《汽车操纵稳定性》PPT课件

汽 车 的 操 纵 稳 定 性学 习 目 标1.掌 握 汽 车 操 纵 稳 定 性 的 内 容 、 了 解 其 评 价 指 标 ；2.了 解 轮 胎 的 侧 偏 特 性 ；3.熟 悉 汽 车 稳 态 转 向 特 性 及 其 影 响 因 素 ；4.理 解 汽 车 底 盘 系 统 对 操 纵 稳 定 性 的 影 响 ；5.理 解 汽 车 跑 偏 、 纵 翻 、 侧 翻 等 不 稳 定 现 象 及 原 因 ；6.掌 握 汽 车 侧 滑 的 检 验 方 法 。 第 六 章 汽 车 操 纵 稳 定 性汽 车 操 纵 稳 定 性 汽 车 的 主 要 性 能 之 一 a. 汽 车 正 确 遵 循 驾 驶 员 通 过 操 纵 机 构 所 给 定 的 方 向 的 能 力 ;第 一 节 概 述操 纵 稳 定 性b. 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 。 1、 “ 飘 ” 汽 车 自 己 改 变 方 向 。 升 力 或 转 向 系 、 轮 胎 、 悬 架 等 问 题 。2、 “ 反 应 迟 钝 ” 转 向 反 映 慢 。 传 动 比 太 大 。3、 “ 晃 ” 左 右 摇 摆 ， 行 驶 方 向 难 于 稳 定 。4、 “ 丧 失 路 感 ” 操 纵 稳 定 性 不 好 的 汽 车 在 高 速 或 急 剧转 向 时 会 丧 失 路 感 ， 导 致 驾 驶 员 判 断 的 困 难 。5、 “ 失 控 ” 某 些 工 况 下 汽 车 不 能 控 制 方 向 。 制 动 时 无法 转 向 ,甩 尾 ， 侧 滑 ， 侧 翻 。第 一 节 概 述操 纵 稳 定 性 不 好 的 具 体 表 现 第 一 节 概 述赛 车 负 升 力 翼 制 动 跑 偏第 一 节 概 述 第 一 节 概 述ABS系 统 对 比 试 验 第 一 节 概 述车 辆 稳 定 性 控 制 系 统（ VSC） 作 用 四 轮 转 向 系 统 4WS作 用第 一 节 概 述 第 一 节 概 述汽 车 操 稳 性 引 起 的 事 故 成 都南 充 4.29交 通 事 故 轨 迹 图 第 一 节 概 述 第 一 节 概 述错 误 地 在 前 、 后 轴 混 装 子 午 线 轮 胎 和 斜 交 轮 胎 。 具 有 过 多 转 向 特 性 的汽 车 ， 在 转 向 时 达 到 一 定 车 速 (称 为 “ 临 界 车 速 ” )时 ， 将 会 出 乎 意 外 地向 转 向 内 侧 激 转 ， 造 成 事 故 。该 车 转 向 系 统 相 关 零 部 件 间 累 计 间 隙 过 大 ， 方 向 盘 自 由 行 程 严 重 超 差 ，而 又 未 及 时 维 修 (或 维 修 质 量 不 佳 )， 未 排 除 故 障 ， 带 病 运 行 ， 导 致 该 车行 驶 中 前 束 值 或 大 或 小 不 断 变 化 ， 使 汽 车 行 驶 处 于 极 不 稳 定 状 态 ， 这 也加 剧 了 过 多 转 向 的 趋 势 。该 车 左 后 轮 制 动 器 因 左 后 半 轴 油 封 损 坏 ， 齿 轮 油 漏 入 左 后 轮 制 动 器 而导 致 该 轮 制 动 器 工 作 失 效 。 不 均 衡 制 动 力 造 成 的 回 转 力 矩 。 第 一 节 概 述车 辆 坐 标 系 和 汽 车 主 要 运 动 形 式 第 一 节 概 述汽 车 操 纵 稳 定 性 评 价 方 法 第 一 节 概 述 第 一 节 概 述汽 车 稳 态 响 应 第 一 节 概 述汽 车 瞬 态 响 应 第 一 节 概 述人 -车 闭 环 系 统 第 一 节 概 述汽 车 试 验 的 两 种 评 价 方 法 客 观 评 价 法 客 观 评 价 通 过 仪 器 测 试 能 定 量 评 价 汽 车 性 能 ， 且 能 通 过 分析 求 出 其 与 汽 车 结 构 参 数 间 的 关 系 。 主 观 评 价 法 主 观 评 价 考 虑 到 了 人 的 感 觉 ， 能 发 现 仪 器 不 能 测 试 出 的 现象 ， 是 操 纵 稳 定 性 的 最 终 评 价 方 法 ， 但 很 难 给 出 定 量 评 价数 据 。 轮 胎 坐 标 系第 二 节 轮 胎 的 侧 偏 特 性 因 轮 胎 侧 向 弹 性 ， 车 轮 受 侧 向 力 的 作 用 使 轮 心 速 度 方向 偏 离 车 轮 平 面 的 现 象 。 侧 向 力 因 转 向 、 路 面 倾 斜 、 风 力等 引 起 。 转 向 引 起 的 侧 向 力 总 是 指 向 汽 车 内 侧 。 