【正文】 RL?? ?yF第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 2）不足轉(zhuǎn)向特性汽車 同樣條件下，具有不足轉(zhuǎn)向特性的汽車，其轉(zhuǎn)向半徑大于裝用剛性輪胎 車輛的轉(zhuǎn)向半徑。 直線行駛時(shí)，若側(cè)向力 作用于汽車質(zhì)心，則汽車將沿著與原直線成一 定夾角的另一條直線行駛。 同時(shí)，若已知汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)，可繪出穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向角速度增益與車速的關(guān)系曲 線。 ????? ? ?112221222112 LkLkkkLVMLVkMkMVLV????? ??????????? ??????? ?LVLV第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 2）穩(wěn)定性因數(shù) 式中， 稱為穩(wěn)定性因數(shù)，單位為 ， 其數(shù)值等于： 由此可知： ① =0時(shí)，則 = ，汽車為中性轉(zhuǎn)向； ② ＞ 0時(shí)，則 ＜ ，汽車為不足轉(zhuǎn)向； ③ ＜ 0時(shí)，則 ＞ ，汽車為過度轉(zhuǎn)向。顯然，反映汽車?yán)@轉(zhuǎn)向中心的旋轉(zhuǎn)角速度的響應(yīng)速度，可用于衡量汽車對(duì)于操縱的反應(yīng)靈敏程度，因此又稱為轉(zhuǎn)向靈敏度。 ?? ???112221222112 LkLkkkLVMLkMkMVLR?????? ??????????? ???? ? ?112221222112 LkLkkkLVMLVkMkMVLV????? ???????????? ????? ???11kM11k11kM2222k2211 Lk? 11k ?11 L? 22k ? 22? 22 Lk ? ?LRR ?? 0 LV ??? ??? 0RR R???0 000第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 2．表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的其他參數(shù) 1) 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向角速度增益 汽車是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向時(shí)系統(tǒng)的輸入為通過方向盤施加的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn) 角 ，系統(tǒng)的輸出為汽車的轉(zhuǎn)向角速度 。 ③當(dāng) ＞ 或 ＞ 時(shí)，隨著車速 V的增大，有 ＜ 、 ＞ 。 ②當(dāng) ＜ 或 ＜ 時(shí)，有 ＞ 、 ＜ 。此時(shí)， 與 V無關(guān)；隨著 V提高， 與 V成正比增加。2Y39。YF39。因 此，前后車輪受到的地面?zhèn)认蚍戳Γ▊?cè)偏力） 、 與 、 大小相等、 方向相反，即： 其中， ， ，分別稱為前后軸的懸掛質(zhì)量。1 ??????? RVMRVMLLFLLF jY2221139。汽車等速圓周行駛時(shí)產(chǎn)生的離心力是導(dǎo)致側(cè)偏現(xiàn)象發(fā)生的側(cè)向力，若轉(zhuǎn)向半徑為 R（ m），汽車車速為 V（ m/s），則產(chǎn)生的離心力（ N）為： 與圓周的切線垂直，作用在質(zhì)心處。 ?11?1 ?12222RR??0R00 000第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 1．不同轉(zhuǎn)向特性汽車的結(jié)構(gòu)特征 若已知汽車質(zhì)量 M、質(zhì)心位置（ 、 、 和 ）和前后車軸的側(cè)偏剛度 、 （每軸所有輪胎側(cè)偏剛度之和），即可對(duì)汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行分析。 不同轉(zhuǎn)向特性汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，其轉(zhuǎn)向半徑 的變化見圖（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角不變）。 當(dāng) ＞ 時(shí)，有 ＞ 、 ＜ ， 稱為 不足轉(zhuǎn)向 。 ，故上式可寫為： 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎速度為 V（ m/s） 時(shí)，轉(zhuǎn)向角速度 （ rad/s）為： R ? L? ? ?2 ? ? 1??? ?VL ? (? ? ? 2 ? ? 1 )第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 裝用彈性輪胎汽車的轉(zhuǎn)向 3．汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性 根據(jù)汽車受到側(cè)向力時(shí)所產(chǎn)生的前后車輪側(cè)偏角 、 的相對(duì)大小，可把 汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為如下三類。此時(shí)，汽車的轉(zhuǎn)向半徑 R（ m）為： ??12???11V2?2O?O?R ? Lt a n a2 ? t a n (? ? a 1 )第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 汽車高速行駛時(shí)，其前輪轉(zhuǎn)角 較小，而側(cè)偏角值一般 為 6176。