穩(wěn)態(tài)橫擺增益曲線.橫擺角速度增益（又稱為轉(zhuǎn)向靈敏度）.穩(wěn)定性因數(shù)K。方向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)：瞬態(tài)橫擺響應(yīng)曲線.反應(yīng)時間衰減振動圓頻率橫擺角速度頻率響應(yīng)特性：共振峰頻率f，1HZ時的相位滯后角穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性演示

§5-2輪胎的側(cè)偏特性

側(cè)偏特性主要是側(cè)偏力、回正力矩與側(cè)偏角間的關(guān)系，它是研究汽車操縱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。

一、輪胎的坐標(biāo)系

垂直于車輪旋轉(zhuǎn)軸線的輪胎中分平面稱為車輪平面。車輪平面與地平面的交線取為X軸，規(guī)定向前為正。Z軸與地平面垂直，規(guī)定指向上方為正。Y軸在地平面上，規(guī)定面向車輪前進(jìn)方向時指向左邊為正。圖5-5上還畫了地面作用于輪胎的力與力矩，即地面切向反作用力Fx、地面?zhèn)认蚍醋饔昧y、地面法向反作用力Fz，以及地面反作用力繞Z軸的力矩——回正力矩Tz等等。圖中還畫出了側(cè)偏角a與外傾角γ

二、輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象和側(cè)偏力-側(cè)偏角曲線

車輪中心沿Y軸方向若作用有側(cè)向力Fy，相應(yīng)地在地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧y，F(xiàn)y也稱為側(cè)偏力。當(dāng)有地面?zhèn)认蚍醋饔昧r，若車輪是剛性的，則可能發(fā)生兩種情況：

（1）當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧Y未超過車輪與地面間的附著極限時，車輪與地面間沒有滑動,車輪仍沿其本身平面的方向行駛（圖5-6）；（2）當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧Y達(dá)到車輪與地面間的附著極限時，車輪發(fā)生側(cè)向滑動，若滑動速度為△u，車輪便沿合成速度u’方向行駛，偏離了方向。當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時，即使FY沒有達(dá)到附著極限，車輪行駛方向亦將偏離車輪平面的方向，這就是輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象。與的夾角a，即為側(cè)偏角。aacFyuccFyucu′△

沒有側(cè)向滑移有側(cè)向滑移圖5-6有側(cè)向力作用時剛性車輪的滾動u輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象：

圖5-8給出了一條由試驗(yàn)測出的側(cè)偏力-側(cè)偏角曲線。曲線表明，側(cè)偏角不超過5°時，F(xiàn)y與α成線性關(guān)系。汽車正常行駛時，側(cè)向加速度不超過0.4g，側(cè)偏角不超過4°~5°，可以認(rèn)為側(cè)偏角與側(cè)偏力成線性關(guān)系。FY-α曲線在α=0°處的斜率稱為側(cè)偏剛度k，單位為N/rad或N/（°）。由輪胎坐標(biāo)系有關(guān)符號規(guī)定可知，負(fù)的側(cè)偏力產(chǎn)生正的側(cè)偏角，因此側(cè)偏剛度為負(fù)值。FY=kα。小型轎車輪胎的k值約在-28000~-80000N/rad范圍內(nèi)。側(cè)偏剛度是決定操縱穩(wěn)定性的重要輪參數(shù)。輪胎應(yīng)有高的側(cè)偏剛度（指絕對值），以保證汽車良好的穩(wěn)定性。

在較大的側(cè)偏力時，側(cè)偏角以較大的速率增長，即FY-α曲線的斜率逐漸減小，這時輪胎在接地面處已發(fā)生部分側(cè)滑。最后，側(cè)偏力達(dá)到附著極限時，整個輪胎側(cè)滑。顯然輪胎的最大側(cè)偏力決定于附著條件，即垂直載荷，輪胎胎面花紋、材料、結(jié)構(gòu)、充氣壓力，路面的材料、結(jié)構(gòu)、潮濕程度以及車輪的外傾角等。一般而言，最大側(cè)偏力越大，汽車的極限性能越好，譬如按圓周行駛的極限側(cè)向加速度就越高。

