《汽车操操纵稳定性》PPT课件

5.1 汽 车 操 纵 稳 定 性 研 究 的 主 要 内 容5.2 汽 车 极 限 行 驶 稳 定 性5.3 轮 胎 的 侧 偏 特 性5.4 汽 车 的 转 向 特 性5.5 汽 车 转 向 轮 的 振 动 5.6 转 向 轮 的 稳 定 效 应目 录 操 纵 性 ： 汽 车 能 够 确 切 地 响 应 驾 驶 员 转 向 指 令 的 能 力 。稳 定 性 ： 汽 车 行 驶 中 具 有 抵 抗 改 变 行 驶 方 向 的 各 种 干 扰 并 保 持 稳 定 行 驶 的 能 力 。 1、 极 限 行 驶 稳 定 性 横 向 倾 翻 的 最 大 坡 度 ； 横 向 倾 翻 的 最 大车 速 ； 纵 向 行 驶 稳 定 性 。2、 直 线 行 驶 性 能 抗 侧 风 和 路 面 不 平 度 的 稳 定 性 。3、 转 向 轻 便 性 原 地 转 向 轻 便 性 (静 态 ) 行 驶 转 向 轻 便 性 (动 态 )4、 转 向 灵 敏 性 时 域 响 应 ： 稳 态 响 应 、 瞬 态 响 应 ； 频 域 响 应 ： 振 幅 比 (增 益 )、 相 位 比 。 1. 横向倾翻的最大坡度 2. 横向倾翻的最大车速 3. 纵向行驶稳定性 汽 车 在 坡 道 尤 其 是 横 坡 上 丧 失 稳 定 性 的表 现 为 汽 车 的 翻 倾 和 滑 移 ： 静 态 受 力 分 析如 右 图 示 ： 当 角 增 大 到 重 力 G通 过 A点 时 的 角 称 为 横 向 倾 翻 的 极 限坡 度 ， 此 时 得 gg hBhBtg 22/max 实 际 上 ， 大 多 数 汽 车 在 未 达 到 max时 就 开 始 滑 动 ， 主 要 是 由于 驱 动 轮 与 地 面 的 附 着 力 F不 够 造 成 的 。 1.横向倾翻的最大坡度hgFzl FzrB GsinGcos G 下 面 进 一 步 分 析 汽 车 侧 滑 在 翻 倾 之 前 的 条 件 ： 设 在 坡 道 上 转 向 ， 则 产 生 一 离 心 力 Fc， 在 离 心 力 的 作 用 下 可 能 向 左 翻 倾 ， 则 向 左 的 力 矩 必 须 大 于 向 右 的 力 矩 ： 2 2m a x m a x c o s s in 2c o s s in .2 ( 2 ) 22 , , , .c g cgc g ggB BF h FBG G hm v G vF g RRg R B h tgv h B tghtgv 式 中 离 心 力代 入 上 式 整 理 得 ：若 分 母 为 零则 任 意 车 速 不 翻 倾 a.发 生 翻 倾 条 件 ： hgF zl FzrB GA Fxl FxtFc A b.发 生 侧 滑 条 件 ：2 max max1 cos sin ( sin cos ) : ( ) 1 , , c ccF F G F GGvF gRgR tgv tgtg v 将 代 入 式 整 理当 则 任 意 车 速 不 侧 滑 。 c、 侧 滑 在 翻 倾 之 前 的 条 件 为 了 保 证 安 全 ， 应 使 侧 滑 在 翻 倾 之 前 ， 则 必 须vmax B/2hg， 说 明 产 生 不 了 侧 滑 ， 只 得 发 生 倾 翻 ，小 轿 车 的 重 心 低 ， 一 般 能 满 足 B/2hg， 在 弯 通 高 速 行 驶 容 易 侧 翻 。 若 弯 道 的 外 侧 比 内 侧 高 ， 由 于 重 力 的 横 向 分 力 与 转弯 中 离 心 力 的 横 向 分 力 相 反 ， 可 以 避 免 侧 翻 ， 可 以 略 提高 行 驶 速 度 。 所 以 公 路 在 弯 道 处 ， 路 面 都 是 外 侧 高 于 内侧 。 3.