汽车原理及构造-6-汽车原理_汽车操纵稳定性_评价
《汽车操纵稳定性》课件
06
汽车操纵稳定性案例分析
案例一：某品牌汽车操纵稳定性优化案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过优化悬挂系统和转向系统，提高汽车操纵稳定性
该品牌汽车通过改进悬挂系统和转向系统的设计和参数， 实现了在各种路况下都能够保持较好的操纵稳定性。具体 措施包括采用先进的悬挂系统、优化转向齿条和齿轮的设 计、改善轮胎的抓地力等。这些改进使得汽车在高速行驶 、紧急变道和弯道行驶时更加稳定，提高了驾驶的安全性 和舒适性。
汽车操纵稳定性是评价汽车性能的重要指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ之一，它涉及到汽车的操 控性、安全性、舒适性等多个方面，对驾驶员的驾驶体验和行车安全 具有重要影响。
汽车操纵稳定性的重要性
03
提高行车安全性
提高行驶稳定性
提高乘坐舒适性
良好的汽车操纵稳定性可以提高驾驶员对 汽车的操控信心，减少因失控而引发的交 通事故。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中保持稳定，减少侧滑、失稳等现象 的发生，提高行驶安全性。
案例二：某品牌汽车控制系统优化案例
总结词
通过先进的控制系统，提高汽车操纵稳定性
详细描述
该品牌汽车采用了先进的控制系统，如电子稳定程序和 牵引力控制系统，来提高汽车的操纵稳定性。这些系统 通过实时监测车辆的动态特性和驾驶员的操作，自动调 整发动机输出和制动系统的制动力，以保持车辆的稳定 性和控制性。通过这些控制系统的优化，该品牌汽车在 各种驾驶条件下都能够提供更好的操纵性能和安全性。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中更加平顺，减少颠簸和振动，提高 乘坐舒适性。
汽车操纵稳定性的历史与发展
历史回顾
早期的汽车由于没有转向助力、悬挂系统等装置，操纵稳定 性较差。随着技术的不断发展，汽车操纵稳定性逐渐得到改 善。
汽车理论_操纵稳定性
胎应有高的侧偏刚度，以保证汽车良好的操纵稳定 性。
小型轿车：k=-28000～-80000N/rad。 在FY较大时，随着k的增加，α增长很快，这是因 为FY接近Fφ时，轮胎在接地处已发生部分侧滑。
§5-2 轮胎的侧偏特性
三、影响轮胎侧偏特性的因素 轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著
④ay<0.4g，轮胎侧偏特性处于线 性范围。
⑤驱动力不大，不考虑地面切向 力对轮胎侧偏特性的影响
§5-3 汽车的转向特性
2. 汽车模型的运动微分方程
k1 、 k2—前后轴侧偏刚度 β—质心的侧偏角 u—前进速度 ωr—横摆角速度 δ—前轮转角 IZ—汽车绕Z轴的转动惯量
v —侧向加速度
r —横摆角加速度
B.R／R0<1 K<0 过多转向 1.C. R／R0>1 K>0 不足转向
§5-3 汽车的转向特性
三、 汽车的瞬态响应特性
1.反应时间τ 应小些，比较好 2.峰值反应时间ε 越小越好 3.超调量 r1r010% 0 越小越好 4.横摆角速度ωr波动时的固 有圆频率ω0 应高些较好 5.稳定时间σ 越短越好
( k 1 k 2 ) u 1 ( a 1 b k 2 )k r k 1 m ( v u r )
( a 1 b k 2 )k u 1 ( a 2 k 1 b 2 k 2 )r a 1 k I Z r
§5-3 汽车的转向特性
二、 汽车的稳态响应特性
1.稳态响应（Steady State）
的影响。尺寸较大的轮胎有较高的侧偏刚度。 1.扁平率（H／B×100%）
H／B越小，侧偏刚度越大。
汽车操纵稳定性分析与评价指标
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
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。
➢汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
