汽车理论 汽车的侧翻
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汽车理论
第三十八讲
主讲教师：
学时：48
第五章 汽车的操纵稳定性
第八节 汽车的侧翻
返回目录 2
第八节 汽车的侧翻
➢汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动90° 或更大的角度，以至车身与地面相接触的一种极其危险的 侧向运动。
汽车侧翻可 分为两类
曲线运动引起的侧翻
绊倒侧翻
3
第八节 汽车的侧翻
一、刚性汽车的准静态侧翻
汽车操纵稳定性的概念及研究范围（评价） 车辆坐标系与轮胎坐标系 线性二自由度汽车模型的建立和微分方程 稳态横摆角速度增益和稳定性因数 稳态响应的表征 瞬态响应的品质和收敛（稳定）条件 侧倾问题（操稳性与悬架的关系） 操稳性与转向系和传动系的关系、电子稳定控制系统 侧翻问题
15
第八节 汽车的侧翻 本节内容结束 下一节
5
第八节 汽车的侧翻
表5-4 几种汽车侧翻阈值的范围
车辆类型
质心高度/cm 轮距/cm
跑车
46~51
127~154
微型轿车
51~58
127~154
豪华轿车
51~61
154~165
轻型客货两用车
76~89
165~178
客货两用车
76~102
165~178
中型货车
114~140
165~190
重型货车
154~216
16
178~183
侧翻阈值/g 1.2~1.7 1.1~1.5 1.2~1.6 0.9~1.1 0.8~1.1 0.6~0.8 0.4~0.6
6
第八节 汽车的侧翻
几种微型轿车的侧翻阈值及侧翻事故率
7
第八节 汽车的侧翻
几种轿车和多用途车的侧翻阈值及侧翻事故率
➢随着侧翻阈值的增大，侧翻事故率降低。
8
第八节 汽车的侧翻
FZi mg
B hg
当汽车在水平路面直线行驶时， 0, ay 0, FZi mg / 2。
当ay 0，如果 FZi mg / 2不变，则 ay / g
当ay增加时，FZi 将减小；FZi =0时，汽车开始侧翻 。
侧翻时 ay g
B 2hg
，发生侧翻时的加速度ay称为侧翻阈值
当β=0时，侧翻阈值为2B/2hg 。
阶跃输入下的侧倾响应
由于超调量的影响，汽车的瞬态侧倾阈值比准静态时要小。
12
第八节 汽车的侧翻
➢超调量的大小取决于侧倾阻尼，随着阻尼比的增 加，侧倾阈值也增大。
13
第八节 汽车的侧翻
➢在侧向加速度正弦输入的情况下，汽车侧倾响应取决于输 入频率。输入频率等于侧倾共点
二、带悬架汽车的准静态侧翻
注意观察， 该模型与刚 性汽车模型 有哪些区别？
M 0 msayhg ms g B / 2 hg hr FZi B 0
9
第八节 汽车的侧翻
Φ
R
ay g
RФ—侧倾率（ rad / g）。
当FZi=0时，侧翻阈值为
ay g
B 2hg
1 1 R 1 hr / hg
例
某轿车hr/hg=0.5、
RΦ=0.1
rad
/
g，ay
g
B 0.95
2hg
。
与刚性汽车相比，阈值减小了5%。
➢当汽车受到侧向力作用时，外侧轮胎产生弹性变形， 从而轮胎接地中心向内偏移，轮距B减小，使得侧翻阈 值又减小约5%。
10
第八节 汽车的侧翻
三、汽车的瞬态侧翻
图5-88
11
第八节 汽车的侧翻
➢“刚性汽车”是指 忽略汽车悬架及轮胎弹 性变形；“准静态”是 指汽车的稳态转向。
假定 sin cos 1
may hg
mghg
FZi B
1 2
mgB
0
ay g
1 2
B
hg
hg
FZi mg
B
1 2
FZi mg
B hg
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第八节 汽车的侧翻
ay g
1 2
B
hg
FZi mg
hg
B
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第三十八讲
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学时：48
第五章 汽车的操纵稳定性
第八节 汽车的侧翻
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第八节 汽车的侧翻
➢汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动90° 或更大的角度，以至车身与地面相接触的一种极其危险的 侧向运动。
汽车侧翻可 分为两类
曲线运动引起的侧翻
绊倒侧翻
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第八节 汽车的侧翻