三、輪胎的結(jié)構(gòu)、工作條件對側(cè)偏特性的影響尺寸較大的輪胎有較高的側(cè)偏剛度。輪胎斷面高H與輪胎斷面寬B之比H/B×100%稱為扁平率。垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大，但垂直載荷過大時，輪胎產(chǎn)生很大的徑向變形，側(cè)偏剛度反而有所減小。輪胎的充氣壓力對側(cè)偏剛度也有顯著影響。隨著氣壓的增加，側(cè)偏剛度增大，但氣壓過高后剛度不再變化。行駛車速對側(cè)偏剛度的影響很小。

當(dāng)縱向力相當(dāng)大時，側(cè)偏力顯著下降。因?yàn)榇藭r接近附著極限，切向力已耗去大部分附著力，而側(cè)向能利用的附著力很少。由圖還可看出，這組曲線的包絡(luò)線接近于一橢圓，一般稱為附著橢圓。路面有薄水層時，由于滑水現(xiàn)象（hydroplaning）,會出現(xiàn)完全喪失側(cè)偏力的情況四、回正力矩——繞OZ軸的力矩

Tz是使轉(zhuǎn)向車輪回復(fù)到直線行駛位置的主要恢復(fù)力矩之一，稱為回正力矩?；卣厥怯山拥孛鎯?nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。

回正力矩起始時逐步增大，側(cè)偏角為4。~6。時達(dá)到最大值；側(cè)偏角再增大，回正力矩下降，在10。~16。時回正力矩為零。側(cè)偏角再大，回正力矩成為負(fù)值?；卣仉S垂直載荷的增大而增加。在同樣側(cè)偏角下,尺寸大的輪胎一般回正力矩較大。子午線輪胎的回正力矩比斜交胎大。輪胎的氣壓低，接地印跡長，輪胎拖距大，回正力矩也就大。地面切向反作用力對回正力矩也產(chǎn)生影響。隨著驅(qū)動力的增加,回正力矩大最大值后再下降。在制動力作用下，回正力矩不斷減少，到一定制動力時下降為零，其后便變?yōu)樨?fù)值。五、有外傾角時輪胎的滾動汽車兩前輪有外傾角，滾動時前軸以Fy的力將兩前輪拉住沿同一方向滾動，與此同時輪胎接地面中產(chǎn)生一與Fy方向相反的側(cè)向反作用力，這就是外傾側(cè)向力FYγ

。根據(jù)輪胎坐標(biāo)系的規(guī)定，kr為負(fù)值稱作外傾剛度，單位為N/rad或N/（°）（1）A、B、C為三條相互平行的直線，故可認(rèn)為在各種外傾角下，輪胎側(cè)偏剛度均為k。（2）側(cè)偏角為零時的地面?zhèn)认蛄Ρ闶峭鈨A側(cè)向力FYγ,圖5-19a是試驗(yàn)得到的外傾側(cè)向力與外傾角的關(guān)系曲線，二者成線性關(guān)系，即FYγ=kγγ

。當(dāng)外傾角為正值時（見A線），F(xiàn)Yγ

為負(fù)值。有外傾角時實(shí)驗(yàn)所得輪胎側(cè)向力與側(cè)偏角的關(guān)系如下圖5-19。（3）地面?zhèn)认蛄榱銜r的側(cè)偏角就是由外傾角產(chǎn)生的側(cè)偏角△α，。當(dāng)外傾角為正值時（見A線），△α為負(fù)值。（4）地面?zhèn)认蛄镕Y時的側(cè)偏角，等于外傾角為零時FY產(chǎn)生的側(cè)偏角α0與由此外傾角產(chǎn)生的側(cè)偏角△α之和。如外傾角為正值（A線），側(cè)偏角α=α0-cf=α0+△α。（5）有外傾角時的地面?zhèn)认蚍醋饔昧εc外傾角、側(cè)偏角的關(guān)系式為車輪有外傾角時還產(chǎn)生回正力矩。

