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《车辆的转向特性与阿卡曼转向原理的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、Vol20No4机械研究与应用第20卷第4期2007-08MECHANICALRESEARCH&APPLICATION2007年8月*车辆的转向特性与阿卡曼转向原理的分析孟刚(兰州城市学院,甘肃兰州730070)摘要:对车辆的转向原理、转向特性及阿卡曼转向几何原理进行分析,并论述车辆转向特性与道路交通安全的关系。提出转向原理与特性是驾驶员和行人应掌握的科学常识。关键词:车辆;转向原理;转向特性;阿卡曼;几何原理中图分类号:U461.5+1文献标识码:A文章编号:1007-4414(2007)04-0036-03Analysisofturn
2、ingcharacteristicandtheprincipleofAckermanturningforvehicleMengGang(Lanzhoucityuniversity,LanzhouGansu730070,China)Abstract:TheturningcharacteristicandtheprincipleofAckermanturningforvehicleisanalyzedinthepaper.Andtherela-tionshipbetweenthevehiclestruningcharacterandtraff
3、icsafetyisalsodiscussed.Theauthoralsopointedoutthatdriverandpeopleshouldlearnthisprincipleinordertocontrolthesaftyofthevehicle.Keywords:vehicle;turningprinciple;turningcharacter;Ackerman;geometryprinciple根据世界卫生组织统计,中国因交通事故死亡的人每年该侧抗力CF是通过将前轮向旋转方向做偏转旋转产生近有10万,远比近几年世界大小战争的死亡
4、人数多。粗略计的。如图2所示,一边使车轮自由转动,一边使车轮相对于行[1]算,平均每5min就有1个中国人被汽车夺去生命。公安部进方向向右做偏转转动,轮胎产生向右的作用力。这就是与最新资料公布,2005年全国共发生交通事故450254起,死亡侧滑轮胎产生的摩擦力与前进方向成直角的分力CF。人数98738人,受伤人数47万人,损失金额18.8亿元人民车轮偏离于前进方向的夹角B,称为侧滑角,如图2所示。币。笔者认为造成以上事故的原因:①是驾驶员酒后驾车、超侧滑角B与侧抗力CF间的关系,如图3所示。由侧滑角与侧速行驶、疏忽大意;②是由于驾驶员和
5、行人对汽车的性能并不抗力的关系可知,当B=10b左右之前,CF与B成正比增加。十分了解或了解甚少,而在无意中酿成大祸。笔者从汽车的但是在20b~30b时,CF达到最大值后则逐渐下降。在B=90b转向原理、转向特性、阿卡曼转向几何原理与道路交通安全的时,CF降至0。但在一般转向时,所用侧滑角最大为8b。联系给予论述与分析[2]。转向装置是一种通过改变前轮的方向(侧滑角)来增加[3,4]或减少CF,使车辆以旋转速度V,沿旋转半径R,做圆周运动1车辆的转向原理的力(离心力与向心力),取得平衡装置。设车辆的速度为V,正在沿转弯半径为R的圆做旋转运
6、动时,在前轴载荷MF及后轴载荷MR上分别有一离心力,前后轴离心力分别为:22MFV/R(前轴)MRV/R(后轴)如图1所示,离心力作用于转弯半径方向(向外)上,但车辆未向外滑动,由于有一个与此相抵的向心力,使车轮向内侧运动。对汽车来说,该向心力通过轮胎的侧抗力(简称CF)来获得。图3侧滑角与侧抗力的关系图4转向特性例如,当转向盘向右转时,首先会在前轮上产生向右的侧抗力CF,所以车辆在重心的前侧被向右拉,从而进入右转向运动。这样,前轴与后轴载荷,都会产生离心力。在未产生CF的后轴,达到平衡位置时就会产生侧滑。当前后轮侧滑角从力学上被等分时稳
7、定下来。图1作用在进行圆周旋转运动图2侧滑的轮胎产生2车辆转向特性)US与OS车辆上的力的关系的侧抗力[5]2.1转向特性的理论*收稿日期:2006-12-25作者简介:孟刚(1950-),男,湖北汉口人,副教授,主要从事机械设计及制造方面的教学工作。#36#第20卷第4期机械研究与应用Vol20No42007年8月MECHANICALRESEARCH&APPLICATION2007-08汽车在转向时,车速越高转向效果越好,称为过度转向后置后轮驱动),因发动机装在后部,故转向特性一般为过度(Over-Steer),简称OS;与此相反,车速
8、越高转向效果越迟转向(OS)。钝,称为不足转向(Under-Steer),简称US。车辆的这种转向图6为汽车不足转向时的转向特性测量结果。该图显示特性,可通过以下两方面论述。当汽车最初在半径R
