汽车理论：第七章 汽车操纵稳定性

汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳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。稳定行驶的能力。汽车的操纵稳定性是汽车汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性主动安全性的重要评价指标。的重要评价指标。第七章汽车的操纵稳定性返回目录返回目录1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。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本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价方法。方法。第五章 汽车的操纵稳定性返回目录返回目录2 汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应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随时间而变化的特性称为时域响应特性时域响应特性。转向盘输入有角位移输入和力矩输入。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外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。力。第一节 操纵稳定性概述一、操纵稳定性包含的内容31.转向盘角阶跃输入下的响应稳态响应稳态响应瞬态响应瞬态响应 横摆角速度增益横摆角速度增益转转向灵敏度。向灵敏度。评价参量评价参量 反应时间。反应时间。横摆角速度波动的横摆角速度波动的无阻尼圆频率。无阻尼圆频率。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容4 转向盘转角正弦输入转向盘转角正弦输入下，频率由下，频率由0变化变化时，汽车横摆角速度与时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律。相位差的变化规律。共振峰频率。共振峰频率。共振时振幅比。共振时振幅比。相位滞后角。相位滞后角。稳态增益。稳态增益。评价参量评价参量第一节 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操纵稳定性包含的内容53.转向盘中间位置操纵稳定性 转向灵敏度。转向灵敏度。转向盘力特性。转向盘力特性。转向功灵敏度。转向功灵敏度。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述 转向盘力输入转向盘力输入下的时域响应。下的时域响应。回正后剩余横摆角回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。速度与剩余横摆角。达到剩余横摆角速达到剩余横摆角速度的时间。度的时间。评价参量评价参量4.回正性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容 转向盘小转角、低频转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速正弦输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性。行驶时的操纵稳定性。6车型车型最小转最小转向半向半径径/m（左（左/右）右）Audi A45.6/5.6（轴距（轴距2650 mm）宝马宝马520i5.65/5.65（轴距（轴距2830 mm）雷克萨斯雷克萨斯LS4305.4/5.3（轴距（轴距2925 mm）一些常见车型的最小转向半径一些常见车型的最小转向半径评价参量：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操纵稳定性包含的内容7 评价转动转向盘轻便评价转动转向盘轻便程度的特性。程度的特性。包括原地转向轻便性、包括原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性和高低速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性。速行驶转向轻便性。转向力。转向力。转向功。转向功。目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（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。能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述6.转向轻便性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容8直线行驶性直线行驶性转向盘转角和（累计值）转向盘转角和（累计值）侧向风敏感性侧向风敏感性路面不平敏感性路面不平敏感性侧向偏移侧向偏移评价参量评价参量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操纵稳定性包含的内容9 蛇行性能蛇行性能 移线性能移线性能 双移线性能双移线性能回避障碍性能回避障碍性能 转向盘转角、转向转向盘转角、转向力、侧向加速度、横力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、摆角速度、侧偏角、车速等。车速等。在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。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（满载主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、空载）、紧急变线速度（满载紧急变线速度（满载/空载）。空载）。评价参量评价参量第一节 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操纵稳定性包含的内容10 三辆轿车在做三辆轿车在做蛇形绕桩性能对蛇形绕桩性能对比测试。比测试。第一节 操纵稳定性概述11第一节 操纵稳定性概述12汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜第一节 操纵稳定性概述13有些轿车的车身侧倾比较严重有些轿车的车身侧倾比较严重第一节 操纵稳定性概述14车身外倾车身外倾驾驶舱内倾驾驶舱内倾设计的理念是驾设计的理念是驾驶舱永不倾斜驶舱永不倾斜第一节 操纵稳定性概述15第一节 操纵稳定性概述16车型车型紧急变线速度紧急变线速度/（km h1）（空载）（空载）新雅阁新雅阁97.3 马自达马自达6120 Audi A4124.9 Audi A8131.6一些常见轿车的紧急变线速度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操纵稳定性包含的内容17第一节 操纵稳定性概述蛇形绕桩测试蛇形绕桩测试（视频）（视频）18极限侧向加速度极限侧向加速度抗侧翻能力抗侧翻能力极限车速极限车速 回至原来路径回至原来路径所需时间所需时间评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量 圆周行驶极限圆周行驶极限侧向加速度侧向加速度第一节 操纵稳定性概述9.极限行驶能力 发生侧滑时的发生侧滑时的控制能力控制能力操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容19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20 汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转汽车直线行驶时，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转向盘角阶跃输入。