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汽车理论,汽车性能,复习,1、评价汽车通过性几何参数有哪些？,最小离地间隙、接近角、离去角、最小转弯半径、纵向通过半径、横向通过半径,复习,2、影响汽车通过性因素有哪些？,3、后轮驱动42汽车后轮越台阶能力,车速；轮胎花纹、胎压；前后轮距；差速器；驾驶风格,第一章封面,第十三章,汽车的操纵稳定性,汽车操纵稳定性,汽车正确遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向的能力。,汽车抵抗企图改变行驶方向干扰、保持稳定行驶方向的能力。不能过分降低车速或造成驾驶员疲劳。,操纵稳定性不好的具体表现,13.1 汽车行驶的纵向和横向稳定性,一、汽车行驶的纵向稳定性,后轮驱动汽车上坡时受力,分别对前轮着地点和后轮着地点取矩,分别对前轮着地点和后轮着地点取矩，列平衡方程,不发生翻车的最大坡度角,若前轮的径向发作用力Z1=0，汽车上陡坡时发生绕后轴翻车。,后轮驱动汽车以较低车速上坡，驱动轮不发生滑转的临界状态,问：汽车上坡，驱动轮先发生滑转还是先绕后轴翻车，哪一个安全？,驱动轮先发生滑转条件,后轮驱动汽车纵向稳定性条件,一、汽车行驶的纵向稳定性,前轮驱动汽车上坡时受力,X2,X,对后轮着地点取矩,不发生翻车的最大坡度角,若前轮的径向发作用力Z1=0，汽车上陡坡时发生绕后轴翻车。,前轮驱动汽车以较低车速上坡，驱动轮不发生滑转的临界状态,驱动轮先发生滑转条件,前轮驱动汽车纵向稳定性条件,汽车纵向稳定性总结,前轮驱动汽车纵向稳定性条件,后轮驱动汽车纵向稳定性条件,四轮驱动汽车纵向稳定性条件,二、汽车行驶的横向稳定性,汽车横向稳定性的丧失表现为侧翻或横向滑移。 汽车在横向坡道上作等速弯道行驶时，随着车速的提高，离心力越来越大，可能发生向外侧翻。,汽车在横向坡道上转向时受力图,在离心力作用下，汽车可能以左侧车轮为支点向外侧翻，当FZR=0时，开始侧翻。,以左轮着地点取矩,侧翻的条件FZR=0,横向坡道上不发生向外侧翻的极限车速,横向坡道上不发生向外侧翻的极限车速,问：公路上常将弯道外设计有一定坡度，为什么？,水平路面上，汽车转弯不发生侧翻的极限车速为,汽车在横向坡道上转向时受力图,汽车在横向坡道上行驶发生侧滑的临界条件,侧向力=附着力,水平路面上，汽车侧滑前允许的最大车速,汽车在横向坡道上行驶 侧滑应发生在侧翻前,汽车横向行驶稳定性条件,13.2 轮胎的侧偏特性,一、轮胎的坐标系与术语,X轴平行地面指向前方,Y轴指向驾驶员左侧,Z轴通过质心指向上方,O点与质心重合,一、轮胎的坐标系与术语,回正力矩地面作用于轮胎上的力,绕Z轴的力矩。,侧偏角轮胎接地中心位移方向(行驶方向)与x轴的夹角。,二、轮胎的侧偏现象,有侧向力作用时刚性车轮的滚动,二、轮胎的侧偏现象,车轮静止时弹性轮胎的侧向变形,车轮滚动时弹性轮胎的侧偏,侧偏角,三、轮胎的侧偏特性,侧偏角不超过45时，可以认为FY与成线性关系。汽车正常行驶时，侧偏角一般不超过45，故可认为侧偏力与侧偏角成线性关系。,侧偏刚度：曲线在=0处的斜率,垂直载荷 轮胎结构 纵向力 路面,侧偏特性的影响因素,垂直载荷的影响,垂直载荷增大，侧偏力增大。但是垂直载荷太大，侧偏力反而减小。,轮胎型式和结构参数的影响,子午线胎比斜交胎侧偏刚度高； 扁平比（=轮胎高度/轮胎宽度）小的轮胎侧偏刚度高； 胎压大，侧偏刚度大，但是胎压太大，侧偏刚度基本不变,纵向力对侧偏特性的影响,一定侧偏角下，驱动力或制动力增加时，侧偏力逐渐有所减小。,路面对侧偏特性的影响,路面越湿，最大侧偏力越小。,四、回正力矩,轮胎发生侧偏时，作用于轮胎绕Z轴的力矩TZ,TZ=FY*e,13.3 汽车的转向特性,人、车闭环系统,人、车开环系统,转向系统,前轮轮胎,汽车,力操纵,位置操纵,力矩,转角,车辆响应,汽车侧后移、横摆、侧倾等,空气动力作用,路面不平作用,由输入引起的汽车运动状态,稳态相应,瞬态相应,轮胎的瞬态响应,等速直线行驶的汽车以前轮角阶跃输入，经过短暂时间后经进入等速圆周运动。等速直线行驶与等速圆周行驶的过渡过程便是瞬态，相应的响应称为前轮角阶跃引起的汽车瞬态响应。,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,轮胎的稳态响应,一、汽车的稳态转向特性,线性二自由度汽车模型简化,绕Z轴位移为零 绕Y轴的俯仰角、绕X轴的侧倾角均为零 沿X轴的绝对速度不变 忽略回正力矩,二自由度汽车模型,R,在三角形AOE中,在三角形BOE中,令稳态时单位前轮转角所引起的横摆角速度为“稳态横摆角速度增益”，用,当转角不大时，前、后轮侧偏力可以这样近似计算,由侧偏特性,稳定性因数,汽车稳态横摆角速度增益曲线,用前后轴侧偏角差表征稳态转向特性,中性转向,不足转向,过多转向,用转向半径比值表征稳态转向特性,中性转向,不足转向,过多转向,一、汽车纵向行驶稳定性,前轮驱动汽车纵向稳定性条件,后轮驱动汽车纵向稳定性条件,四轮驱动汽车纵向稳定性条件,小结,小结,汽车横向行驶稳定性条件,轮胎的侧偏特性,侧偏角不超过45时，可以认为FY与成线性关系。汽车正常行驶时，侧偏角一般不超过45，故可认为侧偏力与侧偏角成线性关系。,侧偏刚度：曲线在=0处的斜率,小结,小结,轮胎的稳态响应,稳定性因数,小结,习题与P218第7题,研究汽车的横向稳定性,（1）水平道路,侧翻,侧滑,（2）坡路,侧翻,侧滑,习题与P218第8题,研究汽车的稳态转向特性,
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