吉林大学网络教育汽车理论课件

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1、汽车理论第三十二讲主讲教师：杨志华　　　　　　　　　　　　　　学时：48第五章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、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影响，了解改善汽车操纵稳定性的方法。返回目录2在上一节的分析中，已经证明汽车的操纵稳定性取决于前后轮侧偏角的关系。而前后轮侧偏角仅取决于悬架无变形、车轮无外倾、转向杆系无变形和干涉、且左右车轮垂直载荷无变化的汽车模型。即，“线性二自由度汽车模型”:仅考虑弹性侧偏角，且为常数。31）前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生

2、变化；2）车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随之变化；3）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动及变形。综上，车轮“总侧偏角”还应该包括以下三个部分：1）弹性侧偏角（FZ变化和γ的变化引起的侧偏角α的变化）；2）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）。第四节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，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。其中，1）仍属于弹性侧偏；2）和3

3、）则是车轮的整体转动。4在上一节的模型中，认为操纵稳定性（稳态响应）取决于前后轮行驶方向的“偏差”，即α1和α2，而这两个角度完全来自固定的弹性侧偏刚度。而本节研究的，就是对对上述弹性侧偏角的修正和补充。影响操纵稳定性的是“总侧偏角”。5侧倾轴线是侧倾中心的连线。1）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线；2）侧倾中心：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。一、车厢侧倾1.车厢侧倾轴线想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？第四节汽车操纵稳定性与悬架的

4、关系61234O24O13①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动；②假定车轮与地面间无相对滑动；③对四连杆机构会用到三心定理。确定侧倾中心时第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系四连杆机构中相对两杆的相对运动瞬心是相邻两杆延长线的交点。7Om1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系8DGOlOrOm2）双横臂独立悬架的侧倾中心第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系9双横臂独立悬架的等效单横臂悬架第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系10定义：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：抗御扭动的能力1）悬架

5、的线刚度定义：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：抗御压缩的能力2.悬架的侧倾角刚度第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系11（1）非独立悬架（2）独立悬架恢复力弹性元件导向杆系约束反力第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系12mn第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系弹簧到铰链车轮到铰链13用虚位移原理确定悬架线刚度mnΔssΔst第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系14用虚位移原理确定悬架线刚度mn第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系152）悬架的侧倾角刚度第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系16汽车理论第三十三

6、讲主讲教师：杨志华　　　　　　　　　　　　　　学时：48在上一节的模型中，认为操纵稳定性（稳态响应）取决于前后轮行驶方向的“偏差”，即α1和α2，而这两个角度完全来自固定的弹性侧偏刚度。而本节研究的，就是对对上述弹性侧偏角的修正和补充。影响操纵稳定性的是“总侧偏角”。18定义：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：抗御扭动的能力1）悬架的线刚度定义：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：抗御压缩的能力2.悬架的侧倾角刚度第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系19Φr大，

7、水平晃动大，乘客不稳定，无安全感。Φr小，→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平顺性侧倾角改变了外倾角γ；侧倾角改变了内外车轮的垂直载荷FZ，从而改变侧偏角α。在确定悬架总侧倾角刚度时，要综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系Φr201）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅠ第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系212）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩MΦrⅡ第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系223）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅢ第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系23

8、悬架总侧倾刚度等于前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系侧倾力矩取决于车辆结构和行驶工况，而侧倾角刚度则完全取决于车辆结构。24侧倾问题的求解思路：由车辆结构参数（主要是悬架系统的型式、