汽车理论第六章 修改

1－2
1 2 Kay L
K 0中性转向
ay
K 0过度转向
a y 0.3 ~ 0.4g，1 2与a y不再为线性关系 和r急剧变化，出现半径迅速增加或减小的现象。 a y对1 2关系用斜率表示，斜率 0 不足转向 反之，则为过度转向
1－ 2与R的关系
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
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。

b )
k1
汽车装载质量增大后将使得汽车稳定性 因数 的数值降低，极限情况下将使得 ，汽
车稳态响应特性变为过多转向，使汽车的操 纵稳定性变坏。这也是一些超载汽车经常发 生车祸的直接原因之一。
第四节 前轮角阶跃输入下汽 车的瞬态响应
一、线性二自由度汽车模型的运动方程
1、基本假设
（1）忽略汽车的转向系，因此直接以前轮转角作为汽车系统的输入； • 2）忽略汽车悬架系统，认为汽车车厢只作平行于地面的运动，因此汽车的垂
• 主观评价法指让试验评价人员根据试验时自己的 感觉进行评价的方法。
• 客观评价法是通过测试一起测出能够表征汽车操 纵稳定性能的参数，如横摆加速度、侧向加速度 以及侧倾角等来评价操纵稳定性的方法。
汽车操纵稳定性的主观评价是驾驶 人根据不同的驾驶任务操纵汽车时，依据 对操纵动作难易程度的感觉来对汽车进行 评价，即驾驶人对汽车的易操纵性所进行 的评价。
FY1
mu2 R
b L
cos
1
mu2 R
b L
FY 2
mu2 R
a L
1

m L
b k1
u2 R
2

m L
a k2
u2 R
第三节 汽车的稳态转向
汽车的等速直线运动就是一种稳态。如 果在等速直线运动时，给汽车一个转向盘角 阶跃输入，即一个定值的方向盘转角，汽车 将经短暂的时间后进入等速圆周运动，即进 入稳态转向（稳态响应）过程。
r
u/L 1 Ku 2
r
Ku 2 r
u / L
u

1

发生变化或不变
2
2）转向半径之比 R / R0
1 2＝0
R＝R0 ,
R / R0
1 2 0
R R0 1
中性转向
u2
过多转向
转 向 半 径 比 值
FY 2
Fy
FY1
Cn C
L1
L1
数。随着汽车行驶车速的变化，汽车的稳态响应可以
按照稳定性因数 K 的数值分为中性转向，不足转向
和过度转向三类。
当k>0时，汽车为不足转向； 当k=0时，汽车为中性转向； 当k<0时，汽车为过多转向；
中性转向K

0；r


u L
特征车速
r u L
u/L 1 Ku2
uch u
通常指定一组评价者，一般为10－ 25名，用统计的方法来获得评价结果。
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。
临界车速
r u/L
1 ห้องสมุดไป่ตู้u2
u L
ucr
u
三、表征稳态响应的参数 1）前、后轮侧偏角绝对值之差 (1 2 )
FY1

mL2 L
ay
FY 2

mL1 L
ay
1 2 0 K 0 1 2 0 K 0 1 2 0 K 0
1 2 Kay L
a ( k2
b) k1
K
K

m L2
a (
k2
b ma


k1
)
L2
(
k2
b
mb
k1 ) L2 ( k1

b )
k1
2. 装载质量
载荷与侧偏力的关系
K K 0
K
K

m L2
a (
k2
b m a


k1
)
L2
(
k2
b
m b
k1 ) L2 ( k1
直位移、俯仰以及侧倾均为零； • 3）汽车内、外侧车轮的转向角以及侧偏角相等； • 4）汽车行驶的车速不变； • 5）汽车的侧向加速度限定在0.4g以下，因此轮胎的侧偏特性可以简化为线性，
一、汽车稳态转向特性
稳态转向时横摆角速度增益
u
u
u
u
r
)s

R
L R

1

2

R
L

m(
a

b u2 )
R L k2 k1 R

L
1
m L2
(a k2

b )u 2 k1
L 1 Ku 2
稳定性因数
K

m L2
a ( k2

b )
k1
二、稳态转向类型
稳定性因数 K 是表征汽车稳态响应的一个重要的参
第六章 汽车的操纵稳定性
第一节 概述
• 汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感
到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循 驾驶者通过转向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 干扰而保持稳定行驶的能力。
• 操纵性是指汽车能够确切地响应
驾驶员指令的能力。
• 稳定性是指汽车抵抗改变其行驶方向
L
3）静态储备系数S.M
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
第二节 汽车转向运动学和动力学
一、无侧偏时的转向运动
cot1

co t 2

OG L

OD L

d L
1 2
2
L
R0 tan
R0

L

二、有侧偏时的转向运动
tan(
1)

AD OD
tan 2

BD OD
R
L
2 1


L R
1
2
三、转向时的受力分析