侧 偏 角 总是 位 于 和 侧 偏 力 指 向 相 反 的 一 侧 。轮 胎 的 侧 偏 现 象第 二 节 轮 胎 的 侧 偏 特 性 轮 胎 的 侧 偏 现 象第 二 节 轮 胎 的 侧 偏 特 性 在 侧 偏 角 0称 为 不 足 转 向 。 不 足 转 向 汽 车 加 速 时 ， 和 中 性 转 向 时比 ， 根 据稳 态 横 摆 角 速 度 增 益 较 小 ， 即 较 小 。 但 因 R= ， 故不 足 转 向 汽 车 转 向 半 径 随 车 速 增 大 而 增 大 。21 /KuLu /u2、 汽 车 不 足 转 向第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应特 征 车 速 0 )1( 2)1(1)( 222 Ku KuLuKuLdud r 02)1( 22 KuKu uch称 为 特 征 车 速 1 / 2KuLur Kuch 1 K0时 ， K0 不 足 转 向21 0时 ， KR0 时 ， K0 不 足 转 向若 R=R0 时 ， K=0 中 性 转 向若 R R0 时 ， Ka时 ， 汽 车 质 心 在 cn前 ， S.M.0, ,K0当 aa时 ， 汽 车 质 心 在 cn后 ， S.M.0, ,K0的 情 况 ， 上 式 变 为 ： 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 式 中 1 / 2KuLur 20 1 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应表 征 瞬 态 响 应 的 几 个 参 数小 轿 车 的 固 有 频 率 f 0(=0/2)在 0.8-1.2Hz之 间 。 固 有 频 率 高 些 较 好 。 1、 波 动 的 固 有 频 率 0 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应2、 阻 尼 比 小 了 超 调 量 max/ r0*100%大 ， 故 大 些 较 好 。 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应3、 反 应 时 间 反 应 时 间 指 r第 一 次 到 达 稳 定 值 的 时 间 。 小 些较 好 。 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应4、 达 到 第 一 峰 值 的 时间 达 到 第 一 峰 值 的 时 间 小 些 较 好 。 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 (二 )瞬 态 响 应 的 稳 定 条 件 02 200 rrr 瞬 态 响 应 对 应 的 齐 次 方 程 为对 应 的 特 征 方 程 为 02 2002 ss根 为 ： 第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 方 程 稳 定 性 理 论 指 出 ， 上 式 中 s的 实 部 如为 正 数 ， 则 方 程 的 解 不 稳 定 ， 因 为 解 中 总 是 有一 项 ereal(s)t存 在 。 可 以 证 明 ， 当 稳 定 性 因 数K0(过 多 转 向 )且 车 速 Kuu cr 1 输 出 、 输 入 的 幅 值 比 是 频 率 f的 函 数 ， 记 为 A（ f） ，称 为 幅 频 特 性 。 相 位 差 也 是 f的 函 数 ， 记 为 （ f） ， 称 为相 频 特 性 。 两 者 统 称 为 频 率 特 性 。在 汽 车 操 纵 稳 定 性 中 ， 常 以 前 轮 转 角 或 方 向 盘 转 角sw为 输 入 ， 汽 车 横 摆 角 速 度 r为 输 出 的 汽 车 横 摆 角 速 度频 率 响 应 特 性 来 表 征 汽 车 的 动 特 性 。四 、 横 摆 角 速 度 频 率 响 应 特 性第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 有 人 用 横 摆 角 速 度 频 率 特 性 上 的 五 个 参 数 来 评 定 汽 车操 纵 稳 定 性 ， 参 看 图 5-33， 它 们 是 ： 1） 频 率 为 零 时 的 幅 值 比 ， 即 稳 态 增 益 ； 2） 共 振 峰 值 频 率 fr， fr值 愈 高 ， 操 纵 稳 定 性 愈 好 ； 3） 共 振 时 的 增 幅 比 b/a， 增 幅 比 b/a应 小 些 ； 4） f=0.1Hz时 的 相 位 滞 后 角 f=0.1， 它 代 表 缓 慢 转 动 方向 盘 时 响 应 的 快 慢 ， 这 个 数 值 应 接 近 于 零 ； 5） f=0.6， f=0.6Hz时 的 相 位 滞 后 角 ， 它 代 表 较 快 速 度转 动 方 向 盘 时 响 应 的 快 慢 其 数 值 应 当 小 些 。