轮胎的侧偏特性对汽车操纵稳定性的影响分析

汽车轮胎侧偏特性研究综述

汽车轮胎侧偏特性研究综述
魏道高;洪添胜;蒋国平;李守成;江浩斌;周孔亢
【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2002(023)003
【摘要】轮胎的侧偏性是影响操纵稳定性的重要因素,也是研究操纵稳定性的基础,因此轮胎的侧偏特性以及整个轮胎的力学特性一直是汽车行业发达的国家和地区的研究热点.轮胎侧偏特性研究过程是从它的静态特性到动态特性,主要的方法是理论和实验相结合,目的是为了建立较为准确的轮胎侧偏特性模型.本文介绍与分析了国内外轮胎侧偏特性研究状况,并且提出了对此方面研究的展望.
【总页数】6页(P54-59)
【作者】魏道高;洪添胜;蒋国平;李守成;江浩斌;周孔亢
【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013;华南农业大学,广东,广州,510642;南京汽车集团,江苏,南京,210073;南京汽车集团,江苏,南京,210073;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】U463.341
【相关文献】
1.汽车轮胎侧偏特性影响因素的试验研究 [J], 彭旭东;郭孔辉;单国玲
2.基于最小二乘法的汽车轮胎侧偏刚度及质心侧偏角设计与仿真 [J], 吴房胜;李如
平;陈业慧;谢晓敏
3.汽车轮胎非稳态侧偏特性的非线性研究 [J], 孙逢春;孙文强
4.汽车轮胎非稳态侧偏特性的非线性研究 [J], 孙逢春;孙文强
5.人工神经网络在汽车轮胎侧偏特性研究中的应用 [J], 任卫群;金国栋;张云清;付勇智;宋健
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汽车理论5汽车的操纵稳定性

第5章汽车的操纵稳定性学习目标通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。

汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。

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。

一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力：（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。

汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。

它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。

5.1节汽车行驶的纵向和横向稳定性5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。

当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。

在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。

汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。

这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。

图5.1 汽车上坡时的受力图图5.1为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力，加速阻力矩，而车轮的滚动阻力矩的数值相对来说比较小，可不计入。

轮胎侧偏刚度对整车操稳性能的影响

8210.16638/ki.1671-7988.2018.21.029轮胎侧偏刚度对整车操稳性能的影响景立新1，吴利广1，李广2，曹娇娇2（1.中国汽车技术研究中心，天津 300300；2.河北工业大学机械学院，天津 300130）摘要：文章主要研究轮胎侧偏刚度特性对整车操纵稳定性的影响。

通过在仿真模型中改变轮胎侧偏刚度的值，研究后轴等效侧偏角、整车不足转向、整车横摆响应频率、整车稳定性、整车响应、转向回正的等操纵稳定性指标的变化趋势及变化量大小，进而指导整车操纵稳定性设计。

关键词：轮胎特性；侧偏刚度；操纵稳定性中图分类号：U463.341 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)21-82-04Influence of tire cornering stiffness on vehicle stability performanceJing Lixin 1, Wu Liguang 1, Li Guang 2, Cao Jiaojiao 2（1.China Automotive Technology and Research Center, Tianjin 300300; 2.School of mechanical engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130）Abstract: This paper mainly studies the influence of tire lateral stiffness characteristics on vehicle handling stability. By changing the value of the tire cornering stiffness in the simulation model, the stability of the rear axle equivalent side angle, the vehicle understeer, the vehicle yaw response frequency, the vehicle stability, the vehicle response, and the steering return are studied. The trend of the indicators and the amount of change, and then guide the design of vehicle handling stability. Keywords: Tire characteristics; Cornering stiffness; Handling stabilityCLC NO.: U463.341 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)21-82-04前言轮胎是连接汽车与路面的唯一部件，轮胎与路面间的相互作用力与力矩，以及轮胎的运动方式决定了车辆的运动状态及性能[1-2]，对于轮胎力学特性的研究具有重要的现实意义以及应用前景。

