汽车的侧偏及转向特性
汽车理论
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
1、轮胎垂直载荷对侧偏特性的影响
垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小 。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
2、轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响
汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的 离心力为
式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂 重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为
式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩
从图中有
式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第一节 概述
二、车辆坐标系
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系
二、轮胎的侧偏现象
▪ 1、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反 力称为侧偏力。侧偏力因 转向、路面倾斜、风力等 引起。转向引起的侧偏力 总是指向汽车转弯的内侧 。
第二节 轮胎的侧偏特性 3、轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系 。这时，
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、汽车中性转向
K=0时 ，5-11)式变为：
即转向半径
，因此，汽车K=0时只要前轮转角不变
，不同速度下对应的转向半径就不变，它总是等于汽车在极
低速行驶时（无侧偏角）的转向半径。因此K=0时汽车稳态
响应为中性转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系
计及侧偏特性的转向系统分析和优化
ｃ ｎ ｒ ｓ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｓ ｍ ｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｈ ｒ ｏ ｆｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｈ ｅ ｕ ｌｓｔ ａ ｉ ｎ Ｆ ｎ ｌ ｏ ｔ ａ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｉ ｔ ｏ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｉ ｔｏ ． ｉ ａｌ ｕ ｙ，ｔ ｅ ｈ
摘
要： 通过 对轮 胎侧偏 理论和轮 胎 受力的研 究， 分析 了在 转 向过 程 中的栽荷 重新 分配
情 况对轮胎侧 偏特 性的影 响和侧偏 角对 车辆 转 向特性 的 影响 ， 用 阿克曼理 论设 计 时应该 在
考虑 前后桥 侧 偏特性 的影 响 ．针 对 国产 ２ ０ｔ ２ 电动轮 自卸 车转 向 系统 进行 了优化 ， 决 了 解
ｗｅｅａ ａｙ ｅ ．Ｓ ｍｅａ ｊ ｓｍｅ ｔ ｒ ｄ ｏ Ａｃ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅａ ｔ ａ ｉｕ ｔ ｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｚｄ ｏ ｄ ｕ ｔ ｎ ｓｗｅ ｅｍａ ｅｔ ｋ ｒ ｎ ｈ ｏ ｙ ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｃｕ ｌｓｔ ａ ｉ ｏ ｎ ｈ
ｉ ｐ ｏ ｅｔ ｅｖ ｈｃｅｓｅ ｒｎ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ｉｌ ｔ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ． ｍ ｒ ｖ ｈ ｅ ｉｌ ｔｅ ｉｇ ｓ ｓｅ ａ ｄｖ ｈｃｅｍｏ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｓｃ
汽车理论(第五版)名词解释汇总
汽车理论（第五版）名词解释汇总1、等速百公里油耗：汽车在一定的载荷下,以最高档位在水平良好路面等速行驶100KM所消耗燃油量。
2、滑水现象:在某一车速下,在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷,轮胎将完全漂浮于水面上与路面毫无接触3、驱动力F t：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩T t，驱动轮在T t的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力F t即为驱动力。
4、汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
5、发动机的转速特性：发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
P36、使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。