纵向行驶稳定性 汽 车 的 纵 向 行 驶 稳 定 性 决 定 于 重 心 高 度 和 重 心至 前 轴 （ 或 后 轴 ） 的 距 离 。 tgmax=a/ hg tgmax=b/ hg 分 析 从 略 ， 与 横 向 分 析 方 法 相 同 。汽 车 坐 标 系 及 汽 车 的 主 要运 动 形 式 ： 前 进 速 度 v： 质 心 速 度沿 X 轴 的 分 量 ； 侧 倾 角 速 度 p(roll velocity)： 质 心 绕 X 轴 旋 转角 速 度 。 z yx侧 倾 角 速 度 p前 进 速 度 u 俯 仰 角 速 度 q横 摆 角 速 度 r 垂 直 速 度 w侧 向 加 速 度 ay侧 向 速 度 v图 5 2 车 辆 坐 标 系 与 汽 车 的 主 要 运 动 形 式 侧 向 速 度 v： 质 心 速 度 沿 Y 轴 的 分 量 ； 俯 仰 角 速 度 q(pitch velocity)： 质 心 绕 Y轴 旋 转角 速 度 ； 垂 直 速 度 v： 质 心 速 度 沿 Z 轴 的 分 量 ； 横 摆 角 速 度 r(yaw velocity)： 质 心 绕 Z轴 旋 转 角速 度 。 z yx侧 倾 角 速 度 p前 进 速 度 u 俯 仰 角 速 度 q横 摆 角 速 度 r垂 直 速 度 w侧 向 加 速 度 a y 侧 向 速 度 v图 5 2 车 辆 坐 标 系 与 汽 车 的 主 要 运 动 形 式 侧 偏 特 性 主 要 是 指 侧 偏 力 、 回 正 力 矩 与 侧 偏角 之 间 的 关 系 。 1） 轮 胎 坐 标 系 (tyre axis system) 当 车 轮 中 心 沿 Y 轴 方 作 用 有 侧 向 力 FY， 地 面 将 产 生地 面 侧 向 反 作 用 力 FY 。 由 于 轮 胎 具 有 弹 性 ， 即 使 FY没 有达 到 附 着 极 限 ， 车 轮 行 驶 方 向 亦 将 偏 离 X 轴 线 方 向 。 这时 轮 胎 出 现 侧 偏 特 性 。 由 于 轮 胎 侧 向 变 形 ， 轮 上 的 b点 将 不 与 支 承 面 上 的 b1接 触 ， 而 与 b 1接 触 ， c点 与 c1 接 触 ， 如 此 类 推 。 轮 胎 在支 承 面 上 的 运 动 轨 迹 af 相 对 于 车 轮 平 面 偏 离 某 一 角 度 。 a b1bcdef d1c1e1f1 bcdef ab1 c1d1 e1f1 b1c1d1e1f1 FYFY W 轮 胎 侧 偏 角 (side-slip-angle)： 轮 胎 接 地 中 心 的 引 进 方 向 与 车 轮 中 心 平 面方 向 间 的 夹 角 。 侧 向 力 与 产 生 的 侧 偏 角 的 关 系 曲 线 ， 称 为车 轮 的 侧 偏 特 性 。 当 不 超 过 4 5 时 ， Fy与 成 线 性 关 系 Fy ， 即 ： Fy=k Fy 曲 线 在 =0 处 的 斜 率 称 为 侧 偏 刚 度k(cornering stiffness)， 其 单 位 为 N/rad (或 N/()）其 值 为 负 值 ， 因 负 的 侧 偏 力 产 生 正 的 侧 偏 角 。 因 此 ， 侧 偏 刚 度 为 负 值 ， 即 Fy=-FY， Fk=-k。2） 轮 胎 的 侧 偏 现 象 、 侧 偏 特 性 曲 线 图 5 3 轮 胎 的 坐 标 系 与 地 面 作 用 于 轮 胎 的 力 和 力 矩xzy 正 外 倾 角 正 回 正 力 矩 Tz车 轮 行 驶 方 向车 轮 平 面 车 轮 旋 转 轴 线正 地 面 侧 向 反 作 用 力 FY正 地 面 法 向反 作 用 力 FZ正 地 面 切 向反 作 用 力 FX正 翻 转 力 矩 TX正 TY 正 侧 偏 角O 垂 直 载 荷 对 k的 影 响 ： G， F， 侧 滑 倾 向 ， k 轮 胎 结 构 对 k的 影 响 ： 轮 胎 宽 度 ， k ； 轮 胎 气 压 ， k ； 子 午 胎 ： k 。 