§5-3線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)一、線性二自由度汽車模型的運(yùn)動微分方程二自由度汽車運(yùn)動微分方程式為)1u()()('12121rrumkbkakkkwwb+=--++

v

.二、前輪角階躍輸入下進(jìn)入的汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)——等速圓周行駛常用輸出與輸入的比值，如穩(wěn)態(tài)時的橫擺角速度與前輪轉(zhuǎn)角之比來評價穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。這個比值稱為穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也稱為轉(zhuǎn)向靈敏度，以符號表示。穩(wěn)定時橫擺角速度為定值，此時=0，=0，以此代入（5-9）并解得穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益為式中K稱為穩(wěn)定性因數(shù)，它是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個重要參數(shù)，其單位為s2·m-2。...v1、中性轉(zhuǎn)向K=0時，，即橫擺角速度增益與車速成線性關(guān)系，斜率為。這種穩(wěn)態(tài)稱轉(zhuǎn)向特性稱為中性轉(zhuǎn)向。它相當(dāng)于剛性車輪轉(zhuǎn)向。2、不足轉(zhuǎn)向當(dāng)K>0時，式（5-11）分母大于1，橫擺角速度增益比中性轉(zhuǎn)向時要小。不再與車速成線性關(guān)系。參看圖5-25。具有這樣特性的汽車稱為不足轉(zhuǎn)向汽車。根據(jù)K值的正負(fù)，汽車穩(wěn)定轉(zhuǎn)向可分為三種類型。當(dāng)車速為時，汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益達(dá)到最大值，且其橫擺角速度增益為與軸距L相等的中性轉(zhuǎn)向汽車橫擺角速度增益的一半。uch稱作特征車速，當(dāng)不足轉(zhuǎn)向量增加時，K增大，特征車速uch降低。3、過多轉(zhuǎn)向

當(dāng)K<0時，式（5-11）中的分母小于1，橫擺角速度增益比中性轉(zhuǎn)向時大。隨著車速的增加，曲線向上彎曲（圖5-25）。具有這種特性的汽車稱為過多轉(zhuǎn)向汽車。K值愈小，（即K的絕對值愈大），過多轉(zhuǎn)向量愈大。

顯然，當(dāng)車速為時，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益趨于無窮大，參看圖5-25。ucr稱為臨界車速。過多轉(zhuǎn)向汽車達(dá)到臨界車速時將失去穩(wěn)定性。因?yàn)榈扔跓o窮大時，只要極其微小的前輪轉(zhuǎn)角便會產(chǎn)生極大的橫擺角速度。

（三）幾個表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1、前、后輪側(cè)偏角絕對值之差（1-2）測出其前、后輪側(cè)偏角的絕對值1、2。于是上式可寫成由輪胎坐標(biāo)系知，于的方向相反，故它們均取絕對值。

由上式可知（a1-a2）>0時，K>0，為不足轉(zhuǎn)向，當(dāng)（a1-a2）=0，K=0，為中性轉(zhuǎn)向，當(dāng)（a1-a2）<0時，K<0，為過多轉(zhuǎn)向，（a1-a2）與ay成線性關(guān)系，其斜率為LK，參看圖5-28a。

2、轉(zhuǎn)向半徑的比值R/R0，若令車速極低、側(cè)向加速度接近于零（輪胎側(cè)偏角可忽略不計(jì)）時的轉(zhuǎn)向半徑為R0，而一定車速下有一定側(cè)向加速度時的轉(zhuǎn)向半徑為R，則這兩個轉(zhuǎn)向半徑之比R/R0可用以表征汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。下面確定R/R0值與穩(wěn)定性因數(shù)K的關(guān)系，由圖5-26可知，R0=L/δ，由式（5-11）可求得

（）或0K=0時，R/R0=1，即中性轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑不隨車速發(fā)生變化，始終為R0。K>0時，R/R0>1，即不足轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑總大于R0，且由式（5-16）可知，轉(zhuǎn)向半徑將隨車速增加而增大；K<0時，R/R0<1，即過多轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑總小于R0。由式（5-16）可知，轉(zhuǎn)向半徑將隨車速的增加而減小。

3、用靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.