7、自由半径：车轮处于无载时的半径。
8、静力半径r s：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
9、滚动半径r r：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
10、~11、驱动力图：P712、轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
13、驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
14、空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
15、压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。
16、内循环阻力：满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。
17、诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。
18、空气升力：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。
19、摩擦阻力：由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。
汽车理论(第五版)名词解释汇总
汽车理论（第五版）名词解释汇总1、等速百公里油耗：汽车在一定的载荷下,以最高档位在水平良好路面等速行驶100KM所消耗燃油量。
2、滑水现象:在某一车速下,在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷,轮胎将完全漂浮于水面上与路面毫无接触3、驱动力F t：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩T t，驱动轮在T t的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力F t即为驱动力。
4、汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
5、发动机的转速特性：发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
P36、使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。
7、自由半径：车轮处于无载时的半径。
8、静力半径r s：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
9、滚动半径r r：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
10、驱动力图：P711、轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
12、驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
13、空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
14、压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。
15、内循环阻力：满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。
16、诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。
17、空气升力：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。
18、摩擦阻力：由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。
汽车的轴转向效应-概述说明以及解释
汽车的轴转向效应-概述说明以及解释1.引言1.1 概述汽车的轴转向效应是指在汽车行驶过程中，由于前后轮胎与地面之间的角度差异和力的分配不均匀，导致车辆在转弯时产生的一种现象。
这种效应会对汽车的操控性能、驾驶安全以及悬架系统的设计产生重要影响。
在汽车行驶过程中，前后轮胎的转向角度会因为车辆转弯而不同，前轮通常会形成一个较大的转向角度，而后轮则会形成一个相对较小的转向角度。
这是因为在转弯的过程中，车辆必须具备前轮导向和后轮驱动两个基本条件，才能保持稳定的行驶状态。
这种轴转向效应会对汽车的行驶产生直接的影响。
首先，它会影响车辆的操控性能。
由于前后轮的转向角度差异，车辆在转弯时会产生一定的侧滑现象，导致驾驶员在操控方向盘时需要更多的力量来保持车辆的稳定。
其次，轴转向效应还会对车辆的转向性能产生影响。
由于转向角度的不同，前后轮在转向时产生的相对力量也会不同，这可能导致车辆转向的不均衡，甚至产生不稳定的状况。
此外，轴转向效应还会对车辆的驾驶安全产生重要的影响。
不正确的轴转向会导致车辆的稳定性下降，增加侧滑和失控的风险，尤其是在高速行驶或紧急转弯时。
因此，汽车制造商和悬架系统设计师需要充分了解和考虑轴转向效应，以提高车辆的操控性和驾驶安全。
总而言之，汽车的轴转向效应是一项重要的研究课题，对于汽车的操控性能、驾驶安全以及悬架系统的设计具有重要意义。
了解和应用轴转向效应的原理和影响，对改善汽车的操控性能和驾驶安全具有重要的意义。