此時(shí)前軸中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度 方向與汽車縱向軸線成 角，后軸中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度 方向與汽車縱向軸線成 角，過前、后軸中點(diǎn)作垂直于速度的垂線，其交點(diǎn)即為此時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心 。 c ta n ? 1 ?R ? d2Lc ta n ? 2 ?R ? d2Lc ta n ? 1 ? c ta n ? 2 ? dL ? BL1?2第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 圖中：從轉(zhuǎn)向中心 O到汽車縱向?qū)ΨQ軸線之間的距離 R， 稱為汽車的轉(zhuǎn)向半徑；前軸中點(diǎn)速度方向與汽車縱向?qū)ΨQ軸線間的夾角 稱為轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角 ， 并?。? 因此，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎速度為 V（ m/s）時(shí)，裝用剛性車輪汽車的轉(zhuǎn)向半徑（ m）和轉(zhuǎn)向角速度 （ rad/s）分別為： R 0 ? Lta n ? ? L?LVRV ?? ??0 )(21 21 ??? ??? 0R0?第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 2．裝用彈性輪胎的汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的幾何關(guān)系 現(xiàn)代汽車均裝用彈性輪胎，受到側(cè)向力時(shí)，由于彈性輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象，其轉(zhuǎn)向時(shí)的幾何關(guān)系將因此而發(fā)生變化。此 關(guān)系由正確選擇轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)參數(shù)來保證，如：轉(zhuǎn)向梯形臂的長度、梯形臂與汽車 前軸的夾角（底角）、及前軸左右主銷之間的距離。 ； d—— 左、右轉(zhuǎn)向節(jié)主銷中心的距離， m； B—— 輪距， m； L—— 軸距， m。 轉(zhuǎn)向時(shí)，內(nèi)外車輪的偏轉(zhuǎn)角度是不同的。 1．裝用剛性輪胎的汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的幾何關(guān)系 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，為減小輪胎磨損和提高汽車行駛的穩(wěn)定性，所有輪胎都應(yīng)保持純滾動(dòng)，都必須在同一瞬時(shí)圍繞轉(zhuǎn)向中心作曲線運(yùn)動(dòng)。由一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的過渡過程為瞬態(tài)，相應(yīng)的響應(yīng)稱為瞬態(tài)響應(yīng)。車輛響應(yīng)分為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)兩種。一般說來，當(dāng)車輪外傾角為正時(shí)，有助于減小側(cè)偏角；當(dāng)車輪采用負(fù)外傾時(shí)，側(cè)偏角會(huì)加大。試驗(yàn)證明，粗糙的路面使最大側(cè)偏力增加；干路面上的最大側(cè)偏力比濕路面大；當(dāng)路面有薄水層時(shí)，車速達(dá)到一定值，會(huì)出現(xiàn) “ 滑水 ” 現(xiàn)象而完全喪失側(cè)偏力。當(dāng)充氣壓力過高后，受附著力限制，輪胎側(cè)偏剛度不再增大。 充氣壓力也與輪胎側(cè)偏特性有一定關(guān)系。在一定的側(cè)偏角時(shí)，驅(qū)動(dòng)力增加，所對(duì)應(yīng)的側(cè)偏力減小，見圖所示。一般輪胎垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度也隨之增大；但垂直載荷過大時(shí)，輪胎與地面間的壓力極不均勻，側(cè)偏剛度反而減小。目前，不少乘用車采用 60（扁平率60%）系列輪胎，而追求高性能的運(yùn)動(dòng)型乘用車采用扁平率為 50%或 40%的輪胎。輪胎的斷面高度 H與斷面寬度 B之間的比值，即輪胎的扁平率（ %）較小時(shí)，輪胎側(cè)偏剛度較大，如圖所示。 F y ? F y a ? F y ? ? k ?? ? k ? ??yaF?y?? ?yF ?yF? decdF y ??y第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 5．影響輪胎側(cè)偏特性的因素 1）輪胎結(jié)構(gòu)的影響 輪胎的尺寸、形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)輪胎的側(cè)偏剛度有顯著影響。 ②外傾角為正值且側(cè)偏角為 時(shí)，其地面?zhèn)认蚍醋饔脼? ， 見 A線，即 為外傾角等于零時(shí)的側(cè)偏力與外傾側(cè)向力之和。圖 c是圖b中的局部放大圖，圖上的 A、 B與 C線條是外傾角 為正、為零和為負(fù)時(shí)，小側(cè)偏角范圍內(nèi)的側(cè)偏特性， ?yF ?yF? ??? ?? kF y?k ?第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 該圖還表明： ①側(cè)偏角為零時(shí)的地面?zhèn)认蛄词峭鈨A側(cè)向力 。 。?y ?yF第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 外傾側(cè)向力 與外傾角 的關(guān)系曲線如圖 a）所示。O39。與此同時(shí)，輪胎接地面中產(chǎn)生一與 方向相反的側(cè)向反作用力 ，這就是外傾側(cè)向力。實(shí)際上，由于前軸的約束，兩個(gè)車輪只能一起向前行駛。 