必 须 注 意 ： 轮 胎 的 侧 偏 现 象 的 产 生 是 由 于 轮胎 的 侧 向 弹 性 变 形 ， 与 轮 胎 在 道 路 上 的 侧 滑 有 本质 的 区 别 。 轮 胎 的 侧 偏 现 象 不 仅 影 响 车 轮 的 运 动 轨 迹 ，而 且 加 剧 轮 胎 的 磨 损 ； 轮 胎 的 侧 向 变 形 使 滚 动 阻力 增 加 。 3） 回 正 力 矩 (aligning torque) 由 路 面 作 用 在 轮 胎 上 的 力 矩 矢 量 ， 使 轮 胎 绕Z 轴 旋 转 的 分 量 ， 称 为 回 正 力 矩 。cc c c c c ccaa aa aa aav v ve FY 345附 着 极 限接地印记内地面侧向反作用力的分布与回正力矩的产生图 5 4 设 汽 车 以 中 速 或 高 速 转 向 时 ， 在 汽 车 质 心上 产 生 一 个 离 心 力 。 为 了 平 衡 离 心 力 ， 路 面 对轮 胎 产 生 相 应 的 侧 向 反 作 用 力 ， 即 侧 偏 力(cornering force)。 轮 胎 在 侧 偏 力 的 作 用 下 将 产生 侧 偏 ， 形 成 相 应 的 侧 偏 角 。 假 设 ： 忽 略 地 面 切 向 反 力 对 侧 偏 特 性 影 响 ，忽 略 空 气 阻 力 的 影 响 ， 忽 略 左 右 轮 受 载 荷 变 化的 影 响 ， 于 是 汽 车 简 化 为 由 前 、 后 两 个 轮 胎 支承 ， 具 有 侧 向 和 横 摆 两 个 自 由 度 汽 车 模 型 。 OB ACR Lv2 v12 1 0 0-12 r图 5 5 汽 车 稳 态 转 向 运 动 简 图E Fyc Fy1Fy2 vc 参 数 说 明 ： 设 前 轮 转 角 ， 转 弯 半 径 r， FY1， FY2： 前 、 后 轮 的 侧 偏 力 。 v1， vc， v2： A， B， C三 点 的 速 度 。 Fc： 质 心 的 离 心 力 FcY： Fc在 Y方 向 上 的 分 力 1 2( ) tgAE BEtg OE OE 两 式 相 加 ， 且 AE+BE=L， 则 tg(-1) + tg2 = L/R。 因 2 、 、 1较 小 ， 则 -1 +2 L/R，故 = L/R + 1 -21、 计 算 转 向 角 由 几 何 关 系 ： 设 汽 车 在 水 平 道 路 上 作 等 速 圆 周 运 动 ， 则作 用 在 汽 车 上 的 侧 向 力 为 离 心 力 的 侧 向 分 力 。2、 计 算 1 ， 22 2 1 1 1 22 21 2 , cos cy Y Ycy cyY YY YF b F aF FL LF FGv b Gv aF FgR L gR Lmv GvF R gR ，当 不 大 时故 ， 2 21 21 2 2 21 21 21 2 , Y YY G vF gRGvF gR G Gv vF k k gR k gR 则 ，又 ， 故 汽 车 看 成 一 个 系 统 ， 前 轮 转 角 视 为 输 入 ， 汽 车 稳态 横 摆 角 速 度 r视 为 输 出 ， r = v/R 汽 车 稳 态 横 摆 角 速 度 r与 前 轮 转 角 之 比 称 为 汽车 的 稳 态 横 摆 角 速 度 增 益 (teady state yaw velocity gain)。