对于未来发展，我们可以进一步研究和探索轴转向效应的机理，并结合新的技术和材料，不断提升汽车的驾驶性能和安全性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行阐述：文章结构部分旨在介绍本文的整体框架和内容安排，以帮助读者更好地理解文章的组织和逻辑。
首先，本文将分为三个主要部分，即引言、正文和结论。
在引言部分，将通过概述、文章结构和目的，引导读者对本文的主题有一个整体的认识。
一开始将简要概述轴转向效应的背景和重要性，接着介绍文章的结构和内容安排，最后明确本文的目的，即探讨轴转向效应对汽车行驶的影响。
汽车理论重要知识点整理
有利于增加不足转向的知识点：1、前悬架侧倾刚度大，轮胎侧偏角大，则前轮左右变动量大，有利于增大不足转向2、在侧向力作用下，若汽车前轴左右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于增加不足转向量3、前驱汽车侧偏角随驱动力的增大而增大，有利于增加不足转向4、前轴双横臂独立悬架后轴单横臂独立悬架，有利于增加不足转向5、通过调整轿车后轮前束角，可以达到趋于增加不足转向量的效果，提高汽车的操纵稳定性。
一般应使车厢侧倾时外侧后轮的前束增大，内测后轮的前束减小。
6、回正力矩使前轴趋于增加不足转向，后轴趋于减少不足转向。
由于前轴杆件和连接铰链比较多，汽车回正力矩的总效果一般趋向不足转向。
7、前轮气压减小，后轮气压增大；前轴加装横向稳定杆；采用前轮驱动；合理利用变形转向，如采用后轮随动转向；合理利用侧倾转向。
空载和满载对各种性能的影响！常见的简答题1、什么叫汽车的动力性？汽车动力性的评价指标是什么？并解释各指标含义。
2、受力分析中会出现驱动力和滚动阻力吗？为什么？3、什么是汽车旋转质量换算系数？δ 与什么有关？汽车旋转质量换算系数与传动系传动比的关系如何？为什么4、用驱动力—行驶阻力平衡图可以分析出汽车动力性的3 个评价指标，为什么还要提出动力特性图？5、哪些情况汽车的附着率较大？（想一下原因）6、空载和满载对汽车动力性的影响。
7、影响汽车动力性的因素有哪些？8、简要叙述汽车的燃油经济性评价方法有哪些？评价指标又是什么？9、最低燃油消耗率曲线在无级变速器的控制中有何作用？10、挡位数的多少，对汽车动力性和燃油经济性有什么影响？11、什么是发动机最小燃油消耗特性?12、达到动力性的最佳换挡时间是什么？达到燃油经济性的最佳换挡时间又是什么？二者有何不同?13、影响汽车燃油经济性的因素有哪些？并分别从使用方面和结构方面提出一些提高燃油经济性的措施14、说明具有燃油经济性无级变速器的工作原理。
15、什么是混合动力汽车？分析混合动力电动汽车的节油原理16、汽车发动机功率的选择方法？17、什么是汽车传动系最小传动比？如何选择传动系的最小传动比?18、试分析主传动比的大小对汽车后备功率的影响？19、为什么说汽车变速器挡位的多少，挡位的高低，传动比的大小对汽车的动力性和燃油经济性影响很大？20、C 曲线并分析C 曲线的用途。
转向特性的几个等价评价指标及习题解答
ω r δ
s
ω δ
r
=
s
u / L 1 + k ⋅ u
2
∴
ωr δ
)
s
| u = u ch =
1 2
(
u ch L
)
而中性转向时， 而中性转向时，当 u = u ch 时，
∴
ωr δ s u =uch
)|
=( )
u ch L
所以， 所以，
∴
ωr k =0 δ s u =u ch
)|
转弯半径之比R/R0: 转弯半径之比
♦ 推导汽车的转弯半径之比
R/R0与稳定性因数 的关系： 与稳定性因数k的关系 的关系： R0为车速很低且方向盘转 角保持不变时汽车的转向半径， 角保持不变时汽车的转向半径， 此时， 因满足条件： 此时， 因满足条件： 车速很低； 车速很低； 侧向加速度a 较小； 侧向加速度 y较小； 轮胎侧偏角接近零； 轮胎侧偏角接近零；
∴ | α1 | − | α 2 |= | a y | ⋅L ⋅ k
工程上，常用前/ 工程上，常用前/后轮侧偏角之差表示汽车 稳态响应。 稳态响应。 可见，汽车的三种转向特性： 可见，汽车的三种转向特性：
– 当k>0时，| α 1|-| α 2 |>0, 汽车为不足转向； 汽车为不足转向； 时 – 当k=0时，| α 1|-| α 2 |=0, 汽车为中性转向； 汽车为中性转向； 时 – 当k<0时，| α 1|-| α 2 |<0, 汽车为过多转向； 时 汽车为过多转向；
=2
( )| )
ωr k >0 δ s u =uch
临界车速求解
解答： 解答： ω u r = L 2 可知， 可知， 由 δ s 1 + ku ωr 必须1+ku2 要使 → ∞ 必须 δ s
4-1 汽车的转向特征(二)
4-1 汽车的转向特征（二）导入新课：为是汽车转向时所有轮胎都保持纯滚动，减小轮胎磨损和提高汽车行驶的稳定性，汽车所有轮胎必须在同一瞬时围绕转向中心做曲线运动。
进行新课：一、稳态专项特性汽车操纵稳定性的重要特性“稳态转向特性”有中性转向特性、过度转向特性、不足转向特性。
二、中性转向特性当汽车以一定的车速转弯行驶，转向盘的转角保持不变时，汽车行驶的圆周半径也是不变的。
这时，如果让汽车逐渐加速，将会出现几种特性：有的会偏离圆周运动轨迹，向内、外跑偏，有的会保持原来的圆周运动轨迹，不跑偏。
转向加速时仍保持原有圆周运动轨迹的转向特性，叫做中性转向。
中性转向特性的汽车在本身和外界条件变化时（例如在后面装载的行李重），就容易转变为过多转向，难以操纵。
三、过多转向特性转向加速时向内跑偏，减小圆周运动半径的转向特性，叫做过多转向，或过度转向。
过多转向的原因是，后轮胎的侧偏角大于前轮胎的侧偏角，后轮按前轮行进的方向先滑动，所以转弯半径变小。
有过多转向特性的汽车，操纵稳定性不好。
这是因为，在汽车直线行驶时，受到侧向力后，车轮发生侧偏，但由于前轮的侧偏角小，汽车将向侧向力的反方向转弯，同时产生一个与侧向力同向的离心力，加重侧偏。