➢路面有薄 水层时，由于 滑水现象，会 出现完全丧失 侧偏力的情况。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
23
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
24
二、汽车的转向特性
直角三角勾股定理： c2=a2+b2
因此：sin2A+cos2A=1 sinA/cosA=tanA tanA=1/cotA
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
直线cc表示轮胎平面线
Fy
俯视图
直线aa表示轮胎与地 面接触印痕的中心线
FY
车轮静止
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
10
2）在弹性轮上作用侧向力 F y
Fy
FY
车轮滚动
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
11
侧偏角α
轮胎接地印 迹中心的位移 方向与X轴的 夹角。
2.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。
前205、后225的轮胎组合，使得前轮的侧偏刚度小于后轮，
有利于营造不足转向特性。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
31
3）过多转向 R<R0 u↑→ R↓→ 汽车具有过多转向特性。
这意味着很小的前轮转角将产生极大的横摆角速度， 汽车将发生激转而侧滑或侧翻。由于过多转向汽车有失 去稳定性的危险，汽车应具有适度的不足转向特性。
汽车操纵稳定性概述
汽车操纵稳定性概述汽车的操纵稳定性是指车辆在加速、刹车、转弯等操作时，保持良好的稳定性和可控性的能力。
这一特性对驾驶员来说非常重要，因为它直接关系到行车的安全和舒适性。
汽车的操纵稳定性受到多个因素的影响，包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。
本文将从这些方面对汽车操纵稳定性进行概述。
首先，悬挂系统对汽车的操纵稳定性起到了关键作用。
悬挂系统主要由弹簧、减振器和稳定杆等组成。
弹簧和减振器能够减缓车辆在通过不平路面时产生的颠簸感，提高悬挂系统的工作效率。
稳定杆可以减少车辆转向时的侧倾，提高车辆的稳定性。
因此，一个良好的悬挂系统对车辆的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
其次，制动系统对操纵稳定性也有很大的影响。
制动系统主要由刹车盘、刹车片和刹车油等构成。
当驾驶员需要紧急刹车时，一个良好的制动系统可以迅速减速并能够保持车辆的稳定性。
如果制动系统工作不正常，可能会导致车辆在刹车时出现抱死现象，从而失去了对车辆的控制。
在操纵稳定性方面，转向系统也起到了重要的作用。
转向系统主要由转向机构、转向齿轮和转向轴等构成。
一个良好的转向系统可以提供准确而稳定的转向操作，驾驶员可以更容易地控制车辆的前进方向。
在紧急转弯时，一个稳定的转向系统可以避免车辆失控或侧翻的风险。
此外，轮胎也对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
好的轮胎可以提供良好的抓地力和操控性能，这对车辆的操纵稳定性起到了重要作用。
如果轮胎的磨损过度或者胎压不正确，都可能导致车辆在行驶过程中失去稳定性。
除了这些因素之外，车辆的重心位置也会对操纵稳定性产生影响。
低重心的车辆相对于高重心的车辆在行驶中更加稳定。
因此，现代的汽车设计会尽量将重心降低，以提高车辆的操纵稳定性。
总结起来，汽车的操纵稳定性是一个复杂的系统工程，受到多个因素的影响。
悬挂系统、制动系统、转向系统以及轮胎等都对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
为了提高操纵稳定性，驾驶员应该保持良好的驾驶技巧，同时定期检查和维护车辆的关键部件，以确保其正常工作。
汽车的所有构造和原理
汽车的所有构造和原理汽车的构造和原理涉及到许多关键部件和系统，以下是汽车的主要构造和原理。