时间时间 t转转向向盘盘转转角角第一节 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，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。称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。21不足转向不足转向 ；中性转向中性转向 不变；不变；过多转向过多转向 。稳态响应特性有三种类型稳态响应特性有三种类型第一节 操纵稳定性概述22 转向盘角阶跃输转向盘角阶跃输入前后，入前后，直线行驶与直线行驶与等速圆周行驶这两个等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称应的瞬态运动响应称为为转向盘角阶跃输入转向盘角阶跃输入下的瞬态响应下的瞬态响应。第一节 操纵稳定性概述3.瞬态响应特性23 1）时间上的滞后）时间上的滞后瞬态响应的评价指标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）执行上的误差（r1/r0）100 称为超调量称为超调量3）横摆角速度的波动）横摆角速度的波动 波动的波动的 2/T,取取决于汽车的结构参数决于汽车的结构参数 4）进入稳态所经历）进入稳态所经历的时间的时间24将汽车作为开路控制系统将汽车作为开路控制系统人人汽车系统作为闭路系统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25 通过仪器测出横摆角通过仪器测出横摆角速度、侧向加速度、侧速度、侧向加速度、侧倾角及转向力。倾角及转向力。让试验评价人员根让试验评价人员根据试验时自己的感觉据试验时自己的感觉进行评价。进行评价。人人汽车闭路系统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开路系统主观评价法主观评价法客观评价法客观评价法26第七章第七章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性 本节将首先建立线性二自由度汽车模型，在此基础本节将首先建立线性二自由度汽车模型，在此基础上，分析汽车的稳态响应特性、瞬态响应特性和频率响上，分析汽车的稳态响应特性、瞬态响应特性和频率响应特性。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返回目录返回目录27一、线性二自由度汽车模型运动微分方程1.建模中假设 2）忽略悬架的作用；车身只作平行于地面的平面运动，绕）忽略悬架的作用；车身只作平行于地面的平面运动，绕 z 轴的轴的位移、绕位移、绕 y 轴的俯仰角和绕轴的俯仰角和绕 x 轴的侧倾角均为零，且轴的侧倾角均为零，且 ；3）汽车前进速度不变。）汽车前进速度不变。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应思考：车辆坐标系中思考：车辆坐标系中，汽车共有多少个自由度？汽车共有多少个自由度？在上述假设下，汽车被简化为只有侧向和横摆两个自由度的两轮在上述假设下，汽车被简化为只有侧向和横摆两个自由度的两轮汽车模型。汽车模型。1）忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；）忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；假定汽车假定汽车 ay0.4g，轮胎侧偏特性处于线性范围内；不计地面切向，轮胎侧偏特性处于线性范围内；不计地面切向力力FX、外倾侧向力、外倾侧向力 、回正力矩、回正力矩 TZ、垂直载荷的变化对轮胎侧偏刚、垂直载荷的变化对轮胎侧偏刚度的影响。度的影响。28xy第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应2.两轮汽车模型及车辆坐标系29 确定汽车质心（绝确定汽车质心（绝对）加速度在车辆坐标对）加速度在车辆坐标系的分量系的分量ax和和ay。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应3.运动学分析 沿沿Ox轴速度分轴速度分量的变化为量的变化为30上式除以上式除以t并取极限并取极限得得考虑到考虑到 很小并忽略二阶微量很小并忽略二阶微量同理可得同理可得第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应31考虑到考虑到角较小角较小4.二自由度汽车动力学分析第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应32质心侧偏角质心侧偏角第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应33由于由于 整理后得二自由整理后得二自由度汽车运动微分方度汽车运动微分方程式程式第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应34代入运动微分方程式得代入运动微分方程式得1.稳态响应稳态时稳态时r为定值为定值消去消去v第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应二、前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应等速圆周行驶35称为稳态横摆角速度增益，也称转向灵敏度。称为稳态横摆角速度增益，也称转向灵敏度。K稳定性因数。稳定性因数。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应36 R 与与 u 无关，汽车具有中性转向的特性。无关，汽车具有中性转向的特性。1）中性转向当当 K=0 时，由时，由第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应2.稳态响应的三种类型37LR0uO 当汽车低速转向时，离当汽车低速转向时，离心力很小，心力很小，FY1和和FY2也很小。也很小。中性转向汽车的转向中性转向汽车的转向半径半径R等于汽车以极低车等于汽车以极低车速转向（忽略侧偏角）速转向（忽略侧偏角）时的转向半径时的转向半径R0。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应38由于由于 K0，所以，所以RR0且且 u R 汽车具有不足转向特性汽车具有不足转向特性 横摆角速度增益为与轴距横摆角速度增益为与轴距L相相等的中性转向汽车横摆角速度增等的中性转向汽车横摆角速度增益的一半。益的一半。称为特征车速。当不足转向称为特征车速。当不足转向量增加时，量增加时，K 增大，特征车速降低。增大，特征车速降低。2）不足转向当当 K0 时，由时，由横摆角速度增益比中性转向时要小。横摆角速度增益比中性转向时要小。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应39横摆角速度增益横摆角速度增益 比中性转向时要大。比中性转向时要大。由由R 0由于由于 k10,k20，不足转向，不足转向K=0，中性转向，中性转向K0，R/R01，汽车具有不足转向特点；，汽车具有不足转向特点；K0，R/R01，汽车具有过多转向特点。，汽车具有过多转向特点。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应2）转向半径的比R/R0已知已知48转向半径的比值转向半径的比值R/R0曲线曲线第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应49转向半径的比值转向半径的比值 R/R0 曲线与稳定性因数曲线与稳定性因数K值曲线值曲线第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应50第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应51静态储备系数静态储备系数 S.M.：中性转向点到前轮的距离：中性转向点到前轮的距离 与汽与汽车质心到前轴距离车质心到前轴距离 a 之差与轴距之差与轴距L之比。之比。