即使侧向力消失，离心力仍将使车轮侧偏，转向半径继续减小，只有将转向盘向侧偏方向转过某个角度，汽车才能恢复原方向行驶。
当车速较高时，还可能发生转向半径急剧减小的“激转”现象，汽车完全失去操纵而导致严重事故。
因此，这种汽车很难操纵，只有一些运动轿车才具有过多转向特性。
四、不足转向转向加速时向外跑偏，加大圆周运动半径的转向特性，叫做不足转向。
不足转向的原因是，后轮胎的侧偏角小于前轮胎的侧偏角，后轮按前轮行进的方向后滑动，所以转弯半径变大。
有适度不足转向的汽车，具有良好的操纵稳定性。
这是因为，在汽车直线行驶时，受到侧向力后，车轮发生侧偏，但由于前轮的侧偏角大，汽车将向侧向力的方向转弯，同时产生一个与侧向力反向的离心力，减轻侧偏。
汽车高等动力学讲解
汽车高等动力学讲解-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1侧偏力：汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风、或者曲线行驶时的离心力等的作用，车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力F y，相应地在地面上产生地面侧向反作用力F Y，F Y即侧偏力。
侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使F Y没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏离车轮平面cc,这就是轮胎的侧偏现象。
侧偏角：车轮与地面接触印迹的中心线与车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行，车轮印迹中心线跟车轮平面的夹角即为侧偏角。
高宽比：以百分数表示的轮胎断面高H与轮胎断面宽B 之比 H/B×100% 叫高宽比.附着椭圆：它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。
转向灵敏度：汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。
常用输出与输入的比值，如稳态的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应，这个比值称为稳态横摆角速度增益，也就是转向灵敏度。
（即稳态的横摆角速度与前轮转角之比）稳定性因数：稳定性因数单位为s2/m2,是表征汽车稳态响应的一个重要参数。
侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。
侧倾中心：车厢侧倾轴线通过车厢在前，后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心。
悬架的侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时（车轮保持在地面上），单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩。
转向盘力特性：转向盘力随汽车运动状况而变化的规律称为转向盘力特性。
切向反作用力控制的三种类型：总切向反作用力控制，前后轮间切向力分配比例的控制，内外侧车轮间切向力分配的控制。
侧翻阈值：汽车开始侧翻时所受的侧向加速度称为侧翻阈值。
汽车的平顺性：汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内，主要根据乘员的主观感觉的舒适性来评价。
1．汽车的操纵稳定性：是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
超载对汽车转向特性的影响分析
图３ ２ ０ ０ ７ ． ３ ． Ｈ Ｅ Ａ Ｖ Ｙ Ｔ Ｒ Ｕ Ｃ Ｋ 《重型汽车》 １５
汽车安全 Ｑ ｉ ｃ ｈ ｅ ａ ｎ ｑ ｕ ａ ｎ
图４
把等效模型前、后轴作为隔离体（见图３ 、图４ ），列出下 式，可求出左右车轮垂直反力的变动量。
ΔＦｚ１ＬＢ１＝Ｆｓ１ ｈ１＋ＴΦ１＋Ｆｕ１ ｈｕ１ （４） ΔＦｚ１Ｌ ＝－ ΔＦｚ１ｒ
２ 车轮载荷重新分配后对轮胎侧偏刚度（绝对值）的 影响
根据轮胎侧偏特性可知，轮胎的侧偏刚度与它的垂直载荷 有关，在某一载荷下达到最大值，大于或小于这个载荷时，侧 偏刚度均下降，就一根车轴而言，在无侧向力作用于汽车时， 车轴左、右车轮的垂直载荷均为Ｗ０，如图５所示。
每个车轮的侧偏刚度均为ｋ０，在有侧向力作用于汽车和地 面有相应的侧向反作用力Ｆｙ作用于两轮胎时，若设左、右车轮
Ｆｓ２ ＝ Ｆｓａ ｓ／Ｌ 前、后悬架作用于车厢的恢复力矩为
ＴΦ１＝ＫΦ１Φ （２ ） ＴΦ２＝ＫΦ２Φ （３ ） 式中，Ｋ Φ１ 、Ｋ Φ２ 为前、后悬架的侧倾角刚度；Φ为侧倾角
图１
把汽车简化为如图１所示的模型。工型车架代表车厢（悬挂 质量），Ｍｓ为车厢质量。工字型车架由前后铰链连接于侧倾轴 线ｍ０１、ｍ０２上，经由弹性元件支承于刚性的前后轴上。在分析 时，把静止状态下汽车的重力及相应的四个车轮的地面垂直反
ｈｕ１、ｈｕ２——前、后非悬挂质量质心离地面高度； ｈ１、ｈ２——前、后侧倾中心高度 作用在前后轴左右轮上的垂直反力，是静止状态下的垂直 反力及由侧倾引起的垂直反力变动量之和。这个变动量在外侧 车轮是增加垂直反力的，而在内侧车轮则是减少垂直反力。因 此，我们可以求出车轮垂直载荷的重新分配，垂直载荷变动量 大小等于作用于车轮上垂直反力变动量的大小。 从上述式子可以看出，汽车在超载情况下，侧倾时垂直载 荷在左右车轮的重新分配的变动量会比正常装载要大，变动量 的大小是由装载的质量、装载位置、装载高度、行驶速度等决 定。
车辆稳态转向与侧倾
mayb k1
/
L
1 ayL
FY 2 k2