顯然，輪胎最大側(cè)偏力決定于附著條件， 與垂直載荷、輪胎花紋、材料、結(jié)構(gòu)、 氣壓、路面材料、路面狀況及車輪的外 傾角等因素有關(guān)。 較大時(shí)， 快速增大，二者關(guān)系 由直線變?yōu)榍€，說明輪胎與地面接觸 處部分側(cè)滑。由輪胎坐標(biāo)系中有關(guān)符號(hào)可知，負(fù)的側(cè) 偏力產(chǎn)生正側(cè)偏角，因此側(cè)偏剛度為負(fù)值。側(cè)偏角較小時(shí)，側(cè)偏力基本上與側(cè)偏角成線性關(guān)系，且 =0時(shí)，有 =0，因此側(cè)偏特性可以用以下公式表示： 稱為側(cè)偏剛度（ N/176。3A39。2 39。1A39。顯然，側(cè)偏角的大小與側(cè)偏力有關(guān)。 若在輪胎胎面的中心線上標(biāo)出 、 、 等各點(diǎn)，隨著車輪的滾 動(dòng)，各點(diǎn)將依次落在地面上 、 、 等各點(diǎn)。而當(dāng) 輪胎有側(cè)向變形而滾動(dòng)時(shí)，接觸印跡的中心線 不但偏離 ，而且與 不平行，其夾角 即為側(cè)偏角（ 176。YFYFYFYFYF aa?aa? cc?c??h??第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 a）沒有側(cè)向滑移 b）有側(cè)向滑移 有側(cè)向力作用時(shí)剛性車輪的滾動(dòng) 第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 彈性輪胎受到側(cè)偏力 作用發(fā)生側(cè)偏時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況如圖所示。 39。而當(dāng)輪胎有側(cè) 向變形而滾動(dòng)時(shí)，接觸印跡的中心線 不但偏離，而且與 不平 行，其夾角即為側(cè)偏角 （ 176。 彈性輪胎受到側(cè)偏力 作用發(fā)生側(cè)偏時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況如圖所示。 彈性輪胎受到側(cè)向力 時(shí)會(huì)產(chǎn)生側(cè)向變形，因此即使地面?zhèn)认蚍醋饔? 力 未達(dá)到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面（ cc）方向。 側(cè)偏角是輪胎接地印跡中心位移方向與 x軸的夾角，外傾角是垂直平面（ xOz平面）與車輪平面的夾角，均以圖示方向?yàn)檎? 第二節(jié) 汽車的操縱穩(wěn)定性 地面作用于輪胎的力和力矩包括：地面切向反作用力，地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，地面法向反作用力；地面反作用力繞 z軸的力矩 回正力矩，繞 y軸的力矩 — 滾動(dòng)阻力矩和繞 x軸的翻轉(zhuǎn)力矩。坐標(biāo)系的原點(diǎn) O為車輪平面和地平面的交線與車輪旋轉(zhuǎn)軸線在地平面上投影線的交點(diǎn)。所以，通常籠統(tǒng)稱之為操縱穩(wěn)定性。 前者指汽車要具有良好的操縱性，而后者指汽車應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性。即：駕駛員以最小的修正而能維持汽車按給定方向行駛，以及按駕駛員的愿望轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤以改變汽車行駛方向的性能。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集制動(dòng)過程中的全部數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、處理，并在微機(jī)顯示屏上以圖形、符號(hào)和數(shù)字顯示，由打印機(jī)打印輸出。 踏板力計(jì)能測(cè)得制動(dòng)時(shí)作用在制動(dòng)踏板上的力，其形式有有線式、無線式和紅外 線式，可以根據(jù)要求選用。 數(shù)據(jù)由水平拉力傳感器和垂直壓力傳感器采集。其中四塊用于測(cè)試制動(dòng)、懸架、軸重，一塊用于測(cè)試側(cè)滑， 還有一塊為空板，不起任何測(cè)試作用。 慣性式平板制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)由測(cè)試平板、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和踏板力計(jì)等組成，如圖所示。如果采用運(yùn)算電路計(jì)算，則可獲得整車制動(dòng) 距離或制動(dòng)減速度。 慣性式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的滾筒，可由電動(dòng)機(jī)或車輛的驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，并 能進(jìn)行高速試驗(yàn)，因而測(cè)試結(jié)果與實(shí)際工況更為接近。由此可見，在慣性式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上可以 模擬道路制動(dòng)試驗(yàn)工況。慣性式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)用滾 筒模擬移動(dòng)的路面，并用旋轉(zhuǎn)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量模擬車輛在道路上行駛時(shí)的 動(dòng)能，因此滾筒傳動(dòng)系統(tǒng)具有相當(dāng)于汽車在道路上行駛的慣性。 反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的主要檢測(cè)項(xiàng)目為：制動(dòng)力、制動(dòng)力平衡（左右輪制 動(dòng)力差）、制動(dòng)協(xié)