第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应中性转向点中性转向点：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力作用点。作用点。3）用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应52中性转向中性转向不足转向不足转向过多转向过多转向第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应中性转向点中性转向点汽车质心汽车质心53第七章第七章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 本节将学习弹性侧偏角、本节将学习弹性侧偏角、侧倾转向角和变形转向角侧倾转向角和变形转向角等基本概念，分析不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的等基本概念，分析不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的影响，了解改善汽车操纵稳定性的方法。影响，了解改善汽车操纵稳定性的方法。返回目录返回目录54 1）前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化；前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化；2）车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随之变化；之变化；3）车轮上有切向反作用力；车轮上有切向反作用力；4）车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运动及变形。动及变形。综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分：综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分：1）弹性侧偏角（）弹性侧偏角（FZ变化和变化和的变化的变化引起的侧偏角引起的侧偏角的变化）；的变化）；2）侧倾转向角（车厢侧倾而导致前后轮转角的变化）；）侧倾转向角（车厢侧倾而导致前后轮转角的变化）；3）变形转向角（悬架导向杆系变形引起的车轮转角的变化）。）变形转向角（悬架导向杆系变形引起的车轮转角的变化）。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系 线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化，汽车行驶过程中，还应线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化，汽车行驶过程中，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。55侧倾轴线是侧倾中心的连线。侧倾轴线是侧倾中心的连线。1）侧倾轴线侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线；：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线；2）侧倾中心侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。一、车厢侧倾1.车厢侧倾轴线车厢侧倾轴线想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是先还是先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？确定侧倾中心再确定侧倾轴线？第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系561234O24O13 假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动；假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动；假定车轮与地面间无相对滑动；假定车轮与地面间无相对滑动；对四连杆机构会用到三心定理。对四连杆机构会用到三心定理。确定侧倾中心时确定侧倾中心时第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系 四连杆机构中相四连杆机构中相对两杆的相对运动瞬对两杆的相对运动瞬心是相邻两杆延长线心是相邻两杆延长线的交点。的交点。57Om1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系58DGOlOrOm2）双横臂独立悬架的侧倾中心第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系59双横臂独立悬架的等效单横臂悬架双横臂独立悬架的等效单横臂悬架第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系60定义：车厢定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩：总的弹性恢复力偶矩：1）悬架的线刚度定义：定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力：厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力：2.悬架的侧倾角刚度第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系61（1）非独立悬架（2）独立悬架恢复力恢复力弹性元件弹性元件导向杆系约束反力导向杆系约束反力第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系62mn第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系63用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度mnssst第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系64用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度mn第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系652）悬架的侧倾角刚度第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系66 r大，水平晃动大，大，水平晃动大，乘客不稳定，无安全感。乘客不稳定，无安全感。r小，小，地面不平时有冲击感。地面不平时有冲击感。4.车厢侧倾角及侧倾力矩操纵稳定性操纵稳定性平顺性平顺性 侧倾角改变了外倾角侧倾角改变了外倾角；侧倾角改变了内外车轮的垂侧倾角改变了内外车轮的垂直载荷直载荷FZ，从而改变侧偏角，从而改变侧偏角。在确定悬架总侧倾角刚度在确定悬架总侧倾角刚度 时，要时，要综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系r671）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩Mr第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系682）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩Mr第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系693）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩Mr第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系70 悬架总侧倾刚度等于悬架总侧倾刚度等于 前、前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。