3、 计 算 转 向 灵 敏 度 2 2 21 21 2 1 21 21 21 2 1 2 / / / 11 ( )1 ( ) ( ) r s v R v L v LL G G v KvR k k gLG GK k k gLmgb mgaG GL Lm b aK k kL 式 中故 2 2 1 22 2 1 s /m : ( ) , , m a bK k kk kL 有 时 也 写 此 时 均 为 负 值 。 r s r s 表 示 在 单 位 前 轮 转 角 下 的 输 入下 汽 车 产 生 的 横 摆 角 速 度 ， 即 绕 转 向 中心 旋 转 角 速 度 的 响 应 值 ， 因 此 稳 态 横 摆速 度 增 益 也 称 转 向 灵 敏 度 。 4、 稳 态 转 向 特 性 0, ( )r L LK v RLR 当 相 当 于 转 向 时 纯 滚 动(1) 稳 定 性 因 数 K： 2 21 21 2 1 2: )( )/ / / ) 11 ( )rr v R v L v LL G G v KvR k k gL 评 价 参 数 横 摆 角 速 度 增 益 转 向 灵 敏 度 轴 距 L 3m中 性 转 向K 0过 多 转 向 K0.0019s2/m2不 足 转 向 K 0.0006s2/m20 50 100 1501020 vchvcr)r va/(kmh-1) 22 2 22 ( ) / ( )0 1 : 1 (1 )/ 01 (1 ) 1- 0r nertral steerv LKv Kvd v L Ldv Kv KvKv 令 此 时 的 转 向 特 性 为 中 性 转 向 ， 其 横 摆 角 速 度 增 益， 线 性 关 系 通 过 原 点 。 当 ， 其 增 益 分 母 大 于 ， 比 中 性 转 向 时 的 增 益 要 小 ， 将 增 益对 求 导 并 令 一 阶 导 数 为 零 。 即 ， 则 。 中 性 转 向K 0过 多 转 向 K0.0019s2/m2不 足 转 向 K 0.0006s2/m20 50 100 1501020 vchvcr)r va/(kmh-1)轴 距 L 3m 1 ( ) ( ) rchv characteristic speed vkunder steer 称 为 特 征 车 速 ， 其是 一 条 低 于 中 性 转 向 增 益 的 曲 线 ， 此 时 转 向 特 性 为 不 足 转 向。 0, 1 , r Kv 当 其 增 益 分 母 小 于 ，比 中 性 转 向 时 的 增 益 要 大 ， 其曲 线 是 随 速 度 的 增 加 向上 弯 曲 的 曲 线 当 达 到 某 一 特 定车 速 使 增 益 的 分 母 趋 近 于 零 。 中 性 转 向K 0过 多 转 向 K0.0019s2/m2不 足 转 向 K 0.0006s2/m20 50 100 1501020 vchvcr)r va/(kmh-1)轴 距 L 3m 21 0,1- , ( )( ) crcrKv vv critical speedK over steer 即 其 增 益 为 无 穷 大 ,则 ：称 为 临 界 车 速 ， 此 时转 向 特 性 为 过 多 转 向 。 K0 不 足 转 向 K=0 中 性 转 向 K 0， 则 K 0 为不 足 转 向 ；1-2 = 0， 则 K = 0 为中 性 转 向 ；1-2 0， 则 K 0K=0K001-2 ay图 5 6 表 示 汽 车 稳 态 响 应 的 （ 1-2） ay曲 线 1 21 2/ : ( )L RLR 由 转 角 得I： O 点 ： 钢 性 轮 ， 前 、 后 轮 的 交 点 ， 保 证 前 后 轮 纯滚 动 ， 则 R0=L/。b.（ 1 2） 与 R的 关 系 ： 由 以 上 分 析 可 知 ， 1-2也 可 作 为 表 征 汽 车 稳定 响 应 的 评 价 指 标 。