第 三 节 线 性 二 自 由 度 汽 车 模 型 对 前 轮 角 输 入 的 响 应 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 )(1 21 yaLK 这 里 1， 2等 于 Fy1/k1， Fy2/k2。 这 里 k1， k2是 假 定 轮 胎垂 直 载 荷 不 变 、 外 倾 角 为 0、 且 侧 偏 角 较 小 时 的 侧 偏 刚 度 ， 是一 种 简 化 的 模 型 。 实 际 上 和 许 多 其 他 因 素 有 关 ： 轮 胎 垂 直 载荷 ； 外 倾 角 ； 悬 架 导 向 杆 系 变 形 、 车 身 侧 倾 等 。 故 汽 车 轮 胎的 实 际 总 侧 偏 角 应 为 ：引 言 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系=弹 性 侧 偏 角 （ 考 虑 了 轮 胎 垂 直 载 荷 和 外 倾 角 ） +车身 侧 倾 转 向 角 +悬 架 导 向 杆 系 变 形 转 向 角 。 也 就 是 说 ， 侧 偏 角 不 但 和 轮 胎 特 性 与 载 荷 有 关 ，而 且 与 汽 车 悬 架 、 转 向 系 有 关 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系汽 车 的 侧 倾1） 车 厢 侧 倾 轴 车 厢 相 对 地 面 转 动 的 瞬 时 轴 线 称 为 车厢 侧 倾 轴 。 它 与 前 后 轴 处 的 垂 直 断 面 的 交点 称 为 前 、 后 侧 倾 中 心 。 它 由 悬 架 导 向 机构 决 定 ， 可 由 图 解 或 实 验 求 得 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系图 解 法 原 理 假 定 车 厢 不 动 ， 地 面 相 对 车 厢 的 瞬 时 转 动 中心 即 为 侧 倾 中 心 。 先 确 定 二 车 轮 瞬 时 中 心 及 它 们接 地 点 的 速 度 方 向 。 把 地 面 看 成 一 个 刚 体 ， 根 据二 车 轮 接 地 点 速 度 方 向 确 定 地 面 相 对 汽 车 运 动 的瞬 心 （ 即 侧 倾 中 心 ） 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系单 横 臂 独 立 悬 架 上 车 厢 的 侧 倾 中 心 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系双 横 臂 独 立 悬 架 上 车 厢 的 侧 倾 中 心 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系麦 弗 逊 式 独 立 悬 架 三 维 图 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系等 效 单 横 臂 悬 架 以 车 轮 相 对 车 厢 的 运 动 瞬 心 为 铰 接 点 的 单 横 臂悬 架 称 为 原 独 立 悬 架 的 等 效 单 横 臂 悬 架 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系2） 悬 架 侧 倾 角 刚 度 悬 架 侧 倾 角 刚 度 指 车 厢 侧 倾 时 单 位 转 角 下 悬 架 系 统给 车 厢 的 总 弹 性 恢 复 力 矩 。 rddTK r 式 中 T-总 弹 性 恢 复 力 矩 r-车 厢 侧 倾 角 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系悬 架 线 刚 度 与 等 效 弹 簧 悬 架 线 刚 度 指 车 轮 保 持 在 地 面 上 ， 车 厢 作 垂 直运 动 时 ， 车 厢 单 位 位 移 下 悬 架 给 车 厢 的 总 弹 性 恢复 力 。 该 位 移 和 恢 复 力 均 在 车 轮 处 度 量 。 