汽车操纵稳定性的影响因素分析

lr
m
1.26
前轮侧偏刚度
kf
N / rad
18500
后轮侧偏刚度
kr
N / rad
22500
绕 z 轴转动惯量
Iz
kg ⋅ m2
1850
( ) 由上，稳定性因数 K = −9.5664 ×10−4 s 2 / m2 。
输入 δ 可以是任意的确定函数，因为这里考虑的是角阶跃输入，所以取：
δ
=
⎧1, (t ≥ 0) ⎩⎨0, (t < 0)
根据以上数据可对该二自由度模型进行分析，以得出各种因素对汽车操纵稳定性的影
响。
2）确定所需参数值参数
表达式
参数值
ωr0
u 1+
/L Ku
2
δ
0
u
( ) 9.576 1 − 7.3815 ×10−5 u 2
m′
muI z
5.9097 ×105 u
h
− [m(l f 2k f + lr 2kr ) + I Z (k f + kr )]
⎫ ⎪⎪ ⎬
ξ ω > 1,
⎪ (−ξω0 +ω0 ξ 2 −1)t
(−ξω0 −ω0 ξ 2 −1)t
= C e + C e ⎪⎭ r
3
4
其中， C、Φ、C1、C2、C3、C4 均为积分常数，可以根据运动的初始条件来确定。
.ξ > 1 称为大阻尼，当车速超过临界车速后， ωr 是发散的，趋于无穷大，此时汽车失
下面确定积分常数 C、A1、A2 。
运动的起始条件为：t = 0 时，ωr = 0 ； v = 0 ，δ = δ 0 。另外，还可以求得 t = 0 时，

《汽车理论》模拟试卷四及答案

汽车理论模拟试卷四1、(1)什么是纵向滑动率？作出附着系数与纵向滑动率的关系曲线，并描述该曲线的特点、分析其产生的缘由。

(2)什么是轮胎的侧偏特性？试分析轮胎侧偏特性产生的缘由及其主要影响因素(包括：汽车使用因素与轮胎自身结构与特性的因素)。

(3)结合下图(包括轮胎的侧偏特性)说明：转弯时汽车滚动阻力大的缘由，并说明滚动阻力的主要影响因素。

2、(1)动力性的评价指标主要有哪三个？各个评价指标的影响因素有哪些？分别是怎样影响的？(2)结合公式及绘图，说明后备功率的概念。

(3)确定汽车的动力性，可通过作图法，详细可用哪几种特性的图？大致过程怎样？ 3、(1)画图并说明地面制动力、制动器制动力与附着力三者之间的关系。

(2)已知某汽车的同步附着系数% 二06 ,试结合产线、I 曲线、f 和r 线组分析汽车在附着系数ψ2=0.8的路面上进行制动时的全过程。

(3)在图上标明：在ψl=0.3和ψ2= ().8的路面上车轮抱死后，制动器制动力与地面制动力的差别。

由蚊中心W 147转穹馥切Ml 力4、（1）较常用的汽车百公里油耗有哪些？（2）汽车的等速百公里油耗与车速间具有怎样的关系？为什么？5、（1）结合有关公式，分析汽车操纵稳定性稳态特性的影响因素结合有关公式，分析汽车操纵稳定性稳态特性的影响因素。

（2）定性分析汽车操纵稳定性动态特性的影响因素。

（3）驾驶员的不同转向操作对汽车的转向与操纵稳定性特性有怎样的影响？为什么？（4）曲线行驶时，对于前轮驱动的汽车，在驱动与制动时，纵向力对其稳态特性的影响是否有差异，试分析产生的缘由和主要影响因素。

6、（1）进行汽车平顺性分析时，一般对哪几个振动响应量进行分析？以车身单质量振动系统为例分析频率比、阻尼比及其相关的质量，刚度，阻尼对三个振动响应量的影响。

（2）在车身与车轮的双质量振动系统中，已知车身部分偏频为πrad∕s,车身与车轮的质量比、刚度比分别为8和9,试计算车轮部分偏频，并说明主频与偏频的定义及其大小的关系（用号表示）。

轮胎侧向力测试分析

试验#测试轮胎侧向力测试分析吕斌川,杨浩,赵军(中橡集团曙光橡胶工业研究设计院,广西桂林 541004)摘要:分析了影响汽车操纵稳定性中最重要物理量之一)))轮胎侧向力的影响因素。