FY1 k1
由于ay与FY1/k1（即α1）、FY2/k2
（即α2）符号相反，当α1、 α2取绝对
值时，ay也取绝对值
K
1 ayL
1
2
1 2 0
K>0，不足转向
1 2 0
K=0，中性转向
1 2 0
K<0，过多转向
由 R L 1 Ku2
得 L KLu2
间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。
3、在弹性轮上作用侧向力Fy
Fy
俯视图
FY
车轮静止
3、在弹性轮上作用侧向力 Fy
Fy
FY 车轮滚动
侧偏角α
轮胎接地印 迹中心的位移 方向与X轴的 夹角。
α
u
+
FY 0
Y
u α-
X
侧偏力为正时， 产生负侧偏角。
3.侧偏现象
当车轮有侧向弹性时，即使FY没有 达到侧向附着极限，车轮行驶方向也 将偏离车轮平面的方向。
ucr称为临界车速。临界车速越低，过多转向量越大。
4）汽车的稳态横摆角速度增益曲线
5）影响稳定性因数 K 的因素
K
m L2
a k2
b k1
如果K > 0 a b 0 k2 k1
由于 k1<0 , k2<0
b / k1 a / k2
|k1|↓,|k2|↑,b↑,a↓,不足转向量越大。
4.FY－α曲线
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
车辆坐标系
线性二自由度汽车模型对前轮角输 入的响应
汽车转向性能表(全)
汽车转向性能表(全)1. 概述本文档旨在提供关于汽车转向性能的详细信息和指导。
转向性能是指汽车在转弯时的灵活性和稳定性，对驾驶安全和操控性能起着重要作用。
在下面的表格中，我们将详细列出各种与汽车转向相关的性能指标和评估方法。
2. 性能指标以下是常见的汽车转向性能指标：2.1 转向半径转向半径是指汽车在最大转角情况下所需要的曲线半径。
这个指标决定了汽车能否在狭窄的空间中完成转弯动作。
2.2 转向力矩转向力矩是指驾驶员在转向时所需要施加的力矩。
合适的转向力矩可以减轻驾驶员的负担，并提高操控的舒适性。
2.3 转向稳定性转向稳定性是指汽车在转弯时是否会出现过分的侧倾或失控的情况。
优秀的转向稳定性可以确保驾驶员和乘客的安全。
2.4 转向响应时间转向响应时间是指从驾驶员转动方向盘到汽车实际开始转向所经过的时间。
理想的转向响应时间应该短小，以提高驾驶的反应能力和操控的精准度。
3. 评估方法要评估汽车的转向性能，可以采用以下方法：3.1 实地测试通过在实际道路上进行测试，可以获得更真实和准确的转向性能数据。
例如，可以测试汽车在不同转弯半径下的转向半径和转向力矩。
3.2 模拟仿真使用计算机模拟软件进行仿真，可以更快速地评估不同参数对转向性能的影响。
通过改变模拟条件，可以研究转向稳定性和转向响应时间等性能指标。
4. 结论汽车的转向性能是一个复杂的问题，受到多种因素的影响。
本文档介绍了一些常见的转向性能指标和评估方法，以帮助读者更好地了解和评估汽车的转向性能。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的评估方法，并不断优化和改进汽车的转向性能。
§汽车的转向特性
汽车大多数行驶状况下，其侧向加速 度不超过0.3～0.4g，可以把它看作一个 线性动力学系统来分析。线性系统一个重 要标志是可以运用叠加原理，可以把一个 复杂的输出量，分解为简单的输入量，或 者有多个输入量时，可按单个输入量求解 ，然后加以叠加。
由输入引起的汽车运动状况，可分为不随 时间而变化的稳态与随时间变化的瞬态两种。 相应的车辆响应称为稳态响应与瞬态响应。例 如给等速直线行驶的汽车以前轮角阶跃输入， 即急速转动前轮，然后维持前轮转角不变，一 般汽车经过短暂时间后，将进入等速圆周行驶 。一定车轮转角下的等速圆周行驶状态便是一 种稳态。而等速直线行驶与等速圆周行驶间的 过渡过程便是瞬态。
§4 汽车操纵稳定性
任务引入
汽车在其行驶过程中，会碰到各 种复杂的情况，有时汽车会沿直线行驶，有时 汽车会沿曲线行驶（如弯路）。在出现意外情 况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求 避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、 坡道、大风等各种外部因素的干扰。对不对？ 这些都要求汽车有操纵上的稳定，因此今天我 们通过分析影响汽车操纵稳定性各方面的因素， 掌握他们的检测方法，为我们今后的工作打下 扎实的基础。
图4.9
二自由度汽车模型
图4.9是一个由前后两个具有侧向弹性的弹簧（轮胎 ）支承于地面、具有侧向及横摆的二自由度汽车模型。 下面分析中令固结于汽车上的动坐标系原点与汽车重心 重合。
图4.10
汽车的稳态横摆增益曲线
当K=0时，。即稳态横摆角速度增益与车速u成线性关系如 图4.10所示。具有这种特性的汽车，称为中性转向汽车。 这个关系就是汽车轮胎无侧偏角时的转向关系。 当K＞0时，横摆角速度增益比中性转向时小，即前轮 转过相同的角度，汽车横摆角速度ω要小些，是一条低于 中性转向汽车稳态响应线，后来又向下弯曲的曲线。具有 这样特性的汽车，称为不足转向汽车。K值越大，不足转 向量越大。 当K＜0时，横摆角速度增益比中性转向时大，即前轮 转过相同的角度，汽车横摆角速度要大。具有这样特性的 汽车，称为过多转向汽车。随车速增加，曲线向上弯曲。 K值越小，过多转向量越大。 除了稳定性因数 K 外，为了试验分析计算的方便，常 引用别的参数来表征汽车的稳态转向特性。
汽车转向系统动力学(五.六)
- 汽车转向系统动力学
4-5 汽车的侧翻
刚性汽车的准静态侧翻
ay 1 F zi B g 2 m g hg
1 时,若要使 F zi 2 mg
当
ay 0
则有
ay g
v
2
g
高速公路拐弯处的坡道角就是根据此原理设计的.