钢 板 弹 簧 的 悬 架 线 刚 度 直 接 等 于 弹 簧 刚 度 。 独立 悬 架 的 线 刚 度 则 和 其 导 向 杆 系 有 关 ， 这 是 因 为此 时 车 厢 向 下 位 移 时 ， 车 厢 受 到 的 的 总 弹 性 恢 复力 不 等 于 弹 簧 力 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系单 横 臂 悬 架 线 刚 度 的 计 算 设 车 厢 不 动 ， 设 一 个 轮 胎 处 向 上 的 力 扣 除 原 平 衡 力 后为 ,它 引 起 的 车 轮 垂 直 位 移 是 st， 弹 簧 垂 直 位 移 是 ss。对 应 的 弹 簧 力 增 量 为 Q。 由 图 可 知 ，nsms ts 式 中 ， m是 弹 簧 中 心 到 铰 接 点 距 离 ， n是 横 臂 长 。 又mskQmnF ssz tsssz snmksnmkF 2故 zF 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系2 nmksF s tz即 一 侧 悬 架 的 线 刚 度 为式 中 ， ks是 弹 簧 实 际 刚 度 。整 个 悬 架 的 线 刚 度 为 22 nmkk sl 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系对 更 复 杂 的 悬 架 ， 整 个 悬 架 的 线 刚 度 为 22 tssl sskk 式 中 ， ss ， st分 别 是 弹 簧 和 车 轮 处 的 虚 位 移 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系用 等 效 弹 簧 求 悬 架 侧 倾 角 刚 度 rll dBK BdBKdT 221 2)2(2 2/2 轮 距单 轮 力 设 悬 架 单 侧 线 刚 度 为 ,车 厢 的 弹 性 恢 复 力 矩 为侧 倾 角 刚 度 为 ： 221 BKddTK lrr lK 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系汽 车 总 的 悬 架 侧 倾 角 刚 度汽 车 总 的 侧 倾 角 刚 度 =前 后 侧 倾 角 刚 度 +横 向 稳 定 杆 角刚 度 。实 际 轿 车 的 前 侧 倾 角 刚 度 为 300-1200 Nm/ ( )。 后 侧倾 角 刚 度 为 180-700Nm/ ( ) 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系3） 车 厢 侧 倾 角 车 厢 侧 倾 角 指 车 厢 绕 侧 倾 轴 的 转 角 ， 它 是 影 响 汽车 操 纵 稳 定 性 的 一 个 重 要 参 数 。 它 也 影 响 乘 员 感 觉 ，车 厢 侧 倾 角 过 大 ， 乘 员 会 很 不 舒 适 。 过 小 则 说 明 侧倾 角 过 大 ， 凸 凹 不 平 路 面 对 汽 车 单 边 冲 击 很 大 ， 同时 会 影 响 驾 驶 员 路 感 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系式 中 ， M r是 侧 倾 力 矩 ， K r是 悬 架 总 的 侧 倾 角刚 度 。侧 倾 力 矩 由 下 列 三 部 分 组 成 ： rrr KM 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系悬 挂 质 量 离 心 力 引 起 的 侧 倾 力 矩 syssy GaRumF 2式 中 ， ay是 侧 向 加 速 度 (g) ， Gs是 悬 挂 重 量 (N)。从 图 中 看 到 ， F sy引 起 的 侧 倾 力 矩 为汽 车 作 稳 态 行 驶 时 ， 悬 挂 质 量 ms的 离 心 力 为hFM syrI 式 中 ， h是 悬 挂 质 心 到 侧 倾 轴 的 距 离 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系侧 倾 后 悬 挂 质 量 重 力 引 起 的 侧 倾 力 矩式 中 ， e是 侧 倾 后 悬 挂 质 心 偏 移 距 离 。从 图 中 有 rssrII hGeGM 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系独 立 悬 架 非 悬 挂 质 量 离 心 力 引 起 的 侧 倾 力 矩rFGNF uyr 2式 中 ， F r是 铰 链 处 的 反 作 用 力 。 