使汽車前、后輪產(chǎn)生同一側(cè)偏角的側(cè)向力作用點(diǎn)稱為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。

靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.就是中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸距離a′和汽車質(zhì)心至前軸距離a之差（a′-a）與軸距L之比值，即

S.M.=

當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)與質(zhì)心重合時，S.M.=0，在質(zhì)心位置上作用的側(cè)向力引起前、后輪的側(cè)偏角相等，汽車具有中性轉(zhuǎn)向特性。當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時，α′>α，S.M.為正值。在質(zhì)心位置上作用的側(cè)向力引起的前輪側(cè)偏角α1大于后輪側(cè)偏角α2，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性。當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時，α′<α，S.M.為負(fù)值。在質(zhì)心位置上作用的側(cè)向力引起的后輪側(cè)偏角α2大于前輪側(cè)偏角α1，汽車具有過多轉(zhuǎn)向特性。三、瞬態(tài)響應(yīng)

通過運(yùn)動的起始條件，可求出積分常數(shù)C、A1、A2。最后得出給汽車前輪一個角階躍輸入時，汽車的橫擺角速度瞬態(tài)響應(yīng)表達(dá)式。見教材P126頁式（5-33）。

通常也用瞬態(tài)響應(yīng)中的幾個參數(shù)來表征響應(yīng)品質(zhì)的好壞，這些參數(shù)是1、橫擺角速度ωr波動時的固有（圓）頻率ωr。ω0值是評價汽車瞬態(tài)響應(yīng)的一個重要參數(shù)。ω0值應(yīng)高些為好。圖5-31為一些歐洲及日本轎車的固有頻率f0（單位為Hz）與穩(wěn)定性因數(shù)K（單位為s2/m2）值，固有頻率。2、阻尼比

隨著車速的提高，值減??；在穩(wěn)定性因數(shù)不變條件下，后輪胎側(cè)偏剛度增加，有助于值的增大；質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量、軸距減小，值亦有所增加。

3、反應(yīng)時間τ

反應(yīng)時間是指角階躍轉(zhuǎn)向輸入后，橫擺角速度第一次到達(dá)穩(wěn)定值ωr0所需的時間。τ是評價汽車瞬態(tài)響應(yīng)的另一個重要參數(shù)。τ值應(yīng)小些為好。

4、達(dá)到第一峰值ωr1時的時間ε

通常也用到達(dá)第一峰值ωr1時的時間ε，作為評定汽車瞬態(tài)橫擺響應(yīng)反應(yīng)快慢的參數(shù)。ε又稱為峰值反應(yīng)時間。

輸出、輸入的幅值比是頻率f的函數(shù)，記為A（f），稱為幅頻特性。相位差也是f的函數(shù)，記為Φ（f），稱為相頻特性。兩者統(tǒng)稱為頻率特性。在汽車操縱穩(wěn)定性中，常以前輪轉(zhuǎn)角δ或方向盤轉(zhuǎn)角δsw為輸入，汽車橫擺角速度ωr為輸出的汽車橫擺角速度頻率響應(yīng)特性來表征汽車的動特性。四、橫擺角速度頻率響應(yīng)特性