III： 若 12， 1-20， 则 R2， 1-20， 则 RRo，转 向 半 径 变 大 ， 说 明 转 向 效 果 受 到 抑 制 ，成 为 不 足 转 向 。 22 22 (1 ) (1 ) (1 ) 1o rr rooL vR Rv v Kv L RKv LR Kv RR KvR 又 有 ： K = 0 R/Ro = 1 K 0 R/Ro 1 说 明 不 足 转 向 汽 车 的 转 向 半 径 总 是 大 于 Ro。K 0 R/R o a, 中 性 转 向 点 在 质 心 的 后 面 。 此 时 ， SM0， 说明 在 质 心 位 置 作 用 的 侧 向 力 使 12， 为 不 足 转 向 。 若 aa, 中 性 转 向 点 在 质 心 的 前 面 。 此 时 ， SM0， 说明 在 质 心 位 置 作 用 的 侧 向 力 使 12， 为 过 多 转 向 。 RR中 性 转 向K 0 过 多 转 向K0 角不 变图 5 8汽 车 的 三 种 稳 态 响 应 汽 车 转 向 特 性 的 好 坏 ， 在 很 大 程 度 上 取 决 于 过 渡 状 态的 运 动 状 况 。 瞬 态 响 应 性 能 好 的 汽 车 ， 从 过 渡 状 态 到 稳 运 动 状 态 的过 程 中 应 该 是 波 动 最 小 而 响 应 最 快 。 瞬 态 响 应 为 一 强 迫 振 动 微 分 方 程 : 2 1 1 1 2: , , 2 / , / r o r o r oo o o o B BcmhmB b m B b m 式 中 是 固 有 圆 频 率 ；是 阻 尼 比 ； 。 误 差 带 r0 r1 t横 摆 角 速度 r1 讨 论 边 界 条 件 ： 前 轮 角 阶 跃 输 入 ： 2 . . 22 2 2 0 sin or o r o r oo o r o r o ro tr BB c e 方 程 通 解 特 解 齐 次 微 分 方 程 的 解 2( 1- ) o t 当 t 0， 则 微 分 方 程 为 ： t 0 = 0 221 : sin ( 1- ) o rto or ooB c e t 故 收 敛 波 的 横 摆 角 速 度 21 2 2 21 2 1 221 2: . : (1 ); ( ) ( ) . : 2 2 (1 )o z zo zk kc La kvm v mIm a k b k I k khb m L mI k k kv 瞬 态 响 应 的 评 价 参 数固 有 圆 频 率阻 尼 比 . : c 反 映 时 间 响 应 第 一 次 达 到 稳 定 值 的 时 间 0 00 20 , ( ) ,sin 0sin 0 o r r Bt ce 当 时 故 : 即 ： 故 有 ： 2 221 1 1ooarctg mvaLk 2 2, , :1 1 1r oarctg 对 的 通 解 式 求 导 并 令 导 数 为 零 可 得 误 差 带 r0 r1 t横 摆 角 速度 r1 图 5 9前 轮 角 阶 跃 输 入 下 的 瞬 态 响 应 d.峰 值 时 间 ： 达 到 第 一 个 峰 值 r1的 时 间 对 二 自 由 度 汽 车 运 动 微 分 方 程. . . 2 1 2 1 ( ) 2 : ( 2 ) ( ) (B ) ( ) H(j ) ( )r o r o r oo o r r or B Bj j B 进 行 富 里 叶 变 换 2 2 21 0 0 02 2 2 2 2 20 02 21 0 0 02 2 2 2 2 20 02 ( ): H (j ) ( ) 4( ) 2 ( ) 4r B BB B j 频 响 系 数 ( ) ( )B C j 分 母 有 理 化 后 ， 12B( )H(j ) ( ) 2 r or o oj Bj 2 2: ( ) ( ) ( )A B C 幅 频 特 性 ( ): ( ) ( )Carctg B 相 频 特 性A() ()f r 幅 频 特 性 ： 反 映 汽 车 执 行 驾 驶 员 指 令 失 真 的 程 度 。 