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汽车操纵稳定性


主销内倾
定义:当汽车水平停放时,在汽车的横向垂面内,主销轴线与地面垂线的夹 角β为主销内倾角。 作用:①自动回正作用(尤其是在静态下) ②转向轻便
当转向轮在外力作用下绕主
销旋转(假设旋转180°,即 由图b中左边位置转到右边 位置)而偏离中间位置时, 由于主销内倾,车轮的最低 点将陷入路面以下h处,即 车轮必须将路面压低距离h 后才能旋转过来,但实际上
反力 Y 对车轮形成饶主销轴线作用的力矩 M〓F× L,其方向正好与车轮偏转方向相 反。在此力矩作用下,将使车轮回复到原 来中间位置,从而保证汽车能稳定地直线 行驶,故此力矩称为稳定力矩(回正力 矩)。
同理:在汽车转向后的回正过程中,此力矩具有帮助驾 驶员使转向车轮回正的作用,使汽车转向后回正操纵轻 便
(A)若轮胎内倾,路面垂直反力F 产生的分力F2向外,增加了轮胎脱 出的可能性。(说明汽车超载是很 危险的,它会大大增加轮胎内倾的 可能性,造成轮胎甩出) (B)轮胎垂直于地面,路面垂直 反力F ,不产生分力。(说明:汽 车要按规定装载,因为有了前轮外 倾,汽车满载后,轮胎基本上垂直 于地面。) (C)只有轮胎外倾,路面垂直反 力F产生的分力F2向内,使得轮胎 紧紧靠在转向节上,提高了轮胎的 工作安全性。
作用:
形成回正力矩,保证汽车直线行驶的稳定性, 并使汽车转向后回正操纵轻便。
(即在动态下车轮有自动回正作用, 且车速越高,回正作用越大)。
分析: 当汽车直线行驶时,若转向轮偶然受到外 力作用而稍有偏转(例如向右偏转,如图 中箭头所示),将使汽车行驶方向向右偏 离。这时由于汽车本身离心力的作用,在 车轮与路面接触点 b处,路面对车轮作用 着一个侧向反作用力Y。
轮胎发生侧偏时,还会产生作用于绕oz轴的力 矩Tz ,Tz是使转向车轮回复到直线行驶位置 的主要恢复力矩之一,称为回正力矩。
说明红色部分受到的侧偏 力比绿色部分受到的侧偏
力大
表示轮胎在地面 印迹上侧偏力的 分布,前后对称
且其横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车横摆角速 度增益的一半。uch称作特征车速,当不足转向量增加时,K 增大,特征车速uch降低。
1、 瞬态响应
1、 瞬态响应
通常也用瞬态响应中的几个参数来表征响应品质的好坏
固有圆频率ωo(单位:弧度/秒)的物理意义:如图,沿曲线上下波动的 振动频率,即ωr以频率ωo在 ωro值上下波动
评价汽车的瞬态响应好不好,依据是什么? 是大的好还是小的路面之下,
而是车轮连同整个汽车前部 被向上抬起相应高度h。一 旦外力消失,转向轮就会在
汽车前部重力作用下力图自 动回正到旋转前的中间位置
➢由于主销内倾, 转向时,路面作用在 转向轮上的阻力对主销轴线产生的力矩 减小,从而可减少转向时驾驶员施加在 转向盘上的力,使转向操纵轻便
线行驶稳定性的作用.
❖ 区别: 主销后倾角的回正作用随着车速的增高而增大,而主销 内倾的回正作用几乎与车速无关。 主销内倾角越大、转向轮偏转角越大,汽车前部就抬起 得越高,转向轮自动回正的作用就越大。
前轮外倾
1、定义:在汽车的横向平面内,前轮中心平面向外倾斜一个角度α,称 为前轮外倾角。
2.功用 车轮外倾角的功用是提高车轮工作的安全性和转向操纵的轻便性。
什么叫做微分方程的稳定性?即方程的解什么情况下是稳定的?
单横臂独立悬架车厢上的侧倾中心
根据杠杆原理
转向桥
转向轮定位
一、概述:
为了保证汽车直线行驶的稳定性和操纵的轻便性,减少轮胎和其他机 件的磨损, 汽车的四个车轮并不是垂直于地面的,必须考虑许多因素 来确定车轮与地面的角度,即车轮定位。 转向轮定位,就是汽车的每个转向轮、转向节和车桥与车架的安装应 保持一定的相对位置。
❖ 对于两端装有主销的转向桥,汽车转向时,转向车轮会围绕主销轴线偏 转, 但在大多数断开式转向桥中没有主销,采用上、下球头销代替主销, 上、下球头销球头中心的连心线相当于主销轴线,
二、前轮定位参数:
前轮定位参数有四个:主销后倾、主销内倾、前轮外倾、前轮前束
•主销后倾定义:当汽车水平停放时,在汽车 的纵向垂面内,主销上部向后倾斜一个角度r, 称为主销后倾角。
但此力矩也不宜过大,否则在转向时为 了克服此稳定力矩,驾驶员须在转向盘 上施加较大的力(即所谓转向盘沉重)。 因稳定力矩的大小取决于力臂 l 的数值, 而力臂又取决于后倾角 r 的大小,因此, 为了不使转向盘沉重,主销后倾角r 不宜 过大。现在γ一般采用不超过 2-3°的后 倾角。
现代高速汽车由于轮胎气压降低、弹性 增加(因采用扁平低压胎,轮胎变形增 加),而引起稳定力矩增加,因此 r 可 以减小至或接近于零,甚至为负。 γ安装时予以保证,一般不可调。
什么是操纵稳定性?
定义:在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下, 汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的 方向行驶,且当受到外界干扰时,汽车能抵抗干 扰而保持稳定行驶的能力
意义 操纵方便性 高速安全性
行驶方向 干扰 直线 路不平 侧风 转弯 货物或乘客偏载
双移线实验
第二节 轮胎的侧偏特性
➢但 β 过大 ,转向时,车轮绕主销偏转 会产生较大的滑动,增加了车轮与路面 的摩擦阻力,反而造成转向沉重。
β角一般不大于8°,但有些车为了提高行驶稳定性和制动稳定性,其主销 内倾角均较大,如奥迪100型轿车14.2°;天津夏利7100型轿车12°±30ˊ。
总结: ❖ 主销后倾和主销内倾都具有使车轮自动回正及保证汽车直
一、轮胎的坐标系
轮胎静止是受到侧偏力
轮胎滚动时受到侧偏力
汽车的纵轴方向没用改变,只是 运动方向发生了变化
❖ 当纵向力相当大时,侧偏力显著下降。
因为此时接近附着极限,切向力已耗去大部分附着力, 而侧向能利用的附着力很少。由图还可看出,这组曲线的包 络线接近于一椭圆,一般称为附着椭圆
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