一、刚性汽车的准静态侧翻
汽车操纵稳定性的概念及研究范围（评价） 车辆坐标系与轮胎坐标系 线性二自由度汽车模型的建立和微分方程 稳态横摆角速度增益和稳定性因数 稳态响应的表征 瞬态响应的品质和收敛（稳定）条件 侧倾问题（操稳性与悬架的关系） 操稳性与转向系和传动系的关系、电子稳定控制系统 侧翻问题
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第八节 汽车的侧翻
表5-4 几种汽车侧翻阈值的范围
车辆类型
质心高度/cm 轮距/cm
跑车
46~51
127~154
微型轿车
51~58
127~154
豪华轿车
51~61
154~165
轻型客货两用车
76~89
165~178
客货两用车
76~102
165~178
中型货车
114~140
165~190
重型货车
154~216
16
178~183
侧翻阈值/g 1.2~1.7 1.1~1.5 1.2~1.6 0.9~1.1 0.8~1.1 0.6~0.8 0.4~0.6
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第八节 汽车的侧翻
几种微型轿车的侧翻阈值及侧翻事故率
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第八节 汽车的侧翻
几种轿车和多用途车的侧翻阈值及侧翻事故率
➢随着侧翻阈值的增大，侧翻事故率降低。
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第八节 汽车的侧翻
FZi mg
B hg
当汽车在水平路面直线行驶时， 0, ay 0, FZi mg / 2。
当ay 0，如果 FZi mg / 2不变，则 ay / g
当ay增加时，FZi 将减小；FZi =0时，汽车开始侧翻 。
侧翻时 ay g
B 2hg
，发生侧翻时的加速度ay称为侧翻阈值
当β=0时，侧翻阈值为2B/2hg 。
阶跃输入下的侧倾响应
由于超调量的影响，汽车的瞬态侧倾阈值比准静态时要小。
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第八节 汽车的侧翻
➢超调量的大小取决于侧倾阻尼，随着阻尼比的增 加，侧倾阈值也增大。
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第八节 汽车的侧翻
➢在侧向加速度正弦输入的情况下，汽车侧倾响应取决于输 入频率。输入频率等于侧倾共点
二、带悬架汽车的准静态侧翻
注意观察， 该模型与刚 性汽车模型 有哪些区别？
M 0 msayhg ms g B / 2 hg hr FZi B 0
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第八节 汽车的侧翻
Φ
R
ay g
RФ—侧倾率（ rad / g）。
当FZi=0时，侧翻阈值为
ay g
B 2hg
1 1 R 1 hr / hg
例
某轿车hr/hg=0.5、
RΦ=0.1
rad
/
g，ay
g
B 0.95
2hg
。
与刚性汽车相比，阈值减小了5%。
➢当汽车受到侧向力作用时，外侧轮胎产生弹性变形， 从而轮胎接地中心向内偏移，轮距B减小，使得侧翻阈 值又减小约5%。
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第八节 汽车的侧翻
三、汽车的瞬态侧翻
图5-88
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第八节 汽车的侧翻
➢“刚性汽车”是指 忽略汽车悬架及轮胎弹 性变形；“准静态”是 指汽车的稳态转向。
假定 sin cos 1
may hg
mghg
FZi B
1 2
mgB
0
ay g
1 2
B
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FZi mg
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FZi mg
B hg
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第八节 汽车的侧翻
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FZi mg
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