在 低 频 区 接 近 一 水 平 线 ， 在 某 一 频 率 fr时 ， 幅 值 比 达 最 大值 ， 处 于 共 振 状 态 。希 望 ： 幅 频 特 性 平 一 些 ， 以 保 证 不 同 工 况 下 失 真 度 较 小 。相 频 特 性 ： 反 映 汽 车 横 摆 角 速 度 r 滞 后 方 向 盘 转 角 的 失 真 程 度 。希 望 ： 相 频 特 性 小 一 些 ， 以 保 证 汽 车 有 快 速 灵 活 的 反 应 。 汽 车 在 行 驶 过 程 ， 有 时 会 出 现 转 向 轮 的 左 右 摆振 和 上 下 跳 动 现 象 。 下 面 分 别 分 析 转 向 轮 振 动 的 原 因 ： 1、转向轮的振动与共振 2、车轮不平衡的影响 3、悬架与转向传动机构的运动关系不协调的影响 1、 转 向 轮 的 振 动 与 共 振21 212 2 211 2 2 211 1: 2: 2 2 2pt p tp tBT kBT k B k B kT Tk B k B kkJ J 板 簧 恢 复 力 矩轮 胎 恢 复 力 矩转 向 桥 绕 纵 轴 的 角 刚 度 ：转 向 桥 的 振 动 频 率 ： B1B m kp T2 T1kt 由 转 向 桥 的 振 动 频 率 可 知 ， 若 弹 性 系 统 的 刚 度 减 小 ，转 动 惯 量 越 大 ， 则 振 动 频 率 越 低 。 一 方 面 ： 由 于 平 顺 性 的 要 求 ， 采 用 弹 性 较 大 的 悬 挂和 轮 胎 ， 即 kp, kt值 减 小 ； 为 了 安 全 转 向 轮 装 有 制 动 器 ，使 转 动 惯 量 J 1， J 2增 大 。 另 一 方 面 ， 随 着 汽 车 行 驶 速 度 的 提 高 ， 道 路 条 件 的改 善 ， 路 面 谱 容 易 在 低 频 区 ， 从 而 增 加 了 共 振 的 可 能 性 。 2、 车 轮 不 平 衡 的 影 响 设 车 轮 的 不 平 衡 质 量 为 m， 其 位 置 在 半 径 为 r的 圆 周 上 ，车 速 为 va， 则 离 心 力 为 ： Fc =m2r 水 平 分 力 ： Fx =m2rcost 垂 直 分 力 ： Fy=m2rsint 水 平 分 力 F x 在 使 车 轮 绕 主 销 摆 振 、 垂 直 分 力 Fy 强 使车 轮 沿 垂 直 轴 线 振 动 。 随 着 车 速 的 提 高 ， Fx 和 Fy 会 随 着增 加 。 为 了 避 免 因 车 辆 不 平 衡 而 引 起 振 动 ， 对 车 轮 应 进 行 静平 衡 和 动 平 衡 检 查 。 FxFy Fcr FxFx 3、 悬 架 与 转 向 传 动 机 构 的 运 动 关 系 不 协 调 的 影 响 当 车 轮 受 到 冲 击 时 ， 弹 簧 变 形 ， c点 绕 o1点 作 aa运 动 。 当 车 轮 上 下 跳 动 时 c又 绕 o2点 作 bb 运 动 ， 运 动 发 生 干 涉 。 因 此 ， 转 向 节 在 水 平 面 内 转动 ， 使 转 向 轮 绕 主 销 向 左 、 向右 摆 动 。 若 将 前 铰 接 点 靠 近 转 向 机 ，使 c点 的 运 动 方 向 一 致 ， 不 致 使转 向 节 转 动 ， 而 不 发 生 摆 动 。 va O2O1 ca bba图 5 10转 向 系 与 悬 架 的 运 动 干 涉 转 向 轮 的 稳 定 效 应 是 指 转 向 轮 具 有 保 持 中间 位 置 （ 直 线 行 驶 位 置 ） 及 当 转 向 轮 偏 移 后 能自 动 返 回 至 中 间 位 置 （ 自 动 回 正 ） 的 能 力 。 