刚度之和。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系71二、侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配及其对稳态响应的影响1.侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配 工字形车架代表车厢，悬工字形车架代表车厢，悬挂质量为挂质量为Ms。工字形车架分别通过前、工字形车架分别通过前、后悬架的侧倾中心后悬架的侧倾中心m01和和m02 与前后轴相铰接，同时又通过与前后轴相铰接，同时又通过前后悬架的弹性元件分别与前、前后悬架的弹性元件分别与前、后轴相连接。后轴相连接。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系72第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系73第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系74第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系75车身不侧倾时车身不侧倾时车身侧倾后车身侧倾后2.左右轮垂直载荷再分配时轮胎的侧偏刚度 当车身侧倾严重时当车身侧倾严重时，是增大还是减小？是增大还是减小？第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系76汽车趋于增加不足转向汽车趋于增加不足转向汽车趋于减少不足转向汽车趋于减少不足转向用以上结论分析，如何通过改变前后轴左、右侧车轮垂用以上结论分析，如何通过改变前后轴左、右侧车轮垂直载荷的变化量来提高汽车的不足转向量？横向稳定杆直载荷的变化量来提高汽车的不足转向量？横向稳定杆用在前后悬架对汽车稳态响应特性所起到的作用是否相用在前后悬架对汽车稳态响应特性所起到的作用是否相同？为什么？同？为什么？思考思考第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系77FY不变不变沿沿FY侧倾侧倾FY-+-减小减小增大增大三、侧倾外倾侧倾时车轮外倾角的变化 侧倾时侧倾时的变的变化有三种可能化有三种可能第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系沿沿FY相反相反方向侧倾方向侧倾78 地面转过地面转过r确定车确定车轮相对于车厢外倾角轮相对于车厢外倾角 。地面回到水平位置地面回到水平位置确定车厢相对于地面产确定车厢相对于地面产生侧倾角生侧倾角r时，轮胎外时，轮胎外倾角倾角 。车轮外倾角车轮外倾角的确定的确定第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系79车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的车轮外倾角的变化变化 非独立悬架车身侧倾时，前轮外倾角不变。非独立悬架车身侧倾时，前轮外倾角不变。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系80车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的车轮外倾角的变化变化 双横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相双横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反，反，有增大侧偏角（绝对值）的作用。有增大侧偏角（绝对值）的作用。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系81车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的车轮外倾角的变化变化 单纵臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反。单纵臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系82车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的车轮外倾角的变化变化 单横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相同（或相反）。单横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相同（或相反）。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系83 侧倾外倾系数。侧倾外倾系数。车厢侧倾所引起的车轮外倾角的变化可由下式计算车厢侧倾所引起的车轮外倾角的变化可由下式计算第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系84四、侧倾转向 车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直于地面轴线的转动，即车轮转角的变动，称为侧倾转向。于地面轴线的转动，即车轮转角的变动，称为侧倾转向。侧倾转向系数。侧倾转向系数。车轮的侧倾转向角与车厢侧倾角的关系可以用下式表示车轮的侧倾转向角与车厢侧倾角的关系可以用下式表示第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系85后悬架的侧倾转向对稳态转向特性的影响后悬架的侧倾转向对稳态转向特性的影响第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系86第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系87五、变形转向悬架导向装置变形引起的车轮转向角 悬架导向杆系各元件在各种力、力矩作用下发生的悬架导向杆系各元件在各种力、力矩作用下发生的变形，引起车轮绕主销或垂直于地面轴线的转动，称为变形，引起车轮绕主销或垂直于地面轴线的转动，称为变形转向，其转角叫做变形转向角。变形转向，其转角叫做变形转向角。变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向。变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向。变形转向角；变形转向角；侧向力变形转向系数。侧向力变形转向系数。估算侧向力变形转向角估算侧向力变形转向角第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系88第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系89第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系90回正力矩变形转向角回正力矩变形转向角a 在回正力矩作用下，悬架和车轮有扭转变形，前、在回正力矩作用下，悬架和车轮有扭转变形，前、后轴车轮均发生回正力矩变形转向角后轴车轮均发生回正力矩变形转向角a。回正力矩变形转向系数；回正力矩变形转向系数；回正力矩系数。回正力矩系数。回正力矩变形转向角回正力矩变形转向角a第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系91第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系回正力矩引起的变形转向角回正力矩引起的变形转向角 前轴趋于增加不足转向；后轴趋于减少不足转向。前轴趋于增加不足转向；后轴趋于减少不足转向。92六、变形外倾悬架导向装置变形引起的外倾角的变化 受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车轮外倾角的变化。轮外倾角的变化。第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系93