轮胎的侧偏角、侧倾角、垂直载荷、充气压力、轮胎结构和材料、断面高宽比、轮辋直径等对轮胎侧向力有一定的影响。

通过采用扁平率小的宽轮胎、轮辋宽度的增加以及采用钢丝子午线轮胎增加带束层屈挠刚性均可增加轮胎侧向力,提高汽车的操纵稳定性。

关键词:轮胎;侧偏特性;侧向力;侧偏角;倾角作者简介:吕斌川(1974-),男,广西陆川人,工程师,主要从事轮胎试验研究。

随着人们对汽车行驶安全性意识的增强,汽车操纵稳定性作为直接影响行车安全的重要因素而受到各大汽车厂和轮胎厂的高度重视。

汽车的操纵稳定性是汽车在行驶过程中受外界干扰后保持稳定行驶能力及抵御发生侧滑侧翻的能力。

侧向操纵稳定性对汽车来说尤其重要。

汽车的操纵稳定性主要是由轮胎的侧偏特性决定的,轮胎的侧偏特性主要是指侧向力、回正力矩与侧偏角间的关系,是研究操纵稳定性的基础。

在车辆操纵稳定性分析中,车辆所受的最重要的外力就是侧向力。

一般行驶时,实际的侧偏角在5b 以下,在侧偏角较小情况下,侧向力较大的轮胎,轮胎侧偏性能较优,汽车的操纵稳定性就越好。

本文借鉴有关轮胎侧偏特性理论对轮胎侧偏特性最重要的物理量之一侧向力进行试验研究,通过MTS860转鼓试验机测量轮胎动态下的侧向力特性,分析了轮胎的侧偏角、侧倾角、垂直载荷、充气压力、轮胎结构和材料、轮胎断面高宽比、轮辋直径等影响侧向力特性的因素,并相应的提出了改善轮胎侧向力特性的方法。

为轮胎性能的改进及轮胎设计提供了依据。

1 基本概念1.1 轮胎六分力示意图如图1所示,地面作用于轮胎接地印痕处有3个方向的力:F X (纵向力)、F Y (侧向力)、F Z (垂直载荷),它们和3个方向的力矩[T X (翻转力矩)、T Y (滚动阻力矩)、T Z (回正力矩)]称为六分力。

对汽车操纵稳定性的影响因素分析及对操稳性的研究评价

第!期
马涛锋等：对汽车操纵稳定性的影响因素分析及对操稳性的研究评价
" #$% "
不足转向量有所增加。前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于提高汽车的不足转向性，并能改善汽车的蛇行行驶性能。
#* 万公里，发现有高速摆头现象，踩下制动踏板后有左右打手现象。检查轮辋不偏摆，车轮动平衡也正常，顶起前桥从检查孔中发现制动鼓失圆，更换制动鼓和制动蹄片后，故障消失。
! 气动力影响及操稳性评价的研究过程
汽车在低速行驶时，往往只须考虑所受的地面阻力，而所受的气动力常常可忽略。但在高速行驶时，气动力对操纵稳定性的影响变得极为重要，特别是侧向气动力的影响。空气的侧向推力与空气的横摆力矩作用于高速行驶的汽车车身上，使汽车各轮的负荷、轮胎的侧偏特性和车身的侧偏角都发生了变化，从而对汽车的操纵稳定性产生不可忽视的影响。操稳性评价的研究过程： -. 年代以前基本上都是用开环评价方法；/. 年代初期，人们用系统工程学方法探索操纵性的评价方法：利用驾驶员对汽车直线行驶性能、转 /. 年代中期以后，弯行驶性能和转向轻便性等特性的感觉，进行主观评价：主观评价不仅要考虑汽车本身的特性，还要考虑人的行为特性、对从理论和实验两个方面着手，重新道路跟踪的要求。 0. 年代初，开始深入地研究驾驶员一车辆—道路闭环系统；1. 年代以来，郭孔辉教授提出了各个单项总方差评价指标及闭环系统主动安全性的综合评价与优化设计方法。
! 行驶系的影响
后悬架结构参数及横向稳定杆的 !V ! 前轮定位参数、影响
前轮定位参数包括：前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角和前轮前束。前轮外倾角指前轮中心线与地面垂直线所成的夹角。前轮它的作用主要是当汽车行驶时，将轮毂外倾角一般在 !W X (V )W。压向内轴承，而减轻外端较小的轴承载荷，同时，可以防止因前轴变形和主销孔与主销间隙过大引起前轮内倾，减轻轮胎着地与主销轴线与地面交点间的距离，从而使转向轻便。主销后倾角是指主销轴线与前轮中心的垂线之间形成的夹角。主销后倾角对汽车操纵稳定性的影响主要通过“后倾拖距 ”使地面侧向力对轮胎产生一个回正力矩，该力矩产生一个与轮胎侧偏角相似的附加转向角，它与侧向力成正比，使汽车趋于增加不足转向，有利于改善汽车的稳态转向特性。若主销后倾角减小，使得回正力矩变小，当地面对转向轮的干扰力矩大于转向轮的回正力矩时，就会产生摆振。主销内倾角是指主销轴线与地面垂线之间形成的夹角。主销内倾角对操纵稳定性的影响，主要也是回正力矩，它是在前轮转动时将车身抬高，由于系统位能的提高而产生的前轮回正力矩，它与侧向力无关。因此可以说，主销内倾角主要在低速时