1. 发动机：汽车发动机是汽车的动力源，常见的发动机类型包括内燃机和电动机。
内燃机可以进一步分为汽油发动机和柴油发动机。
发动机通过燃烧燃料产生的能量转化为机械能，推动汽车前进。
2. 变速器：汽车的变速器通常包括离合器和传动装置。
离合器用于断开发动机和传动装置之间的连接，使车辆可以换挡。
传动装置将发动机的动力传递到驱动轮，通过不同的齿轮比来实现不同的速度和扭矩输出。
3. 底盘：汽车的底盘包括车身、底板、底架、悬挂系统、制动系统和转向系统等。
车身提供乘客和货物的空间，底板和底架提供支撑和承载能力。
悬挂系统用于减震和维持车身稳定性，制动系统用于控制车辆的减速和停止，转向系统用于控制车辆的方向。
4. 燃油系统：燃油系统负责燃料的供给和混合。
汽油车的燃油系统包括燃油箱、燃油泵、燃油喷射器和燃油调节器等，而柴油车的燃油系统则包括燃油箱、燃油泵、喷油器和喷嘴等。
5. 电气系统：汽车的电气系统包括电瓶、发电机、启动电机、点火系统和照明系统等。
电瓶负责储存和提供电能，发电机通过发动机驱动来产生电能，启动电机用于启动发动机，点火系统用于产生火花点燃混合气，照明系统用于提供车辆照明和信号灯。
6. 冷却系统：冷却系统用于维持发动机在适宜的工作温度。
冷却系统通过循环冷却液来吸收和分散发动机产生的热量，以保持发动机在最佳工作温度范围内运行。
7. 空气系统：空气系统用于提供发动机所需的空气。
空气系统包括进气管道、空气过滤器和进气门等，它们协助将空气引入发动机中，并参与燃料的混合和燃烧过程。
8. 制动系统：制动系统用于控制汽车的减速和停止。
常见的制动系统包括盘式制动器和鼓式制动器，它们通过对车轮施加摩擦来转化动能为热能，从而减速和停止车辆。
9. 方向系统：方向系统用于控制车辆的转向。
方向系统包括转向盘、转向传动装置、齿轮和连杆等，通过人的操纵将转动力转化为车轮的转动，从而控制车辆的前进方向。
教学课件：第六章-汽车的操纵稳定性
对比仿真结果与实验结果，验证仿真模型的准确性和 有效性，为优化设计提供依据。
06
总结与展望
本章总结
操纵稳定性定义
汽车的操纵稳定性是指驾驶员按照自己的意愿操纵汽车行驶方向和行驶状态的能力，同时 要求汽车能按驾驶员的意图保持稳定的行驶状态，且在行驶过程中具有良好的抗干扰能力 及自动回正能力。
教学课件：第六章-汽车 的操纵稳定性
• 引言 • 汽车操纵稳定性基础知识 • 汽车操纵稳定性分析方法 • 汽车操纵稳定性试验与评价 • 汽车操纵稳定性优化设计 • 总结与展望
01
引言
课程介绍
汽车操纵稳定性是汽车动力学的一个 重要研究方向，涉及到汽车行驶时的 操控性能和稳定性。
本章将介绍汽车操纵稳定性的基本概 念、研究方法以及相关实验，为后续 章节的学习打下基础。
线性二自由度汽车模型通过建立线性微分方程来描述汽车的动态行为，使得数学分 析变得相对简单。
线性二自由度汽车模型广泛应用于汽车操纵稳定性分析和控制系统的设计。
线性二自由度汽车的操纵稳定性分析
横摆运动分析
横摆运动是指汽车绕垂直于地面 的轴线的旋转运动，主要受到前 轮转角、侧向加速度和侧向风的 影响。
侧倾运动分析
影响操纵稳定性的因素
汽车的结构设计、悬挂系统、转向系统、轮胎等都会影响汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性评价
通过一系列试验和评价指标来评价汽车的操纵稳定性，如蛇形试验、转向盘角阶跃试验、 稳态回转试验等。
下章预告
第七章内容概述
介绍汽车制动系统的基本组成和 工作原理，以及制动性能的评价 指标和试验方法。
重点与难点
汽车操纵稳定性评价标准
横摆角速度标准
根据不同车速和转向盘转 角下的横摆角速度值，制 定相应的评价 角下的侧向加速度值，制 定相应的评价标准。
汽车基本构造及原理
汽车基本构造及原理
汽车是人们日常生活中不可或缺的交通工具，它的基本构造和原理对于理解汽
车的工作原理和维护保养至关重要。
本文将从汽车的基本构造和原理两个方面进行介绍。
首先，我们来看看汽车的基本构造。
汽车主要由发动机、传动系统、底盘、车
身和电气设备等几大部分组成。
发动机是汽车的心脏，它通过燃烧汽油或柴油来产生动力，驱动汽车前进。