对 图 中 G点 取 力 矩 ， 有 GNrFF uyr 12即 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 GNKFrFEFFM uyrrIII r rhGNKF 0从 图 中 有故 )( 0 rhFM uyrIII 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系车 厢 侧 倾 角 计 算 rIIIrIIrIr MMMM rrr KM 式 中 ， M r是 侧 倾 力 矩 ， K r是 悬 架 总 的 侧 倾 角 刚 度 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系二 、 垂 直 载 荷 重 分 配 及 对 稳 态 特 性 的 影 响 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系1) 侧 顷 时 垂 直 载 荷 重 分 配式 中 侧 顷 时 前 左 轮 垂 直 载 荷 变 化 量 为 1 11 1 11 B hFMKKhLbFF uyurrrssylz Fz1l 侧 顷 时 前 左 轮 垂 直 载 荷 变 化 量Fsy车 厢 上 作 用 的 离 心 力bs 车 厢 质 心 到 后 轴 的 水 平 距 离 L 轴 距h1前 侧 顷 中 心 离 地 高 度K r1 前 悬 架 侧 顷 角 刚 度K r 汽 车 总 侧 顷 角 刚 度M r 作 用 在 车 厢 的 外 侧 顷 力 矩 之和 Fu1y前 簧 下 质 量 产 生 的 离 心 力h u1前 簧 下 质 心 离 地 高 度B1 前 轮 距 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 从 上 式 可 知 ， 车 厢 作 用 的 离 心 力 越 大 (Fsy大 )，或 质 心 越 靠 前 (bs 大 )， 或 前 侧 顷 中 心 越 高 (h1大 ) ， 或前 悬 架 侧 顷 角 刚 度 占 总 侧 顷 角 刚 度 比 例 越 高 (K r1 / K r大 ) ， 或 前 轮 距 越 小 ， 则 前 左 轮 垂 直 载 荷 变 化 量就 越 大 。 对 前 右 轮 ， 有 ： F z1r= -Fz1l 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系2) 侧 顷 时 垂 直 载 荷 变 动 对 侧 偏 刚 度 和 稳 态 特 性 的 影 响 无 侧 向 力 时 ， 左 右 轮 垂 直 载 荷 W0都 对 应 于 侧 偏 刚 度 k0，左 右 轮 侧 偏 角 都 为 ： ， 式 中 Fy为 左 右 轮 侧 偏 力 之和 。 汽 车 转 弯 受 到 侧 向 力 时 ， 设 左 右 轮 垂 直 载 荷 变 化 为 W，内 外 轮 的 侧 偏 刚 度 分 别 为 kl， kr。 但 内 外 轮 的 侧 偏 角 相 同 02 kFkk FkkF yrl yrly 故 00 2/ kFy 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 00 kk 2 0 rl kkk 式 中是 左 右 轮 垂 直 载 荷 变 动 时 的 平 均 侧 偏 刚 度 。 从 图 可 知 ， 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系悬 架 角 刚 度 对 稳 态 特 性 的 影 响 增 加 前 悬 架 角 刚 度 或 减 少 后 悬 架 角 刚 度 ， 会 使 前 轮 垂 直载 荷 变 化 量 增 大 ， 从 而 增 加 汽 车 不 足 转 向 。 K增 大 ， 不 足 转 向 量 增 大 。 反 之 ， 如 左 右 后 轮 垂 直 载 荷 变 动 较 大 时 ， 则 |k2|减 少 ， K减 少 ， 不 足转 向 量 减 少 。 因 此 ， 左 右 前 轮 垂 直 载 荷 变 动 较 大 （ 例 如 前 侧 顷 角 刚 度 较 大 ） 时 ，则 |k1|(这 里 |k1|即 上 式 中 的 )减 少 ， 根 据 )( 212 kakbLmK 0k 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系车 厢 侧 倾 引 起 的 车 轮 外 倾1） 有 车 轮 外 倾 时 的 侧 偏 角 kkFFF YYY FY是 侧 偏 力 ， FY是 外 倾 侧 向 力 kkkFFFk kFFF YYY YYY )(1这 是 有 车 轮 外 倾 时 的 侧 偏 角 。 