汽车操纵稳定性的基本内容及评价所用的物理参数

度、抗侧翻能力、发生侧滑时控制能力等
路径所需时间
车辆坐标系
X方向：前进、倒驶绕X轴的转动：侧倾运动 Y方向：侧向运动绕Y轴的转动：俯仰运动 Z方向：垂直运动绕Z轴的转动：横摆运动
➢ 与操纵稳定性有关的主要运动参量：横摆角速度 r 、
侧向速度
、侧向加速度
a
等等。
y
稳态响应：汽车的时域响应不随时间变化；其特性通常可分为：不足转向、中性转向、过多转向三种。
➢开环控制系统：只把汽车本身作为研究对象，不允许驾驶员起任何反馈作用。
➢人—车闭环系统：把驾驶员与汽车作为统一的整体进行研究，驾驶员可以根据需要进行反馈控制。
汽车操纵稳定性的两种评价方法
➢客观评价法
通过测试仪器测出表征性能的物理参量如横摆加速度、侧向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。
wr (t)
B0 0
w02
Cew0t
sin(
w0
1 2 t )
令：则：或：
w w0 1 2
wr (t)
B0 0
w02
Cew0t
sin( wt )
wr (t)
B0 0
w02
A1e w0t
cos(wt)
A2 e w0t
sin( wt)
•
初始条件： t 0，wr 0 v 0 0 wr ak1 0 / I Z
➢ 常用稳态横摆角度速度与前轮转角之比来评价稳态响应。
这个比值称为稳态角速度增益，也称为转向灵敏度。
➢ 稳态时横摆角速度
r为定值，此时
•
v
•
0、wr
0,汽车的运动
微分方程变为：
(k1
k2 )

汽车轮胎对车辆行驶的影响毕业论文

毕业论文轮胎性能对汽车行驶的的影响分析摘要：论文的主要目的是让我们更准确的了解轮胎性能对汽车行驶的影响，让我们更深刻的认识轮胎的性能对汽车行驶的重要作用。

轮胎路面附着性能、滚动阻力、侧偏特性、垂直特性、包封性、振动性等动态力学性能及结构和尺寸对汽车的行驶影响有着密切相关的联系。

在合理性能匹配的情况下，轮胎性能好，汽车的行驶性能好。

关键词：轮胎、汽车、轮胎力学性能、性能匹配目录一、轮胎的结构、分类及其对汽车行驶的影响 (1)（一）轮胎的结构与汽车行驶关系 (1)（二）轮胎基本结构及其参数 (3)（三）汽车轮胎的分类与汽车行驶稳定性的关系 (4)（四）现代汽车轮胎新技术和F1轮胎与汽车行驶的关系 (5)二、轮胎与汽车的性能匹配分析 (9)（一)轮胎与汽车生产的相关性 (9)（二）轮胎在汽车中的作用 (10)（三）汽车主要行驶性能 (10)（四）轮胎六分力 (13)三、轮胎的合理使用与汽车行驶的关系 (16)（一）影响轮胎的使用寿命 (16)（二）节约轮胎的驾驶方法 (17)（三）轮胎换位与车轮平衡和汽车的行驶关系 (19)四、轮胎性能对汽车行驶的影响分析 (22)（一）分析 (22)（二）如何预防行驶时爆胎以及紧急处理措施 (23)总结 (25)参考文献 (26)一、轮胎的结构、分类及其对汽车行驶的影响（一）轮胎的结构与汽车行驶关系轮胎的基本结构由胎体、胎面、胎壁、缓冲层、胎缘等部分组成（1）胎体（外胎）胎体是轮胎的框架，它必须具有足够的刚性，以阻止高压空气外泄，又必须具有足够的弹性，以吸收载荷的变化和冲击。

