汽车操纵稳定性与悬架转向系的关系.ppt

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Fsy
h Gs r
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F2r
Fsy Fsy1 Fsy2
Fsy1

Fsy
L2 s L
Fsy 2

Fsy
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车身侧倾轴线：车厢相对地面转动时瞬 时轴线。
1. 侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴
处横断面的瞬时转动中心。 侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决
定。 可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。 图解方法是利用可逆原理，即假设车厢
不动而地面相对车厢发生转动，求出地 面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车 厢的侧倾中心。
车厢侧倾时，车轮相对地面的侧倾角由车轮相 对车厢的外倾角和车厢相对地面的侧倾角组成。
车轮相对地面的外倾角求法：假想让车厢不动，
令地面相对车厢转动一个角度r ，这样就可根 据悬架导向杆系的运动学关系，找出车轮相对车 厢的相对转动角度，然后让车厢与地面一起回转 r ，此时地面回复到原来状态，即可确定外倾 角的数值。
St
Fz' n
Gs
Fz' n Qm ksSsm Fz
Fz'

ks
m n
Ss

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m n
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kl

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m n
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两侧轮胎
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Q
m
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Q
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Gs
r

St
n

Ss
m
（Fz'－
Gu 2
Fz' )St
L1 s L
悬架作用于车身的恢复力矩
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Fsy
L2 s L
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T r1

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L1s L
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T r 2

Fu2 y hu2
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Fz'1l Fz1l Fz1l Fz'1r Fz1r Fz1r
Fz'2l Fz2l Fz2l Fz'2r Fz2r Fz2r
侧倾角r 影响汽车r 动态和稳态响应， 是操纵稳定性的重要评价指标。 r 过大，
会使驾驶员感觉不稳定、不安全、不舒服。
r 过小，在不平路面车厢冲击大。
汽车稳态圆周运动时，车厢的侧倾角为
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Fsy
ms
u2 R

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y y
Gs ms
Gs
TrI Fsyh
hs h
注意：力是标量还是矢量
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＝
0
FY 2k0
FY kl kr
FY
kl kr
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kr
k
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kl W W
W0
k0'

kl
kr 2


FY 2 k0'
k0' k0 0
若前轮左右载荷变化大，
则不足转向
* 若后轮左右载荷变动大，
则趋于过多转向

dT d r
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车身质量 GS 非悬挂质量 Gu
Q m Q
r
Gu 2
Ss
St
Fz' n
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Om
Gs
Fz'

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Gu
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GS
Q m
Gu
Q
Om
r
Ss

m n
St
Gu 2
Ss
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注意！！！
在侧倾力矩的作用下，汽车左右车轮的 垂直载荷发生变化，这将导致轮胎的侧偏 特性变化而使汽车稳态转向特性发生变化。
左右车轮垂直载荷差别越大，侧偏刚度 越小。
若前轴左右车轮的垂直载荷变化大，则 趋于不足转向。后轴左右车轮的垂直载荷 变化大，则为趋于过多转向。
车轮左右载荷的变动取决于：侧倾角刚 度、悬挂质量、非悬挂质量、质心位置、 前后悬挂侧倾中心位置等。
(Q
Q)Ss

0
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1 2
(Gs
Gu )
Q Ssks
Fz'St QSs
Fz'

Q
Ss St
kl 2
St

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Ss St
kl

2k
s
(
Ss St
)2
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B 2
dr
d r
dQ
dQ
Kr

1 2
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2
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dr
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2kl
B 2
d r
kl

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)2

ks

m n
2

dT
B Kr 2
12/25

1 2 1 2 1 2
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klB 2
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s
(
Bm n
)
2
r
车厢的侧倾角：车厢在侧向力的作用下绕 侧倾轴线的转角。 车厢侧倾角是操纵稳定性和汽车平顺性 的重要参数。
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车厢侧倾时，车轮外倾角的三种变化形式： 保持不变；沿着地面侧向力方向倾斜；沿着地 面侧向力作用方向相反的方向倾斜。
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当车轮的外倾倾斜方向与地面的侧向反作用力 相一致时，侧偏角绝对值减小；反之，则增大。
车轮外倾角的增加使车轮的侧向附着性能降低， 汽车的极限侧向加速度减小。
二自由度模型忽略了前、后轴及左、右轮载荷 变化、车轮外倾角、悬架导向杆系及变形对轮胎侧 偏角的影响。因此，轮胎弹性侧偏角绝对值的大小 取决于整车质心位置和轮胎无外倾角也无载荷变化 下的侧偏刚度。
1.弹性侧偏角：垂直载荷与外倾角变动产生的弹性侧偏角。 而2.侧产倾生转的向前角轮：平侧面向绕力主销使车的厢转外动倾。导致转向杆系运动 3.变形转向角：侧向力使车厢外倾导致悬架导向杆系 变形而产生的后轮平面绕垂直地面轴线的转动。
KF NG
KF (h0 r)
NG
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1 2 Fuy
17/25
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25/25
2/25
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G
Fl
Fr
单横摆臂独立悬架及车厢
无侧向力 有侧向力
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d
Fl D
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F
C
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wk.baidu.com
mg
g G Fr
4/25
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5/25
d
Or
D
Ol
Om
G
g
6/25
商用车
Om
Om
轿车
纵置半椭圆板簧上车厢的侧倾中心
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悬架的侧倾角刚度：侧倾时，单位侧倾转角
下悬架给车厢总弹性恢复力偶矩。Kr
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N

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(
h1 L2s
h2 L1s L
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15/25
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