当 汽 车 转 弯 时 ， 如 车 轮 外 倾方 向 与 转 弯 方 向 （ 即 侧 向 反 力 方 向 ） 一 致 时 ， 绝 对 值 减 少 。如 车 轮 外 倾 方 向 与 转 弯 方 向 相 反 时 ， 绝 对 值 增 加 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系2） 车 轮 外 倾 角 的 确 定 要 保 持 高 的 极 限 性 能 ， 急 速 转 弯 时 承 受 大 部 分 垂 直 载 荷的 外 侧 车 轮 应 尽 量 垂 直 地 面 。 车 轮 外 倾 角 由 车 轮 相 对 于 车 厢 的 外 倾 角 1和 车 厢 相 对 于地 面 的 侧 倾 角 r合 成 。 假 设 车 厢 不 动 ， 地 面 以 反 方 向 转 过 一角 度 r。 这 时 根 据 悬 架 导 向 杆 系 运 动 学 关 系 ， 求 出 车 轮 与 车厢 的 相 对 转 动 角 度 1 。 然 后 让 地 面 和 汽 车 同 时 转 回 到 地 面水 平 位 置 ， 这 样 便 可 确 定 车 轮 外 倾 角 的 值 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系四 、 侧 倾 转 向 车 厢 侧 倾 引 起 的 车 轮 转 向 称 为 侧 倾 转 向 ， 或 称轴 转 向 。 侧 倾 转 向 会 增 加 或 减 少 不 足 转 向 量 。 图 说 明 了 后 轴 转 向 和 不 足 转 向 量 增 减 的 关 系 。雪 铁 龙 具 有 的 “ 后 轴 随 动 转 向 ” 技 术 即 是 为 了 转向 时 增 加 不 足 转 向 量 （ 见 有 关 文 章 ） 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系外 侧 悬 架 压 缩 ， 前束 减 少 ， 车 轮 向 外转 。 内 侧 悬 架 拉 伸 ，前 束 增 加 ， 车 轮 向汽 车 中 心 转 。 该 车侧 倾 转 向 引 起 了 不足 转 向 的 增 加 。 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系五 、 变 形 转 向 悬 架 导 向 装 置 变 形 引 起 的 车 轮 转 向 角悬 架 导 向 装 置 变 形 引 起 的 车 轮 转 向 称 为 变 形 转 向 。其 转 角 称 为 变 形 转 向 角 。不 足 变 形 转 向 角 ： 增 加 不 足 转 向 趋 势过 多 变 形 转 向 角 ： 增 加 过 多 转 向 趋 势侧 向 力 变 形 转 向 系 数 ： 每 KN侧 向 力 产 生 的 变 形 转向 角 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系向 右 转 弯 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 四 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 悬 架 的 关 系 第 五 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 转 向 系 的 关 系侧 倾 时 转 向 系 和 悬 架 的 运 动 干 涉 的 关 系 第 五 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 转 向 系 的 关 系悬 架 变 形 时 ， 转 向节 球 销 c将 绕 o1点 旋转 ， 同 时 主 销 绕 o2点 旋 转 ， 造 成 额 外的 轮 转 向 。 右 转 弯时 ， 外 侧 左 悬 架 压缩 ， 车 轮 向 左 转 ，增 加 了 不 足 转 向 。 第 五 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 转 向 系 的 关 系转 向 系 刚 度 和 转 向 轮 的 变 形 转 向 转 向 系 刚 度 低 ， 前 轮 变 形 转 向 角 大 ， 增 加 不足 转 向 。 