- 汽车转向系统动力学
4-5 汽车的侧翻
- 汽车转向系统动力学
4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统
各个车轮制动力控制的效果
施加小制动力时，可以利 用单个车轮进行控制。右 图是对每个车轮单独施加 500N制动力时转向半径随 时间变化的曲线。可以看 出，在后内轮施加制动力 的效果最好。
- 汽车转向系统动力学
4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统
Fy1· x2· y2· a＋F B-F b=0
Fx2减小不足转向量
- 汽车转向系统动力学
4-6 提高操纵稳定性的电子控制系统
直接横摆力矩控制（Direct Yaw Moment Control）
（改变内外侧车轮驱动力分配比例提高极限工况下弯道行驶能力）
a:一般行驶 b:有横摆力矩作用，加速行驶，Fy1减小
- 汽车转向系统动力学
D: driving force distribution B: braking force distribution R: roll stiffness distribution
汽车理论知识(1)
3、汽车的行驶阻力
汽车的行驶阻力分为：滚动阻力、空 气阻力、坡度阻力和加速阻力
汽车行驶在任何条件下都存在的阻力 有：滚动阻力和空气阻力
（1）滚动阻力：指汽车车轮滚动时， 轮胎和路面变形造成的阻碍汽车行驶的力， 用“Fƒ”表示
汽车理论知识(1)
滚动阻力产生的原因： ①道路塑性变形损失：车轮滚动时会推移 土壤，轮胎与路面之间产生摩擦，土壤受 挤压产生塑性变形等都要消耗一定的能量。 ②轮胎弹性迟滞损失：汽车行驶时，使轮 胎在径向、切向及侧向都会产生变形，并 处于变形、恢复的循环中，其中有一部分 能量要消耗在轮胎组织的内摩擦上，称为 弹性迟滞损失。 ③其它损失：汽车行驶时，还包括从动轮轴承、油封处的损
失，悬架零件间的摩擦和减振器内的损失等。
汽车理论知识(1)
（2）空气阻力：汽车行驶时受到空气作 用 力在行驶方向上的阻力，称为空气阻力，用“Fw” 表示，其产生原因： ①汽车行驶时与周围的空气会发生相对位移，使
车前的空气不断地被排挤开，形成迎面空气 “压力”。
汽车理论知识(1)
②行驶时，车后因空气流动速度不能及时跟上 汽车的行驶速度，尤其在高速时，会形成瞬 间一定程度的真空，产生涡流，形成“吸 力”。
汽车理论知识(1)
（3）前、后车轮抱死产生的现象： ①最危险状况：只有后轴车轮抱死或后轮先抱
死，导致后轴侧滑。 ②次危险状况：只有前轴车轮抱死或前轮先抱
死，导致汽车失去转向性能。 ③最理想状况：前、后车轮都有处于滚动状态，
确保制动时方向稳定性。 ④目标状况：前、后轮同时抱死，以求较好的
利用附着系数，缩短制动距离。
由于轮胎的变形，车轮实际滚动方向并不 是沿着车轮平面 方向滚动，而是与车轮平面 方向成一个角度滚动，这种现象称为弹性轮胎 的侧偏现象。
汽车动力学基础 第七章 汽车侧倾动力学
当汽车承受侧向力时，车身便相对地发生侧向倾斜，使法向力在左、右轮 间重新分配，影响着弹性轮胎的侧偏特性，还引起前轮定位参数发生变化以及 侧倾转向，从而影响汽车稳态及瞬间转向特性等。
过大的车身侧倾会使车辆发生绕其纵轴旋转90o以上的侧翻，造成严重的交 通事故。
车侧倾动力学主要内容包括侧倾中心、车轮侧倾外倾、侧倾转向、侧倾动 力学模型、汽车侧翻运动及抗侧倾性评价指标等。目前，汽车侧倾动力学在客 车、货车等高质心商用车研究和开发中受到更多重视。
ks
m
2
n
整个悬架的线刚度
Kl
2ks
m n
2
Δφr Δst
Δss
Cs Gs
m n
FZ
7.2.2 悬架的侧倾角刚度
悬架的侧倾角刚度：在单位车身侧倾转 角下（车轮保持在地面上），悬架系统
Kl
B 2
d
施加给车身总的弹性恢复力偶矩。
dT
K d
Kl
车身发生小侧倾角dφ时
dT
2
K
' l
B 2
d
B 2
7.1 侧倾几何学 7.1.1 侧倾中心
车身在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心。
O24
Om
vd
E
F
D
G
vg
单横臂独立悬架侧倾中心
O23
O12
2
3
O13
1 4
O14
O34
四连杆机构的相对运动瞬心
7.1 侧倾几何学 7.1.1 侧倾中心 ：车身在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心。
vd
Ol
Om
vd
Ol
FYγl FYαl
汽车六个主要技术性能
1 汽车六个主要技术性能：动力性，燃油经济性，制动性，通过性，操控稳定性，平顺性2. 维护保养：为保持汽车的技术性能和正常使用，避免出现故障而进行的预防工作。
汽车维护保养有6个主要工作内容：检查、紧固、润滑、清洁、补充、更换。