它由许多层与橡胶粘接在一起的轮胎帘线构成。

（2）胎面胎面是外部橡胶层，保护胎体免受路面造成的磨损和外部损坏。

胎面与路面直接接触，并产生摩擦阻力，使车辆驱动力和制动力得以传至路面。

胎面具有各种各样的轮胎花纹和花纹形成的沟槽，以提高通过湿路面时的排水性能，改善轮胎在坏路面上的摩擦力。

为了提高轮胎在铺装路面上的排水性能，以及在坏路等松软路面的附着性，在外胎面设有花纹沟槽是必要的。

思考题

汽车理论思考题第五章1、何为汽车的操纵稳定性？什么是弹性轮胎的侧偏特性？影响侧偏特性的因数有哪些？1）汽车的操纵稳定性是指驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过传动系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的能力。

2）侧偏特性指侧偏力，回正力矩与侧偏角之间的关系3）影响因素有：轮胎的高宽比、轮胎的垂直载荷、充气压力、胎面及其粗糙程度，干湿状况2、汽车的稳态转向特性分为几种类型？汽车应具有那种性质的转向特性？为什么？1）汽车的稳态转向特性分为三种：不足转向、中性转向、过多转向。

2）操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性，不应具有过多转向特性，也不应具有中性转向特性。

因为在使用条件变动时有可能转变为过多转向。

3、什么是汽车的稳定性因数？有几种方式可以判定或表征汽车的稳态转向特性？稳定性因数;221()m a b K L k k =-。

四种判定方式：稳定性因数，特征车速和临界车速、前后轮侧偏角绝对值之差、转向半径的比、静态储备系数。

4、什么是汽车的特征车速和临界车速？什么是中性转向点？1）特征车速，此时汽车稳态横摆角速度增益达到最大值。

临界车速，此时稳态横摆角速度增益趋于无穷大。

2）使汽车前后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点称为中性转向点。

5、汽车的瞬态响应有几个特点？评价瞬态响应品质的参数有哪些？瞬态响应的稳定条件是什么？1）t=0，Wr=0；t=8时，Wr(8)=Wr0，即横摆角速度最后趋于稳态横摆角速度Wr0；在t=0-8之间，Wr(t)是衰减函数，阻尼比越大，衰减越快。

2）几个参数：横摆角速度Wr 波动时的固有频率Wo 、阻尼比、反应时间、达到第一峰值Wr1的时间。

3）稳定条件：01,0W ξξ=>收敛；阻尼比大于1-不足转向、过多转向（车速不高稳定，否则不稳定）。

6、什么是车厢侧倾轴线？侧倾中心？1)车厢相对地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。

耿春亮轮胎对汽车侧偏的影响

长春汽车工业高等专科学校毕业实践报告题目/实践名称轮胎对汽车侧偏的影响专业/ 班级汽车试验一班学生姓名耿春亮学号020*******企业指导教师郭强校内指导教师郭紫威起止时间2014.07.22~2015.02.10实习单位天津大众变速器目录内容摘要Abstract第一部分探究轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响．．．．．．．．．51.1引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2实践单位的基本情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 第二部分轮胎的尺寸、形式和结构参数对侧偏刚度的影响．．．．．．．．62.1轮胎的高宽比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.2侧偏刚度与载荷．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.3结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 第三部分气压和驱动力对侧偏力的影响．．．．．．．．．．．．．．．．113.1气压对侧偏刚度的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.2驱动力对侧偏刚度的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.3结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 第四部分路面环境对侧偏特性的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．144.1路面及其粗糙程度、干事状况对侧偏特性的影响．．．．．．．．．144.2在滑水现象的情况下的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．144.3结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五部分结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17参考文献附录致谢内容摘要出于对汽车的操纵稳定性的探究，在轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响，轮胎的尺寸、形式和结构参数对侧偏刚度的影响，气压和驱动力对侧偏力的影响，路面环境对侧偏特性的影响四个方面探究轮胎的结构、工作条件对车侧偏的影响，并得出结论。

