汽车理论 汽车的操纵稳定性课件.ppt

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 。 第 五 章汽 车 的 操 纵 稳 定 性 返 回 目 录 2 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 。 本 节 还 将 介 绍 操 纵 稳 定 性 的 研 究 方 法 及 试 验 评 价方 法 。 第 五 章 汽 车 的 操 纵 稳 定 性 返 回 目 录 3 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 。第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述一 、 操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 4 1.转 向 盘 角 阶 跃 输 入 下 的 响 应稳 态 响 应瞬 态 响 应 横 摆 角 速 度 增 益 转 向 灵 敏 度 。评 价 参 量 反 应 时 间 。 横 摆 角 速 度 波 动 的无 阻 尼 圆 频 率 。评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 5 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 。 共 振 峰 频 率 。共 振 时 振 幅 比 。相 位 滞 后 角 。稳 态 增 益 。评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 2.横 摆 角 速 度 频 率 响 应 特 性操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 6 3.转 向 盘 中 间 位 置 操 纵 稳 定 性转 向 灵 敏 度 。转 向 盘 力 特 性 。转 向 功 灵 敏 度 。评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 转 向 盘 力 输 入下 的 时 域 响 应 。 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 。评 价 参 量4.回 正 性操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 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 。 7车 型 最 小 转 向 半 径 /m（ 左 /右 ）Audi A4 5.6/5.6（ 轴 距 2650 mm ）宝 马 520i 5.65/5.65（ 轴 距 2830 mm ）雷 克 萨 斯 LS430 5.4/5.3（ 轴 距 2925 mm ） 一 些 常 见 车 型 的 最 小 转 向 半 径评 价 参 量 ： 最 小 转 向 半 径 。第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 5.转 向 半 径操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 8 评 价 转 动 转 向 盘 轻 便程 度 的 特 性 。 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 。评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 6.转 向 轻 便 性操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 9 直 线 行 驶 性 转 向 盘 转 角 和 （ 累 计 值 ）侧 向 风 敏 感 性路 面 不 平 敏 感 性 侧 向 偏 移评 价 参 量评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 7.直 线 行 驶 性 能操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 10 蛇 行 性 能 移 线 性 能 双 移 线 性 能 回 避 障 碍 性 能 转 向 盘 转 角 、 转 向力 、 侧 向 加 速 度 、 横摆 角 速 度 、 侧 偏 角 、车 速 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 ） 。评 价 参 量第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 8.典 型 行 驶 工 况 性 能操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 11 三 辆 轿 车 在 做蛇 形 绕 桩 性 能 对比 测 试 。第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 12 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 13 汽 车 在 绕 桩 （ 转 向 ） 时 车 身 总 有 一 定 的 倾 斜第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 14 有 些 轿 车 的 车 身 侧 倾 比 较 严 重第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 15车 身 外 倾 驾 驶 舱 内 倾设 计 的 理 念 是 驾驶 舱 永 不 倾 斜第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 16 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 17 车 型 紧 急 变 线 速 度 /（ km h 1） （ 空 载 ） 新 雅 阁 97.3 马 自 达 6 120 Audi A4 124.9 Audi A8 131.6一 些 常 见 轿 车 的 紧 急 变 线 速 度第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 18 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 蛇 形 绕 桩 测 试 （ 视 频 ） 19 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 蛇 形 绕 桩 测 试 （ 视 频 ） 20 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 蛇 形 绕 桩 测 试 （ 视 频 ） 21 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 蛇 形 绕 桩 测 试 （ 视 频 ） 22 极 限 侧 向 加 速 度抗 侧 翻 能 力 极 限 车 速 回 至 原 来 路 径所 需 时 间评 价 参 量评 价 参 量评 价 参 量 圆 周 行 驶 极 限侧 向 加 速 度第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 9.极 限 行 驶 能 力 发 生 侧 滑 时 的控 制 能 力 操 纵 稳 定 性 包 含 的 内 容 23 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 1.车 辆 坐 标 系二 、 车 辆 坐 标 系 与 转 向 盘 角 阶 跃输 入 下 的 时 域 响 应 24 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 。时 间 t转向盘转角第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 2.稳 态 响 应 特 性 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 。 sw0 25 不 足 转 向 ； 中 性 转 向 不 变 ；过 多 转 向 。稳 态 响 应 特 性 有 三 种 类 型第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 au R au Rau R 26 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 。第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 3.瞬 态 响 应 特 性 27 1） 时 间 上 的 滞 后瞬 态 响 应 的 评 价 指 标第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述 2） 执 行 上 的 误 差（ r1/r0） 100 称 为 超 调 量3） 横 摆 角 速 度 的 波 动 波 动 的 2/T , 取决 于 汽 车 的 结 构 参 数 4） 进 入 稳 态 所 经 历的 时 间 28 将 汽 车 作 为 开 路 控 制 系 统 人 汽 车 系 统 作 为 闭 路 系 统第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述三 、 操 纵 稳 定 性 的 研 究 方 法 29 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 。 人 汽 车 闭 路 系 统第 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 主 观 评 价 法客 观 评 价 法 30下 一 节 第 一 节 操 纵 稳 定 性 概 述本 节 内 容 结 束