维护保养必须贯彻：定期检查，强制维护、视情修理的原则3. 汽车环保性能尾气排放：HC、CO、NOX、碳烟噪声污染：发动机及排气噪音、胎噪、风噪电磁辐射污染：电气设备的电磁辐射4．汽车安全性能1.主动安全装置：超视距探测/红外线夜视系统，制动稳定系统ABS/EBD/EBV/TCS/ESP2.被动安全装置：安全气囊（SRS）、安全带、溃缩式方向盘，高强度防撞车身5.发动机功率测量简称发动机测功，主要测试两个项目1、外特性特性2、比油耗比油耗是衡量发动机经济性和机械效率的重要参数。
也是车辆油耗的一个参考依据。
⏹测算办法：用发动机所做的功与燃油消耗进行对比⏹单位：g/kwh⏹测量设备：发动机测功油耗计⏹比油耗数据小者，代表了该发动机的机械效率高⏹外输出特性曲线主要体现输出扭矩、转速和功率的关系。
P=Tn/9550 P——发动机功率，单位：kw T——发动机扭矩，单位：Nm n——发动机转速，单位：r/min(rpm)⏹外特性曲线分为：全负荷特性曲线（节气门全开）和部分负荷特曲线（节气门处于其它开度）⏹讨论发动机的动力性主要看全负荷特性曲线6. 汽车底盘测功1.驱动轮功率2.加速能力3.滑行能力4.传动效率5.测评和校正车速表6.间接测量汽车发动机的功率7. 行驶油耗的测量方法：道路试验和台架试验1.道路试验：城市路况、市郊路况、高速路况2.台架试验：设备：油耗仪、底盘测功机注意事项：底盘测功机的滚动阻力设定必须与原车驱动轮行驶过程中的阻力相接近，否则油耗数据将出现大的误差。
8. 影响车辆行驶油耗的因素设计和制造原因：发动机特性和机械效率，传动系统的匹配及传动效率，车重和风阻使用原因：驾驶水平和习惯，道路条件9. 排放污染的检测⏹使用仪器：转速表、底盘测功机、计时器⏹尾气分析仪：二气体、三气体、四气体、五气体⏹烟度计：测量碳烟含量10. 前照灯检测和评价测试项目：亮度和光分布测试方法：原地台架测试设备：前照灯测试仪11．喇叭响度/噪音的检测测试项目：声压级（单位：dB）测试设备：声压计（分贝计）12. 制动性能的检测和评价⏹试验方法：路试和台架试验⏹路试：制动距离、制动稳定性、制动减速度（减速度仪）、制动协调时间⏹台架试验：制动力、制动协调时间、各轮制动力差13 汽车故障诊断维修的5个步骤问诊试车分析检修检查。
论汽车转向特性
如 果车轮 是刚性 的 ，即 ＝巩 ＝０ ，则有
Ｃ Ｏ ＝ ，瞬 时转 向中心在 后轴延 长线上
图 ａ
将方 向盘 转过 一 定角度 ，然后 驱动 汽车 绕瞬 时 转 向中心 转 向，如 果车 辆越 转 越往 外走 ，即转 向所 画 的 圆弧越 来 越大 ，转 向半 径 越来 越大 ，则车 辆 具有 不足 转 向特 性 。反之 ，如果 车辆 越 转越 往里 转 ，即 转 向所 画 的圆弧 越 来越 小 ，转 向半径 越 来越 小 ，则 车辆 具 有过度 转 向特 性 。 当然如 果 车辆 转 向半径 不变 ，转 向中心 一定 ，则 车辆具 有不 足转 向特 性 。 下面我 们 来分析 一下 转 向特 性 形成 的原 因： 因为 车轮 不是 刚性 的 ，所 以在运 动过 程 中会 有变 形 ，以至 于会 发 生侧
同样 如 果车 轮是 刚性 车轮 ，转 向时左右 前 轮转 角是 不相 等 的，前 轴 中
点 速度 与 纵 轴线 夹角 为 ６＝ ． （６ ＋６ ），其 中 ６左和 ６右分 别为 Ｏ５ 左 右
左 右前轮 的转 角 。同样 由于 弹性 轮胎 的偏 离，产 生前 轴偏 离角 啦 ，结 果前
轴 中点速 度 与纵 轴夹角 为 （６ ）。 一
称 为后轴 偏 离角 ）。
而 “ 向过 度 ” 的车 辆 过弯 时会 出 现 “ 尾 ”现象 ，表 现 为后 轮 打 转 甩 滑 ， 失去 抓 地 力 车 头指 向弯 道 内侧 ，致 使 车 身 打转 ，甚 至 使汽 车 原 地 掉
头 ，严重 时还 会发 生翻车 事故 。 “ 头 ”和 “ 尾 ”都是 汽车 过弯 时会 出现 的两种 不稳 定现 象 。 推 甩 判定 车辆 具有何 种转 向特 性 的一般 方法 （ 图ａ 示 ） ： 如 所
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程名称汽车使用性能与检测授课班级课题汽车的侧偏及转向特性授课日期
授课方法讲授法
练习法
授课时间4X45分钟组长审批
教学目的：了解影响车轮侧偏的因素；分析该因素。
教材重点：影响车轮侧偏的因素；并进行分析。
教学难点：分析影响车轮侧偏的因素。
教学仪器：
教学过程：
任务引入：
汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时汽车会沿直线行驶，有时汽车会沿曲线行驶（如弯路）。
在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。
此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。
对不对？这些都要求汽车有操纵上的稳定，因此今天我们通过分析影响汽车操纵稳定性各方面的因素，掌握他们的检测方法