传动系统包括变速器、离合器、传动轴和差速器等部件，它的作用是将发动机产生的动力传递到车轮上。
底盘是汽车的骨架，它由悬挂系统、转向系统、制动系统和轮胎等组成，支撑着整个车身。
车身则是汽车的外壳，它由车门、车窗、车顶等部分构成，保护乘客和车辆内部设备。
电气设备包括电瓶、发电机、起动机、点火系统等，它们为汽车提供电力支持。
其次，我们来了解一下汽车的工作原理。
汽车的工作原理主要是通过燃烧产生
动力，然后将动力传递到车轮上，最终推动汽车前进。
发动机通过燃烧汽油或柴油产生高温高压气体，驱动活塞运动，产生机械能。
这部分机械能通过传动系统传递到车轮上，使车轮转动，从而推动汽车前进。
底盘则起到支撑和悬挂的作用，使汽车在行驶过程中保持稳定。
车身的设计和制造对于汽车的外观和乘坐舒适度有着重要影响。
电气设备则为汽车提供电力支持，保证各种设备的正常工作。
总的来说，汽车的基本构造和原理是相互联系、相互作用的。
只有了解了汽车
的基本构造和原理，才能更好地进行汽车的使用和维护保养工作。
希望本文能够帮助读者对汽车有更深入的了解，为日常生活中的汽车使用提供一些帮助。
第六章 汽车操纵稳定性
r— 横摆角速度；
u—车速；δ —前轮转角； m—汽车质量；L —轴距； a，b — 汽车质心到前后轴的距离； k1，k2 — 前后轮侧偏刚度。
汽车理论
R
u
r
1 Ku
2
L
上式表明：汽车转向半径与汽车的行驶速度、稳定性因数、汽车 转向轮转角之间的关系，也说明了转向半径随上述参数变化情况。
Fb
Fb 或Fx FY
路面对侧偏特性的影响
路面干湿程度的影响 路面越湿，最大侧偏 力越小。 薄水层的影响 路面有薄水层时，轮 胎可能会完全失去侧偏 力，这称为“滑水”现 象。
回正力矩 Z T
侧偏角
回正力矩 Z T
汽车理论
第二节
汽车理论
汽车模型的简化
*忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入。 *不考虑振动、侧倾、俯仰运动，认为汽车只作平行 于地面的运动； *不考虑轮胎切向力、外倾角、空气阻力的影响； *忽略左右轮胎载荷变化引起的侧偏特性变化； *忽略轮胎回正力矩； *认为轮胎侧偏特性处于线性范围； *认为汽车沿x轴速度不变。
P136页图
汽车理论
汽车过多转向
Over Steer OS
K<0称为过多转向。过多转向汽车加速时，和 中性转向相比，稳态横摆角速度增益较大，但 R= u / ，故转向半径随车速增大而减小。显然， / 。这时较小的前轮转 u 1/ K 当 时， = 角都会导致激转而翻车。 为了保持良好的操纵稳定性，汽车都应当具 有适度的不足转向。
不相等，且不等于 。外侧的比 稍小，内侧的比 稍大。
汽车理论
汽车理论
第六章汽车的操纵稳定性
汽车操纵稳定性的主观评价包含不同 驾驶任务的多项目评价和总评价。
评价项目可分为：直线行驶稳定性 （包括转向回正能力、侧风敏感性、路向 不平敏感性等）、行车变道的操纵性、转 弯稳定性（包括转向的准确性、固有转向 特性、转弯制动特性等）以及操纵负荷等。
量进行评价和分析。汽车操纵稳定性的研
究主要是分析汽车作曲线运动时的响应，
并以相关的物理量来表征汽车的操纵稳定 性能。
二、驾驶员－汽车系统
汽车操纵稳定性的研究对象是将 驾驶人包括在内，进行包含驾驶人反 馈的汽车响应研究
• 人-车闭环系统
三、汽车操纵稳定性试验的评价方法
• 对试验中汽车性能的评价可分为主观评价和客观 评价两种。
使汽车前后轮产生相同侧偏角的
侧向力作用点 中性转向点Cn
静态裕度
SM a`-a L
a`中性转向点至前轴的距离;
a 质心至前轴的距离
FY 2
Fy
FY1
Cn C
a
a`
L
四、影响汽车稳定响应的一些使用参数
1. 轮胎气压
K
m L2
a (
k2
b )
k1
K
m L2
(a k2
b) k1
K
K
m L2
的各种外界干扰（路面扰动或风扰 动），并保持稳定行驶而不失去控制， 甚至翻车或侧滑的能力。
一 汽车坐标系
• 汽车坐标系及其描述
r横摆角速度( yaw) w垂直速度
p侧倾角速度(roll ) q俯仰角速度( pitch)
u前进速度
侧向速度
• 汽车操纵稳定性是汽车的主要性能之一。 汽车操纵稳定性可以借助一些相关的物理