有人用橫擺角速度頻率特性上的五個參數(shù)來評定汽車操縱穩(wěn)定性，參看圖5-33，它們是：

1）頻率為零時的幅值比，即穩(wěn)態(tài)增益；

2）共振峰值頻率fr，fr值愈高，操縱穩(wěn)定性愈好；

3）共振時的增幅比b/a，增幅比b/a應(yīng)小些；

4）f=0.1Hz時的相位滯后角∠Φf=0.1，它代表緩慢轉(zhuǎn)動方向盤時響應(yīng)的快慢，這個數(shù)值應(yīng)接近于零；

5）∠Φf=0.6，f=0.6Hz時的相位滯后角，它代表較快速度轉(zhuǎn)動方向盤時響應(yīng)的快慢其數(shù)值應(yīng)當(dāng)小些。

汽車的動力性良好的路面直線行駛平均行駛速度運(yùn)輸效率等最基本的性能縱向受力行駛方程式動力性評價指標(biāo)第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)汽車動力性指標(biāo)的要素汽車能爬上的最大坡度汽車的最高車速汽車的加速時間第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車的動力性汽車行駛方向的運(yùn)動狀態(tài)汽車的縱向外力驅(qū)動力與行駛阻力汽車的行駛方程式第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車動力傳動過程第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機(jī)變速器減速器等傳動系驅(qū)動輪驅(qū)動力行駛阻力滾動阻力坡度阻力加速阻力空氣阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力一、汽車的驅(qū)動力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力輸入功率×機(jī)械效率＝輸出功率第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性發(fā)動機(jī)的外特性曲線發(fā)動機(jī)的使用外特性曲線發(fā)動機(jī)的部分特性曲線第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機(jī)特性曲線第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力kwN·mr/min第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力典型汽車發(fā)動機(jī)外特性曲線近似的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩多項(xiàng)式描述第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力“發(fā)動機(jī)性能曲線”圖中能看出什么？發(fā)動機(jī)性能曲線通過發(fā)動機(jī)性能曲線，可以明白相應(yīng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)、輸出功率和扭矩。發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是指發(fā)動機(jī)在單位時間（分鐘）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，一般用rpm表示單位。右圖為發(fā)動機(jī)性能曲線圖，圖中的橫軸上標(biāo)有轉(zhuǎn)數(shù)值，右邊的縱軸上標(biāo)有扭矩值，左側(cè)縱軸上標(biāo)有輸出功率值。圖中的紅色曲線，表示發(fā)動機(jī)在特定轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)輸出功率，它基本呈直線延伸的狀態(tài)；藍(lán)色曲線表示發(fā)動機(jī)在特定轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)扭矩值，它的變化比較平緩。