精品文档-汽车使用性能与检测技术(第二版)(郭彬)-模块5

模块5 汽车操纵性与检测
3．轮胎的侧偏特性
轮胎的侧偏特性是指侧偏力FY与侧偏角α之间的数值关系。图5-7所示为侧偏力-侧偏角曲线。曲线表明，侧偏角不超过
3°～4°时，可以认为FY与α成线性关系，随着侧偏力的增大，侧偏角也增大。侧偏角增至某一数值后（α=10°），由于轮
胎与路面开始局部滑移，侧偏角增长加快，当侧偏力等于附着
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，也称为转向灵敏度，
r
由刚体平面运动分析可知，若汽车的车速为 us，稳态转向
半径为R，则由式(5－9)可得
r
u R
(5－10)
L R
1
2
(5－11)
模块5 汽车操纵性与检测
设汽车前、后轴荷为G1、G2，前、后轴的侧偏刚度为K1、 K2（是车轮侧偏刚度的2倍， K1=2k1，K2=2k2），则汽车转弯时，前、后轴受到的侧向力为
学习目标（1）理解轮胎的侧偏现象；
（2）理解汽车的转向特性；（3）会分析汽车不发生纵翻和侧翻的条件；（4）理解汽车转向轮摆振的原因；（5）掌握保持汽车转向轮稳定的措施。
模块5 汽车操纵性与检测
任务分析汽车的操纵稳定性包含互相联系的两个部分，即操纵性和稳定性。操纵性是指汽车能够确切地响应驾驶员转向指令的能力；稳定性是指汽车受到外界干扰时保持稳定行驶的能力。两者很难断然分开，故统称为操纵稳定性。汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能。随着道路的改善和车速的提高，汽车的操纵稳定性日益受到重视，并成为现代汽车的重要使用性能之一。

汽车的操纵稳定性分析和评价指标

当车速为 ucr -1 K u c r称为临界车速。临界车速越低，过多转向量越大。
32
以上分析可知：具有适度不足转向的汽车具有良好的操作稳定性；过度的不足转向会加剧轮胎的磨损。
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。
（1）扁平率小，k大（2）垂直载荷大，k大（3）轮胎气压高，k大
垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力分布不均匀，使 k反而有所减小。
18
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
19
（3）轮胎气压高，k大
20
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
21
（5）路面干湿状态
22
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
转向油泵
转向减振器转向直拉杆转向器转向摇臂
转向横拉杆
转向油管转向控制阀
转向节臂
3
4
5
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
6
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。
7
4.1 汽车的转向特性
➢轮胎的侧偏特性 ➢汽车的转向特性
一、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
8
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
u
u
u'

轮胎对汽车操纵稳定性的影响分析

（．南大学机电工程学院；．高级技工学对轮胎模型进行了分析，用ＡＤＭＳ软件建立了轮胎的动力学仿真模型，考虑了材料、利Ａ在
运动状态等影响的情况下，通过仿真计算，分析了轮胎侧偏力与侧偏角的关系，为汽车操纵稳定性分
Ｃｏｓｄｒｎｔｒａｎｏｅｎｔｔ，ｔａｅｎｌｚｄｔｅｃｎｃｉｎｂｔｅｏｎｒｎｏｃｎｎｉｅｉｇｍａｅｉｌａｄｍｖｍｅｔｓａｅｈｅｐｐｒａａｙｅｈｏｎｅｔｏｅｗｅｎｃｒｅｉｇｆｒｅａｄｓｄ－ｌｐａｇｅｏｉｅ，ｐｏｉｄｓｍｅｒｆｒｎｃｏｔｅａａｙｉｆｖｈｉｌａｌｎｄｓａｉｉ．Ｂａｅｎｉｅｓｉｎｌｆｔｒｓｒｖｄｅｏｅｅｅｅｔｈｎｌｓｓｏｅｃｅｈｎｄｉａｔｂｌｙｎｇｔｓｄｏｔｅａａｙｉｏｌｏｅａｔｈｅｉｌａｄｉｇａｄｓａｉｉ，ｏｉｅｒｆｒｎｅｆｒｃｒｄｅｉｎＴｈｎｌ－ｈｎｌｓｓｗｅｃｕｄｆｒｃｓｅｖｈｃｅｈｎｌｎｎｔｂｌｔｐｒｖｄｅｅｅｃｏａｓｇ．ｅａａｙｔｙｓｓｉｅｙｉｐｒａｔｆｒｆｒｃｓｈｈｒｃｅｆｖｈｃｅｉｈｅｅｏｍｅｔｐｏｈａｅｉｓｖｒｏｔｎｏｅａｔｅｃａａｔｒｏｅｉｌｎｔｅｄｖｌｐｎｒｐｓ．ｍｏｔ
度促进农机社会化服务水平的提高作贡献。