汽车操纵稳定性基本内容及评价所用物理参数
K为稳定性因数，它是表征稳态响应的一个重要参 数。
稳态响应的三种类型
根据稳定性因数K，汽车的稳态响应可分为三类： 中性转向：K=0，
Wr u 此关系就是汽车以极低车速行 s L
而无侧偏角时的转向关系。 不足转向：K>0，此时横摆角度增益比中性转向时小， 是一条下弯的曲线。当横摆角速度增益最大时，
方向盘阶跃输入下进入的稳态响应评价 u 稳态横摆增益曲线 、横摆角速度增益 r/ a （又称为转向灵敏度）、稳定性因数K。
方向盘阶跃输入下的瞬态响应评价
t 或 ( / 100 %) t 瞬态横摆响应曲线 、 r r r 0 反应时间τ 、衰减振动圆频率ω 。
1 ( k k ) ( ak bk ) w k muw 1 2 1 2 r 1 r u 1 2 2 ( ak bk ) ( a k b k ) w ak 0 1 2 1 2 r 1 u
消除v，便可求出稳态横摆角度增益：
wr s 式中： m K 2 L a b k k 1 2 u/L u/L 2 m a b 2 1 Ku 1 2 u L k 2 k1
同理：
v d ay d u r dt d t v uw
做平面运动的汽车对车辆坐标系的微分方程式为：
m ( v uw ) F cos F r y 1 y 2 I w a F cos bF z r y 1 y 2
（ 5 6 ）
2 2 2 2 2 ( ak bk ) ( k k )( a k b k ) 1 2 1 2 1 2 [ mu ( ak bk ) ] w 1 2 r u u
《汽车的操纵稳定性》课件
结论
1 操纵稳定性是汽车
设计中不可或缺的 一环
优秀的操纵稳定性能够 保证车辆的安全性、舒 适性和经济性。
2 技术的不断发展将
进一步提高操纵稳 定性
随着科技的进步，操纵 稳定性控制技术将不断 改进和创新。
3 未来汽车的操纵稳
定性将更加高效、 安全、智能
新技术的应用将使汽车 的操纵稳定性性能不断 向前发展。
汽车的操纵稳定性
汽车的操纵稳定性是指车辆在不同驾驶情况下的稳定性能。了解和优化操纵 稳定性能，是提高汽车安全性、舒适性和经济性的重要途径。
什么是操纵稳定性？
定义
操纵稳定性是指车辆在各 种驾驶情况下保持平稳的 能力，包括直线行驶、转 向和急制动。
属性
操纵稳定性的属性包括方 向盘控制性、车辆响应速 度、轴重分布等。
电子稳定控制系统 可以检测并纠正车 辆偏离预定轨迹的 情况，提供高级操 纵稳定性和驾驶控 制。
操纵稳定性在汽车设计中的重要性
安全性
操纵稳定性直接关系到驾驶员及乘客的安全，确保车辆在各种情况下都能保持稳定。
舒适性
优秀的操纵稳定性可以提高驾驶舒适性，减少驾驶疲劳和不适感。
经济性
良好的操纵稳定性可以提高燃油经济性，减少能源消耗和排放。
影响因素
影响操纵稳定性的因素包 括车辆结构、悬挂系统、 制动系统和轮胎选择等。
操纵稳定性检测方法
1
பைடு நூலகம்
转向稳定性检测
2
通过测试车辆在转弯时的平衡性和侧
倾程度来评估操纵稳定性。
3
直线行驶稳定性检测
通过测量车辆在直线行驶过程中的姿 态变化来评估操纵稳定性。
急制动稳定性检测
通过模拟急停等紧急情况下的车辆姿 态和制动反应来评估操纵稳定性。
汽车的结构和原理
汽车的结构和原理汽车的结构和原理指的是汽车的各个部件以及其工作原理。
汽车通常由以下几个部分组成：1. 底盘：包括车架、悬挂系统、车轮和刹车系统等。
车架是汽车的骨架，承载着车身和动力总成。
悬挂系统能够保持车身稳定并吸收路面的震动。
车轮提供牵引力和操控汽车的能力。
刹车系统负责制动汽车。
2. 动力总成：包括发动机、传动系统和燃料系统。
发动机是汽车的动力源，通过燃烧燃料产生能量驱动车辆前进。
传动系统将发动机的动力传递给车轮。
燃料系统则为发动机提供燃料。
3. 车身：包括车厢、车门、车窗和座椅等。
车厢是乘客乘坐的空间，车门和车窗提供进入和离开车辆的通道。
座椅为乘客提供舒适的乘坐体验。
4. 控制系统：包括方向盘、油门、刹车踏板和仪表板等。
方向盘用于控制车辆的行驶方向，油门和刹车踏板用于控制车辆的加速和制动。
仪表板显示车辆的行驶信息和状态。
