第5章_汽车的操纵稳定性 (2)

第5章汽车的操纵稳定性学习目标通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。

汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。

在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。

此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。

一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。

（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。

操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。

如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。

汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。

它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。

5.1节汽车行驶的纵向和横向稳定性5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。

当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。

在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。

汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。

这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。

图5.1 汽车上坡时的受力图图5.1为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力，加速阻力矩，而车轮的滚动阻力矩的数值相对来说比较小，可不计入。

第五章 汽车的操纵稳定性5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为-50176N/rad 、外倾刚度为-7665N/rad 。

若轿车向左转弯，将使前轮均产生正的外倾角，其大小为4度。

设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮负载转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。

解：有外倾角时候的地面侧向反作用力为Y F k k γαγ=+（其中k 为侧偏刚度，k r 为外倾刚度，γ为外倾角）于是，有外倾角引起的前轮侧偏角的大小为：1k kγγα=代入数据，解得1α=＝0.611 rad ，另外由分析知正的外倾角应该产生负的侧偏角，所以由外倾角引起的前轮侧偏角为-0.611rad 。

5.2 6450N 轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在悬架上加装横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。

试分析其理论依据（要求有必要的公式和曲线）。

答：由课本P138-140的分析知，汽车稳态行驶时，车厢侧倾角决定于侧倾力矩r M φ和悬架总的角刚度rK φ∑，即rr rM K φφφ=∑。

前、后悬架作用于车厢的恢复力矩增加：11r r r T K φφφ=，22r r r T K φφφ=其中1r K φ，2r K φ分别为前、后悬架的侧倾角刚度，悬架总的角刚度rK φ∑为前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。

由以上的分析易知，当增加横向稳定杆后汽车前悬架的侧倾角刚度增大，后悬架侧倾角刚度不变，所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加（总侧倾力矩不变），由此汽车前轴左、右车轮载荷变化量就较大。

由课本图5-46知在这种情况下，如果左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区，则汽车趋于增加不足转向量。

5.3汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应的具体参数有哪些？它们彼此之间的关系如何？ 答：汽车的稳态响应有三种类型，即中性转向、不足转向和过多转向。

表征稳态响应的参数有稳定性因数，前、后轮的侧偏角角绝对值之差12()αα-，转向半径的比R/R 0，静态储备系数S.M.等。

第一章汽车的动力性1。

1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。

定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。

2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失.这种迟滞损失表现为一种阻力偶.当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时,由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大.即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z。

•a阻碍车轮滚动。

3］作用形式: T f = Wf,T f = T f/r1.2 滚动阻力系数与哪些因素有关? 答:滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关.1。

3=494.312+0。

13U a2由计算机作图有:1.4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？答：动力性会发生变化.因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变.质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。

重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。

1。

5 如何选择汽车发动机功率?答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。

若给出了期望的最高车速,选择的发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。

发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。

在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。

不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。

1。

6 超车时该不该换入低一挡的排挡？答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速,所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。