质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究_周红妮

并基于建立的二自由度整车仿真模型，进一步分析了它们对车辆稳定性的影响。
关键词：质心侧偏角；横摆角速度；车辆稳定性
中图分类号：Ｕ４６１．６
文献标识码：Ａ
文章编号：１００８－５４８３（２００８）０２－０００６－０５
ＳｔｕｄｙｏｎＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｉｄｅｓｌｉｐＡｎｇｌｅａｎｄＹａｗＲａｔｅｏｎＶｅｈｉｃｌｅＳｔａｂｉｌｉｔｙ
湖北汽车工业学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｂｅｉＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．２Ｊｕｎ．２００８
质心侧偏角和横摆角速度对车辆稳定性的影响研究
周红妮，陶健民
（湖北汽车工业学院，湖北十堰４４２００２）
摘要：通过对车辆稳定性控制理论研究，得出车辆的质心侧偏角和横摆角速度是稳定性控制的重要控制变量。
表１拟和系数
Ａ０１．６５Ａ７０．７７３９４
Ａ１－３４．０
Ａ８０．００２２８９
Ａ２１２５０．０
Ａ９０．０１３４４２
Ａ３３０３６．０
Ａ１００．００３７０９
Ａ４１２．８Ａ１１１９．１６５６
Ａ５０．００５０１
Ａ１２１．２１３５６
Ａ６－０．０２１０３
Ａ１３６．２６２０６
车辆的转向特性一般由前、后轴侧偏角 αｆ、αｒ
的绝对值之差来确定：
＞!
#
０
#
αｆ－
α ＝０ ## " ｒ#
#
＜０ ##
$
不足转向中性转向过多转向
（１４）
由
αｆ＝ δ－ β－

轮胎的侧偏特性及其应用

Vol.32No.01 Jan. 2011
新型矿井提升机双 PWM 变频调速策略
杜忠杰，王忠庆 (中北大学，太原 030051）
摘要：针对矿井提升机电控系统能量浪费严重、谐波污染大的问题，提出了一种新型的双 PWM 变频调速控制策略：电压外环采用滑模变结构控制，电压内环采用前馈解耦控制，并结合空间脉宽矢量调制算法提高直流电压利用率。仿真实验证明，新型控制策略电控系统功率因数为 1，电网谐波污染减少，矿井提升机电控性能得到改善。
关键词：矿井提升机； PWM 整流器；双环控制中图分类号： TP273 文献标志码： A 文章编号： 1003 － 0794（2011）01 － 0200－ 03
New Daul-PWM Variable Frequency Speed Regulation Strategy of Mine Hoist
关键词：轮胎；侧偏现象；侧偏特性；侧偏刚度；回正力矩中图分类号： U463.341 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 0794（2011）01 － 0198－ 03
Tire Cornering Property and its Application
CHEN Xian-zhong (Taiyuan Research Institute,China Coal Research Institute,Taiyuan 030006, China)
ca
c a5
（a）
（b）
图 2 侧偏时地面侧向反作用力分布曲线
随着侧向力的增大，接地印迹后部的某些部分
达到了附着极限，轮胎出现部分侧滑现象，地面侧
向反作用力将沿图 2（b）的 345 曲线分布，轮胎拖距