汽车的工作原理主要涉及以下几个方面：1. 内燃机工作原理：内燃机是发动机的一种常见类型，其工作原理是通过燃烧混合气体（燃料和空气）来产生爆炸燃烧，从而驱动活塞运动，转动曲轴，输出动力。
2. 传动系统工作原理：传动系统将发动机的动力传递给车轮，实现汽车的运动。
传动系统通常包括离合器、变速器和差速器等部件，通过这些部件的配合和转动原理，使动力顺利传递到车轮。
3. 制动系统工作原理：制动系统通过摩擦或液压的原理来实现制动。
当驾驶员踩下刹车踏板时，制动系统会将刹车力量传导到刹车盘或刹车鼓上，通过摩擦产生的阻力来减速或停止车辆。
4. 悬挂系统工作原理：悬挂系统可以保持车身稳定并吸收路面的震动。
它通常由弹簧、减震器和悬挂臂等部件组成，通过这些部件的弹性和阻尼来缓冲和稳定车身。
汽车的结构和原理是复杂而庞大的系统工程，以上只是对其中一些部分的简要介绍，实际上还涉及诸如电气系统、照明系统、空调系统等其他方面的工作原理。
发动机原理与汽车理论第10章汽车的操纵稳定性.ppt
具有过多转向特性的汽车（ αB>αA ） ，转向时所需的前轮 转角比无侧偏时小；
具有不足转向特性的汽车（αA>αB） ，转向时所需的前轮转 角比无侧偏时大。
三、提高转向稳定性的措施
保证汽车有适度的不足转向特性。 1.汽车重心位置:应保证αA>αB 。 2.轮胎气压:前轮气压比后轮低些，以保证αA>αB 。
ZL
1 B
(B 2
G cos
Ghg
sin
Fc
B sin 2
Fc hg
cos )
ZR
1 ( B G cos
B2
Ghg
sin
Fc
B sin
2
Fc hg
cos )
G v2
Fc g R
汽车不发生向外侧翻倒的条件是：ZR＞0
汽车转弯时不发生向外侧翻倒所允许的车速：
v gR(B 2hg tan ) 2hg B tan
R0
L
tan
当转向角δ较小并用弧度表
示时：
tan
R0
L
2.有侧偏时的转向半径
过Oˊ点作汽车纵轴线的垂线交于D点，OˊD即为有 侧偏时汽车的转向半径，用R来表示。
R
L
B A
vBˊ
vAˊ
前轮转角δ一定时，前、后轮侧偏角对转向半径的影响
R
L
B A
R0
L
当αA=αB时，有侧偏时和无侧偏时的转向半径也相等，称 中性转向特性；
第十章 汽车的操纵稳定性
第一节 汽车的极限稳定性 第二节 汽车转向时的操纵稳定性 第三节 汽车直线行驶时的操纵稳定性 第四节 汽车的操纵轻便性
汽车的操纵稳定性
汽车的操纵性：指汽车准确地响应驾驶员操纵 指令的能力。 汽车的稳定性：指汽车抵抗外界干扰而保持稳 定行驶的能力。
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评价参量
➢共振峰频率。 ➢共振时振幅比。 ➢相位滞后角。 ➢稳态增益。
操纵稳定性包含的内容
5
第一节 操纵稳定性概述
3.转向盘中间位置操纵稳定性（了解）
转向盘小转角、低频 正弦输入下，汽车高速 行驶时的操纵稳定性。
评价参量
➢转向灵敏度。 ➢转向盘力特性。 ➢转向功灵敏度。
4.回正性（了解）
转向盘力输入 下的时域响应。
1.转向盘角阶跃输入下的响应
重点
稳态响应
评价参量
横摆角速度增益— 转向灵敏度。
瞬态响应
评价参量
➢反应时间。 ➢横摆角速度波动的 无阻尼圆频率。
操纵稳定性包含的内容
4
第一节 操纵稳定性概述
2.横摆角速度频率响应特性（了解）
转向盘转角正弦输 入下，频率由0→∞变 化时，汽车横摆角速 度与转向盘转角的振 幅比及相位差的变化 规律。
8
第一节 操纵稳定性概述
直线行驶性
7.直线行驶性能（了解）
评价参量
转向盘转角和（累计值）
侧向风敏感性 路面不平敏感性
评价参量
侧向偏移
操纵稳定性包含的内容
9
第一节 操纵稳定性概述
8.典型行驶工况性能
➢蛇行性能 ➢移线性能 ➢双移线性能— 回避障碍性能
评价参量
转向盘转角、转向 力、侧向加速度、横 摆角速度、侧偏角、 车速等。
•
10、雨中黄叶树，灯下白头人。。02:51:3902:51:3902:512/10/2021 2:51:39 AM
•
11、以我独沈久，愧君相见频。。21.2.1002:51:3902:51Feb-2110-Feb-21
•
12、故人江海别，几度隔山川。。02:51:3902:51:3902:51Wednesday, February 10, 2021