任务分析：
一辆操纵性能良好的汽车必须要具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。
（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。
操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。
如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性是指在驾驶者不会感到过分紧张和疲劳的情况下，汽车抵抗外界各种干扰并按驾驶者通过转向控制机构所给方向稳定行驶的能力。
通过认识侧偏及转向特性现象，分析侧偏及转向特性的实质，找出影响侧偏及转向特性的主要因素并加以运用。
相关知识：
一、轮胎的侧偏现象
侧偏力FY：地面作用于车轮的侧向反作用力。
如果车轮是刚性的，在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力。
当侧向力不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δu，车轮便沿某一合成速度u′方向行驶，偏离了原行驶方向
当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向，这就是轮胎的侧偏现象。
下面讨论具有侧向弹性车轮，在垂直载荷为的条件下，受到侧向力作用后的两种情况：
（1）车轮静止不动时由于车轮有侧向弹性，轮胎发生侧向变形，轮胎与地面接触印迹长轴线与车轮平面不重合，错开Δh，但仍平行于，如图4.2a所示。
（2）车轮滚动时接触印迹的长轴线，不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行。
图5.5b示出车
轮的滚动过程中，车轮平面上点Al、A2、A3、…依次落在地面上，形成点、、…，点、、的连线与的夹角，即为侧偏角。
车轮就是沿着方向滚动的。
显然，侧偏角的数值是与侧向力有关的。
任务实施：
影响轮胎侧偏特性的因素分析：
一、轮胎的型式和结构参数对轮胎侧偏特性有显著影响
尺寸较大的轮胎，侧偏刚度一般较大。
尺寸相同的子午线轮胎和斜交轮胎相比，子午线轮胎具有较大的侧偏刚度。
同一型号、同一尺寸的轮胎，帘布层越多、帘线与车轮平面的夹角越小、气压越高、侧偏刚度越大。
另外，轮辋的型式对侧偏刚度亦有影响。
装有宽轮辋的轮胎，侧偏刚度较大。
二、影响转向特性的因素分析
汽车的“等速圆周行驶”稳态响应，是评价汽车操纵稳
定性的重要特性之一，称为汽车的“稳态转向特性”。
汽车的稳态转向特性分成三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。
在圆周行驶时，驾驶员使转向盘保持一个固定的转角，令汽车以不同固定车速行驶，若行驶车速高时，汽车的转向半径R增大，这种汽车具有不足转向的特性。
若汽车的转向半径R不变，这种汽车具有中性转向的特性。
若转向半径愈来愈小，则具有过多转向的特性。
只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。
汽车不能具有过多转向特性。
具有中性转向特性的汽车也不好，因为汽车本身或外界使用条件的某些变化，中性转向特性的汽车通常会转变为过多转向特性而失去稳定。
人们已经习惯于驾驶具有不足转向特性的汽车，知道如何通过转向机构使汽车遵循期望的路径行驶汽车的稳态转向特性: 分成三种类型_——不足转向、中性转向和过多转向。
只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。
汽车的稳态转向特性分析：，式中G1，G2——前后轴的垂直载荷；K——稳定性因数。
当K=0时，。
即稳态横摆角速度增益与车速u成线性关系。
具有这种特性的汽车，称为中性转向汽车。
这个关系就是汽车轮胎无侧偏角时的转向关系。
当K＞0时，横摆角速度增益比中性转向时小，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度ω要小些。
具有这样特性的汽车，称为不足转向汽车。
K值越大，不足转向量越大。
当K＜0时，横摆角速度增益比中性转向时大，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度要大。
具有这样特性的汽车，称为过多转向汽车。
K值越小，过多转向量越大。
用前后轴侧偏角差来表征汽车稳态转向特性：
即当K=0时，汽车为中性转向，
K＞0时，汽车为不足转向，＞0
K＜0时，汽车为过多转向，＜0
用转向半径比值表征汽车稳态转向特性：
当K=0时，=1，汽车为中性转向。
转向半径不随车速变化，始终等于。
K＞0时，＞1，汽车为不足转向。
转向半径总大于，且随车速的增加而加大。
K＜0时，＜1，汽车为过多转向。
转向半径总小于，且随车速的增加而减小。