輸出功率和扭矩

發(fā)動機(jī)的輸出功率和扭矩，在產(chǎn)品說明書中一般以KW和Nm來表示。最大功率是指發(fā)動機(jī)所能夠產(chǎn)生的最大動力輸出，把它與轉(zhuǎn)速結(jié)合起來表示。比如：68kW/6000rpm。功率是指發(fā)動機(jī)工作的效率，用其產(chǎn)生的扭矩乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)而計(jì)算出來。轉(zhuǎn)數(shù)越高意味著輸出功率越大，但轉(zhuǎn)速過高時通常會出現(xiàn)回落。扭矩是表示發(fā)動機(jī)所輸出的旋轉(zhuǎn)力量，它的表現(xiàn)方式與功率相同，用具體數(shù)字與轉(zhuǎn)速一起表示。比如：××Nm/3200rpm。扭矩影響著汽車起動、加速的性能以及牽引能力、爬坡性能和經(jīng)濟(jì)性。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力傳動系的機(jī)械效率等速行駛工況功率輸入Pin功率輸出PT傳動系變速器、減速器等第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力傳動系的功率損失機(jī)械損失液力損失摩擦潤滑油齒輪傳動副之間軸承摩擦。。。潤滑油的攪動潤滑油與零件之間的表面摩擦。。。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力傳動系效率的檢測0.9~0.92轎車0.82~0.85貨車與客車第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力車輪的半徑rrsrrWW自由半徑靜力半徑滾動半徑第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動半徑的理論計(jì)算滾動半徑的近似計(jì)算一般近似歐洲輪胎于輪輞技術(shù)協(xié)會（ETRTO）德國橡膠企業(yè)協(xié)會第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車的驅(qū)動力圖發(fā)動機(jī)外特性曲線Pe，Ttq~n傳動系的傳動ig，i0傳動效率ηT車輪半徑r汽車行駛速度ua發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力貨車的驅(qū)動力圖第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力二、汽車的行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動阻力輪胎/路面接觸輪胎變形載荷遲滯損失阻力偶第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力Wdd’nn’WhOCADEFδ加載卸載WCWD拖距a滾動阻力偶矩a遲滯現(xiàn)象分析第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力從動輪滾動時的受力情況Wnn’aWnn’第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力等速行駛第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力推薦使用的滾動摩擦系數(shù)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力驅(qū)動輪滾動時的受力情況Wnn’aWnn’第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力空氣阻力汽車行駛空氣作用空氣阻力壓力阻力（法向力）摩擦阻力（切向力）形狀阻力內(nèi)循環(huán)阻力誘導(dǎo)阻力干撓阻力形狀阻力58%干撓阻力14%內(nèi)循環(huán)阻力12%誘導(dǎo)阻力7%摩擦阻力9%第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力空氣阻力的計(jì)算第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力坡度阻力汽車上坡行駛汽車重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiGα第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力坡度與坡度角的關(guān)系第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力道路阻力坡度阻力滾動阻力道路阻力系數(shù)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力加速阻力汽車加速行駛克服加速運(yùn)動的慣性力加速阻力汽車質(zhì)量平移質(zhì)量旋轉(zhuǎn)質(zhì)量平移慣性力慣性力偶矩汽車加速行駛汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)

第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)功率方程汽車動能汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機(jī)功率外力的功率摩擦阻力的功率第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速車輪轉(zhuǎn)速傳動系第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力轉(zhuǎn)動慣量第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力加速時飛輪的轉(zhuǎn)矩傳動系輸入轉(zhuǎn)矩第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力半軸施加于驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力摩擦阻力轉(zhuǎn)矩摩擦阻力轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到車輪周緣的摩擦阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車的動能功率方程第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力整理上式得加速阻力為第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)固定傳動比變速器的加速阻力為第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力轎車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量與傳動比的關(guān)系第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力三、汽車的行駛方程式第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖有固定傳動比的汽車行駛方程式第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛方程式汽車的基本參數(shù)汽車的動力性能最高車速加速能力爬坡能力第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖最高車速的確定驅(qū)動力行駛阻力加速時間的確定最低穩(wěn)定車速一定的距離（0～400m）一定的速度（80％umax）加速時間第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的加速度曲線（a~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的加速度曲線（a~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的加速度倒數(shù)曲線（1/a~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的加速度倒數(shù)曲線（1/a~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖加速時間的積分方法1/a~ua曲線加速時間矩形積分第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖BJ130汽車的加速時間曲線第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖爬坡能力的確定驅(qū)動力Ft空氣阻力Fw滾動阻力Ff爬坡能力等速第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖典型的汽車爬坡度—車速曲線（i~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖二、汽車的動力特性圖動力因素第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的動力特性圖（D~ua）Ft~uaD~ua第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖典型的汽車的動力特性圖（D~ua）第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖第三節(jié)汽車的驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車的動力特性圖（D~ua）最高車速的確定最大爬坡度的確定阻力曲線加速時間的確定精確第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率一、汽車行駛的附著條件驅(qū)動力大動力性強(qiáng)驅(qū)動力大足夠的附著力（切向力）動力性強(qiáng)滿足輪胎與地面的附著條件第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率地面對輪胎的作用力切向的作用力極限值附著力附著力大小的計(jì)算第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率汽車行駛的附著條件對于驅(qū)動輪驅(qū)動力附著力附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率二、汽車的附著力與地面的反作用力汽車的附著力地面附著系數(shù)法向反作用力路面的種類和狀況行駛車速車輪的運(yùn)動狀況汽車的總體布置行駛的狀況車身的形狀道路的坡度第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率汽車加速上坡時的受力圖αhgabLuadu/dtFZ1FZ2Tf1Tf2Tjw2FZw1FZw2GsinaGcosaTjeFX1FX2mdu/dtTjw1第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率整理后得對后輪與路面的接觸中心取矩靜態(tài)分量動態(tài)分量空氣升力滾動阻力偶第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率對前輪與路面的接觸中心取矩整理后得靜態(tài)分量動態(tài)分量空氣升力滾動阻力偶第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率前、后輪法向反力的構(gòu)成靜態(tài)分量空氣升力動態(tài)分量滾動阻力偶法向反作用力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率