操纵稳定性包含的内容
7
第一节 操纵稳定性概述
6.转向轻便性（了解）
➢评价转动转向盘轻便
程度的特性。
评价参量
➢包括原地转向轻便性、
低速行驶转向轻便性和高
速行驶转向轻便性。
➢转向力。 ➢转向功。
目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS）， 能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。
操纵稳定性包含的内容
➢本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价 方法。
2
第一节 操纵稳定性概述
一、操纵稳定性包含的内容
➢汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应 随时间而变化的特性称为时域响应特性。
➢转向盘输入有角位移输入和力矩输入。 ➢外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向 力。
3
第一节 操纵稳定性概述
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第一节 操纵稳定性概述
瞬态响应的评价指标
1）时间上的滞后
2）执行上的误差 （ωr1/ωr0）×100％
称为超调量
3）横摆角速度的波动 波动的ω ＝2π/T , 取
决于汽车的结构参数
4）进入稳态所经历 的时间σ
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第一节 操纵稳定性概述
三、操纵稳定性的研究方法
将汽车作为开路控制系统 人—汽车系统作为闭路系统
➢转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶， 称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。
转向盘转角
sw0
时间 t
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第一节 操纵稳定性概述
稳态响应特性有三种类型
不足转向ua R ；中性转向 ua R 不变； 过多转向 ua R 。
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第一节 操纵稳定性概述
3.瞬态响应特性
➢转向盘角阶跃输 入前后，直线行驶与 等速圆周行驶这两个 稳态运动之间的过渡 过程是一种瞬态，相 应的瞬态运动响应称 为转向盘角阶跃输入 下的瞬态响应。
操纵稳定性包含的内容
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第一节 操纵稳定性概述
蛇形绕桩测试（视频）
ห้องสมุดไป่ตู้
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第一节 操纵稳定性概述
蛇形绕桩测试（视频）
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第一节 操纵稳定性概述
蛇形绕桩测试（视频）
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第一节 操纵稳定性概述
蛇形绕桩测试（视频）
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第一节 操纵稳定性概述
9.极限行驶能力（了解）
圆周行驶极限 侧向加速度
抗侧翻能力
评价参量 评价参量
第五章 汽车的操纵稳定性
➢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。
➢汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。
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第五章 汽车的操纵稳定性
第一节 概述