转 向 系 刚 度 高 ， 前 轮 变 形 转 向 角 小 ， 不足 转 向 增 加 量 小 。 但 转 向 系 刚 度 低 不 仅 路 感 不 好 ，还 可 能 造 成 前 轮 摆 振 。 第 六 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 与 传 动 系 的 关 系一 、 地 面 切 向 反 作 用 力 与 “ 不 足 过 多 转 向 特 性 ” 的 关 系（ 一 ） 驱 动 力 对 “ 不 足 过 多 转 向 特 性 ” 的 影 响 1、 当 汽 车 在 弯 道 上 一 大 驱 动 力 加 速 行 驶 时 2、 车 轮 驱 动 时 3、 前 轮 半 轴 受 驱 动 转 矩 的 影 响 4、 随 驱 动 力 的 增 加（ 二 ） 发 动 机 进 行 制 动 第 六 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 与 传 动 系 的 关 系二 、 地 面 切 向 反 作 用 力 控 制 桩 向 特 性 的 基 本 概 念（ 一 ） 切 向 反 作 用 力 控 制 可 分 为 三 种 类 型 1、 总 切 向 反 作 用 力 控 制 2、 前 、 后 轮 切 向 力 分 配 比 例 的 控 制 3、 内 、 外 侧 车 轮 间 切 向 力 分 配 的 控 制（ 二 ） 提 高 极 限 工 况 下 弯 道 加 速 行 驶 能 力 的 机 理（ 三 ） 提 高 极 限 工 况 下 行 驶 能 力 的 机 理 电 子 稳 定 程 序 系 统 (Electric Stability Program)简 称 ESP。 沃 尔 沃 称 其 为 DSTC， 宝 马 称其 为 DSC， 凌 志 称 其 为 VSC。 汽 车 紧 急 避 障 或 转弯 制 动 时 ， 该 系 统 通 过 改 变 车 轮 切 向 力 ， 使 车 辆克 服 偏 离 正 常 路 径 的 倾 向 。 1、 四 通 道 系 统 ， 自 动 向 4个 车 轮 独 立 施 加 制 动 力 。. 2、 二 通 道 系 统 ， 自 动 向 2个 前 轮 施 加 制 动 力 。 3、 三 通 道 系 统 ， 向 2个 前 轮 施 加 独 立 制 动 力 ，向 2后 轮 施 加 非 独 立 制 动 力 。ESP系 统 （ 1）第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统 ESP的 传 感 器 转 向 传 感 器 轮 速 传 感 器 偏 转 率 传 感 器 侧 向 加 速 度 传 感 器 工 作 原 理 根 据 各 传 感 器 信 号 ， 发 现 汽 车 出 现 甩 尾 或 前 轮 失 去 转向 能 力 时 ， 当 汽 车 处 于 驱 动 方 式 时 ， 程 序 控 制 ASR（ 驱 动力 控 制 系 统 ） 改 变 在 各 轮 上 的 驱 动 力 ； 当 汽 车 处 于 制 动 方式 时 ， 控 制 ABS（ 防 抱 死 系 统 ） 改 变 在 各 轮 上 的 制 动 力 ，使 汽 车 产 生 额 外 的 力 矩 ， 迫 使 汽 车 回 到 正 确 的 路 线 上 来 。ESP系 统 （ 2）第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统 ESP系 统 工 作 原 理第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统 第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统ESP的 三 大 特 点 1.实 时 监 控 ： ESP能 够 实 时 监 控 驾 驶 者 的 操 控 动 作 、 路面 反 应 、 汽 车 运 动 状 态 ， 并 不 断 向 发 动 机 和 制 动 系 统 发 出指 令 。 2. 主 动 干 预 ： ABS等 安 全 技 术 主 要 是 对 驾 驶 者 的 动 作 起干 预 作 用 ， 但 不 能 调 控 发 动 机 。 ESP则 可 以 通 过 主 动 调 控发 动 机 的 转 速 ， 并 调 整 每 个 轮 子 的 驱 动 力 和 制 动 力 ， 来 修正 汽 车 的 过 度 转 向 和 转 向 不 足 。 3. 事 先 提 醒 ： 当 驾 驶 者 操 作 不 当 或 路 面 异 常 时 ， ESP会用 警 告 灯 警 示 驾 驶 者 。 