典型轎車前、后升力系數(shù)的比較第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率簡化的前、后輪的法向反力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率三、作用在驅(qū)動輪上的地面切向反作用力作用在驅(qū)動輪上的切向作用力汽車行駛工況的受力圖第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率αTf1Tf2Tjw2WBsinaWBcosaFX1mBdu/dtFWWBcosab’/L-Tt’/La’Lb’WBcosaa’/L+Tt’/LTt’Fp2Fp1Fp1WBcosab’/L-Tt’/LWBcosaa’/L+Tt’/LFp2Tjw1Tt’FZ1FZ2GW1sinaGW2sinam1du/dtm2du/dtTf1Tf2FX2FZ1FZ2前輪驅(qū)動汽車加速上坡時的受力圖GW2cosaGW1cosaFX2FX1第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率從動輪受力分析在X方向?qū)χ行娜【睾雎缘谒墓?jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率車身受力分析在X方向第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率驅(qū)動輪受力分析在X方向與Fj區(qū)別第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率后輪驅(qū)動汽車作用在驅(qū)動輪上的切向作用力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率四、附著率附著率直線行駛充分發(fā)揮驅(qū)動力最低的附著系數(shù)汽車的行駛工況第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率附著率附著率的計(jì)算地面切向反作用力地面法向反作用力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率加速上坡行駛時的附著率（后輪驅(qū)動）后驅(qū)動輪的附著率忽略滾動阻力和空氣阻力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率等效坡度第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率前驅(qū)動輪的附著率加速上坡行駛時的附著率（前輪驅(qū)動）忽略滾動阻力和空氣阻力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率等效坡度第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率不同驅(qū)動形式汽車的等效坡度與地面附著系數(shù)曲線（q~φ）第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率四輪驅(qū)動第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率附著系數(shù)與汽車速度曲線（Cφ2~ua）第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率高速行駛時的附著率后驅(qū)動輪的附著率忽略坡度阻力和加速阻力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率地面反力與車速的關(guān)系曲線（FX2,FZ2~ua）附著系數(shù)與車速的關(guān)系曲線（Cφ2~ua）第五節(jié)汽車的功率平衡汽車行駛狀態(tài)驅(qū)動力行駛阻力行駛阻力功率發(fā)動機(jī)功率第五節(jié)汽車的功率平衡發(fā)動機(jī)功率行駛阻力功率滾動阻力功率Pf空氣阻力功率Pw坡度阻力功率Pi加速阻力功率Pj第五節(jié)汽車的功率平衡f隨車速ua的增大，Pf的增加更快Pw是車速ua的三次函數(shù)第五節(jié)汽車的功率平衡汽車功率平衡圖發(fā)動機(jī)功率Pe阻力功率(Pf+Pw)/ηT車速ua發(fā)動機(jī)外特性曲線（Pe~n）ua=0.377nr/igi0第五節(jié)汽車的功率平衡汽車的功率平衡圖第五節(jié)汽車的功率平衡汽車的后備功率一定的速度等速行駛阻力功率(Pf+Pw)/ηT發(fā)動機(jī)功率P’e