轮胎与汽车性能的关系

1 轮胎与汽车生产的相关性
单纯讨论轮胎的某项性能意义不大,轮胎性能的研究应结合轮胎匹配的汽车性能,更确切地说是汽车悬架系统(如图1所示) 性能来进行。轮胎与汽车悬架系统匹配所构成的集成系统的刚度、柔度及动力学性能是影响汽车行驶性能的主要因素。同一条轮胎匹配于不同汽车表现出的动态力学性能可能会有较大差异,即一条轮胎与某一汽车匹配可能表现出良好的动态力学性能,而与另一汽车匹配则可能表现出个别动态力学性能极差。在国外,为达到轮胎与汽车性能匹配,在进行汽车设计时,轮胎生产商一般会与汽车生产商密切合作,由汽车生产商提出轮胎与汽车匹配的动态力学性能要求或由轮胎生产商为汽车生产商提供轮胎的动态力学模型,以便汽车生产厂家进行悬架系统设计和整车性能模拟仿真计算。这就要求轮胎生产商不仅能够设计、生产出满足汽车性能要求的轮胎,同时也能够提供用于悬架系统设计或整车性能模拟仿真计算的轮胎动态力学模型。国内轮胎生产企业必须深入了解并逐渐适应高档轿车原配市场在这方面苛刻的要求。
(6) 翻转力矩( MX)
MX 是地面作用到轮胎上的力绕X 轴旋转产生的力矩。
5 轮胎动态力学性能对汽车行驶性能的影响
5. 1 动力性能
轮胎与路面的附着性能、轮胎的速度性能及滚动阻力是影响汽车动力性能的主要因素,轮胎的附着性能直接影响汽车的驱动、加速和减速性能,配用附着性能好的轮胎有利于提高汽车的加速性能。
?承受汽车负荷;
?为传递驱动力和制动力提供足够的附着力;
?为改变和保持汽车行驶方向提供足够的转向操纵性能和方向稳定性能;
?与汽车悬架系统共同缓冲来自路面的冲击,并衰减由冲击产生的振动,以保证汽车良好的行驶平顺性和乘坐舒适性。
3 汽车主要行驶性能
汽车的行驶性能是指汽车适应各种行驶条件并发挥最大工作效率的能力,主要包括以下几个方面。

车辆动力学,汽车的操纵稳定性3.

3 汽车的操纵稳定性目录3 汽车的操纵稳定性 03.1 自由刚体运动微分方程 (1)补充知识：自由刚体的运动（摘自《理论力学》上册） (1)（一）建立坐标系 (3)（二）汽车上任一点的运动方程 (5)（三）汽车运动的动力学方程 (8)3.2 线性二自由度汽车运动微分方程及分析 (11)（一）运动微分方程 (11)（二）稳态响应分析 (13)（三）瞬态响应分析 (17)3.3 车厢侧倾分析 (19)（一）车厢的侧倾轴线 (19)（二）悬架的侧倾线刚度 (22)（三）悬架的侧倾角刚度 (25)（四）车厢的侧倾角 (26)（五）车厢侧倾后垂直载荷在左、右侧车轮上的重新分配 (29)（六）车厢侧倾对转向系统的其它影响 (32)3.4 线性三自由度汽车运动微分方程分析 (35)（一）三自由度汽车运动微分方程 (35)（二）稳态响应 (43)（三）瞬态响应 (43)3.5 前轴和转向轮摆振方程 (47)（一）前左轮主销的摆动方程 (47)（二）前右轮主销的摆动方程 (52)（三）前轴绕纵轴的摆动方程 (52)3汽车的操纵稳定性操纵稳定性定义（两个方面）：a 、汽车能遵循驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶；b 、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决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，也称为“高速车辆的生命线”。

3.1 自由刚体运动微分方程补充知识：自由刚体的运动（摘自《理论力学》上册）工程中，有一些刚体，如飞机、火箭、人造卫星等，它们在空间可以作任意的运动，这样的刚体称为自由刚体。

为了确定自由刚体在空间的位置，取定坐标系oxyz 和与刚体固结的动坐标系0x y z ''''，如下图所示。

只要确定了动坐标系的位置，刚体的位置也就确定了。

动坐标系的原点o '是任意选取的，称为基点。

在基点上安上一个始终保持平动的坐标系o ξηζ'，则自由刚体的运动可分解为随基点的平动和绕基点的转动。