转向 轮 的 稳 定 效 应 主 要 取 决 于 主 销 内 倾 ， 主 销 后倾 及 轮 胎 外 倾 。1、主销内倾的稳定作用2、主销后倾的稳定作用3、转向车轮外倾的稳定作用4、前束的作用 1、 主 销 内 倾 的 稳 定 作 用 当 轮 胎 旋 转 180 ， 如 图 示 轮 胎 的 最 低 点 在 路 面 以下 ， 实 际 上 不 可 能 、 轮 胎 仍 应 在 路 面 ， 于 是 汽 车 前 轮上 升 ， 由 于 汽 车 的 重 力 作 用 有 迫 传 车 轮 自 动 回 正 回 复直 线 行 驶 倾 向 。这 就 是 由 于 主 销 内 倾 而 使 转 向 轮 具 有 稳 定 效 应 。 主 销 内 倾 角 一 般 为 5 8 ,是 由 设 计 决 定 的 , 不调 整 。 主 销 内 倾 减 小 车 轮 转 动 时 的 转 臂 a， 一 方 面 转 向 时轻 便 ， 另 一 方 面 减 小 地 面 的 冲 击 给 驾 驶 员 的 反 冲 力 。 hAA图 5 11 前 轮 主 销 内 倾 角 的 作 用 2、 主 销 后 倾 的 稳 定 作 用 Fc ： 汽 车 转 向 时 的 离 心 力 Fyl1， Fyr1， Fyl2， Fyr2前 、 后 轮 的 向 心 力 ， 与 离 心 力的 方 向 相 反 。 前 轮 的 向 力 心 作 用 在 轮 胎 与 地 面 的 接 触 点 b与 主 销延 长 线 与 地 面 的 交 点 a有 一 定 距 离 L。 Fyl1和 Fyr1产 生 绕 主 销 的 力 矩 （ Fyl1+ Fyr1） L有 使车 轮 回 转 直 线 行 驶 的 倾 向 。 力 矩 （ F yl1+ Fyr1） L起 着 转 向 轮 稳 定 的 作 用 ,也 叫 作稳 定 力 矩 。 稳 定 力 矩 能 很 快 将 车 轮 回 到 直 线 行 驶 位 置 。主 销 后 倾 角 r 一 般 在 0 7 之 间 b F y1 图 5 12 前 轮 主 销后 倾 角 的 作 用 3、 转 向 车 轮 外 倾 的 稳 定 作 用 由 于 侧 偏 力 Fy1使 轮 胎 接 地 印 迹 相 对 于 车 轮 平 面 发生 扭 曲 ， 印 迹 前 面 离 车 轮 平 面 近 侧 向 变 形 小 ， 印 迹 后部 离 车 轮 平 面 远 ， 侧 向 变 形 大 。 其 合 力 的 作 用 点 在 接地 印 迹 几 何 中 心 的 后 方 ， 偏 离 某 一 距 离 ba（ 称 为 汽 车 胎拖 距 ） ， 侧 向 反 作 用 力 Fy1形 成 的 稳 定 力 矩 Mya= Fy1ba 汽 车 在 行 驶 中 ， 转 向 轮 的 稳 定 效 应 是 上 述 各 稳 定力 矩 综 合 作 用 的 结 果 。 a 图 5 13 汽 车 前 轮 外 倾 角垂 线 4、 前 束 的 作 用前 束 与 外 倾 引 起 车 轮 接 地 轨 迹 变 化 如 下 ： 车 轮 向 前 滚 动 时 ， 力 图 使 车 轮 向 处 张 开 ， 前 束 则 约速 车 轮 向 内 收 拢 。 前 束 在 车 轮 前 进 与 后 退 时 ， 对 地 面 产 生 的 侧 向 力 大小 相 等 ， 方 向 相 反 。 外 倾 在 车 轮 前 进 与 后 退 时 ， 对 地 面 产 生 的 侧 向 力 大小 相 等 、 方 向 一 致 。 当 外 倾 与 前 速 配 合 得 当 时 ， 二 者 产 生 的 侧 向 力 相互 抵 消 ， 保 持 车 轮 无 横 向 滑 动 。 LLPPD 转向轮移动方向 滑 动 板滑 动 板 图 5 14由 车 轮 前 束 引起 滑 动 板 的 侧 滑第 六 章 汽 车 平 顺 性