第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统TCS系 统 TCS是 Traction Control System（ 驱 动 力 控 制 系 统 ） 的缩 写 。 TCS经 常 直 接 与 ABS共 用 同 一 个 系 统 。 ABS控 制 4个 轮 ，而 TCS只 控 制 驱 动 轮 ， 其 制 动 原 理 与 ASR系 统 如 出 一 辙 。 当 汽车 加 速 时 ， TCS将 滑 动 控 制 在 一 定 的 范 围 内 ， 从 而 防 止 驱 动 轮快 速 滑 动 。 其 功 能 在 于 提 高 牵 引 力 和 保 持 车 辆 行 驶 稳 定 性 。 TCS 、 ASR可 以 最 大 限 度 利 用 发 动 机 的 驱 动 力 矩 ， 保 证 车辆 起 动 、 转 向 和 加 速 过 程 中 的 稳 定 性 能 。 此 外 ， 还 能 减 小 车轮 磨 损 和 燃 油 消 耗 。 任 何 一 部 拥 有 TCS的 车 都 会 同 时 有 ABS系统 。 第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统EBD系 统 ABS功 能 是 防 抱 死 。 它 是 对 所 控 制 的 车 轮 孤 立 地 工 作 。如 果 汽 车 的 两 侧 车 轮 在 不 同 的 路 面 行 驶 (例 如 右 侧 车 轮 在 冰上 ， 左 侧 在 干 路 上 ) ， 右 侧 附 着 力 小 ， ABS就 会 启 动 ， 而左 侧 不 会 启 动 ， 这 时 两 侧 的 制 动 力 不 同 ， 汽 车 会 侧 滑 。 EBD 的 功 能 是 综 合 控 制 4个 ABS系 统 ， 在 出 现 两 侧 的制 动 力 不 同 时 ， 强 制 启 动 摩 擦 力 大 的 一 侧 的 ABS， 减 小 制动 力 ， 配 合 另 一 侧 的 ABS， 最 终 令 汽 车 两 侧 的 制 动 力 相 同 。所 以 EBD才 能 起 到 防 侧 滑 作 用 。 第 七 节 提 高 操 纵 稳 定 性 的 电 子 控 制 系 统BAS 制 动 辅 助 系 统 BAS英 文 全 称 是 “ Brake Assist System”。 有 关 调 查 显 示 ，约 有 90%的 汽 车 驾 驶 员 紧 急 情 况 刹 车 时 缺 乏 果 断 ， 而 BAS则能 从 驾 驶 员 踩 下 制 动 踏 板 的 速 度 ， 探 测 车 辆 行 驶 情 况 。 紧 急情 况 下 ， 当 驾 驶 员 迅 速 踩 下 制 动 踏 板 力 度 不 足 时 ， BAS便 会启 动 ， 并 在 不 足 1秒 的 时 间 内 把 制 动 力 增 至 最 大 ， 从 而 缩 短 紧急 制 动 刹 车 距 离 。 ABS虽 然 能 够 缩 短 刹 车 距 离 ， 但 如 果 驾 驶 员 采 用 点 刹 时 ，车 轮 往 往 不 会 抱 死 ， ABS没 有 机 会 发 挥 作 用 。 而 刹 车 辅 助 系统 BAS， 则 让 现 有 的 ABS具 有 一 定 的 智 能 。 当 驾 驶 者 迅 速 用 力踩 下 刹 车 踏 板 时 ， BAS就 会 判 断 车 辆 正 在 紧 急 刹 车 ， 从 而 启动 ABS， 迅 速 增 大 制 动 力 。 第 八 节 汽 车 的 侧 翻一 、 刚 性 汽 车 的 准 静 态 侧 翻 刚 性 汽 车 ： 忽 略 汽 车 悬 架 及 轮 胎 的 弹 性 变 形 准 静 态 ： 汽 车 稳 态 转 向二 、 带 悬 架 汽 车 的 准 静 态 侧 翻三 、 汽 车 的 瞬 态 侧 翻 第 九 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 试 验1、 低 速 转 向 轻 便 性 试 验2、 稳 态 转 向 特 性 试 验3、 瞬 态 横 摆 响 应 试 验4、 汽 车 回 正 能 力 试 验汽 车 操 纵 稳 定 性 试 验 测 力 方 向 盘第 九 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 试 验 双 扭 线第 九 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 试 验 方 向 盘 转 角 -转 矩 曲 线第 九 节 汽 车 操 纵 稳 定 性 试 验 思 考 与 练 习 题 ： （ p275） 第 六 章 5.1， 5.3， 5.4， 5.5， 5.6， 5.7， 5.8， 5.9