➢本节将介绍汽车操纵稳定性包含的内容、车辆坐 标系、转向盘角阶跃输入下的时域响应特性等。
在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。 主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、
紧急变线速度（满载/空载）。
操纵稳定性包含的内容
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第一节 操纵稳定性概述
三辆轿车在做 蛇形绕桩性能对 比测试。
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第一节 操纵稳定性概述
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第一节 操纵稳定性概述
汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜
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第一节 操纵稳定性概述
评价参量
➢回正后剩余横摆角 速度与剩余横摆角。
➢达到剩余横摆角速 度的时间。
操纵稳定性包含的内容
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第一节 操纵稳定性概述
5.转向半径
评价参量：最小转向半径。
一些常见车型的最小转向半径
车型 Audi A4 宝马520i 雷克萨斯LS430
最小转向半径/m（左/右） 5.6/5.6（轴距2650 mm ） 5.65/5.65（轴距2830 mm ） 5.4/5.3（轴距2925 mm ）
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第一节 操纵稳定性概述
四、操纵稳定性的两种试验评价方法
开路系统
人—汽车闭路系统
客观评价法
主观评价法
通过仪器测出横摆角 速度、侧向加速度、侧 倾角及转向力。
让试验评价人员根 据试验时自己的感觉 进行评价。
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第一节 操纵稳定性概述 本节内容结束 下一节
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9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。21.2.1021.2.10Wednesday, February 10, 2021
有些轿车的车身侧倾比较严重
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第一节 操纵稳定性概述
设计的理念是驾 驶舱永不倾斜
驾驶舱内倾
车身外倾
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第一节 操纵稳定性概述
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第一节 操纵稳定性概述
一些常见轿车的紧急变线速度
车型 新雅阁
紧急变线速度/（km·h－1）（空载）
97.3
马自达6
120
Audi A4
124.9
Audi A8
131.6
极限侧向加速度 极限车速
发生侧滑时的 控制能力
评价参量
回至原来路径 所需时间
操纵稳定性包含的内容
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第一节 操纵稳定性概述
二、车辆坐标系与转向盘角阶跃 输入下的时域响应
1.车辆坐标系
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第一节 操纵稳定性概述
2.稳态响应特性
➢汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转 动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。