第六章稳态转向.ppt

1、第六章 稳态转向,操纵稳定性 低速转向 高速转向 悬架对转向特性的影响 不足转向梯度的实验测量,1,2,蛇行性能 移线性能 双移线性能回避障碍性能,转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。,在车辆性能参数里，往往以应急性能给出。 主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、 紧急变线速度（满载/空载）。,评价参量,典型行驶工况性能,操纵稳定性包含的内容,3,极限侧向加速度,抗侧翻能力,极限车速,回至原来路径所需时间,评价参量,评价参量,评价参量,圆周行驶极限侧向加速度,极限行驶能力,发生侧滑时的控制能力,操纵稳定性包含的内容,4,1.车辆坐标系,5,汽车直线行驶时，急速转动转向盘

2、至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。,时间 t,转向盘转角,2.稳态响应特性,转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。,转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应,6,转向盘角阶跃输入前后，直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。,3.瞬态响应特性,7,不足转向 ；中性转向 不变； 过多转向 。,稳态响应特性有三种类型,8,低速转向（忽略侧向力）,9,阿克曼角,偏离轮迹距离,阿克曼角 转角很小时内外转角的平均值,10,主要研究轮胎的侧偏现象和侧

3、偏特性。 侧偏特性是指侧偏力与侧偏角的关系。,高速转向时的轮胎的侧偏特性,O,X,Y,车轮平面,车轮行驶方向,正地面切向 反作用力FX,正翻转力矩 TX,正地面法向 反作用力FZ,正地面侧向反作用力FY,车轮旋转轴线,正侧偏角,正回正力矩TZ,正TY,正外倾角,Z,侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角,外倾角 过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角,一、轮胎的坐标系,地面作用于车轮的侧向反作用力。,二、轮胎的侧偏现象和侧偏力侧偏角曲线,1.侧偏力FY,13,u,c,c,u,c,c,只有当侧向力 大于（或等于）车轮与路面间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。,1）在刚性轮上作用侧向

4、力,14,FY,俯视图,车轮静止,2）在弹性轮上作用侧向力,15,FY,2）在弹性轮上作用侧向力,车轮滚动,16,0,X,Y,FY,侧偏力为正时， 产生负侧偏角。,u,-,+,2.侧偏现象,当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。,侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角。,u,17,侧偏刚度。,FY一定时希望侧偏角越小越好，所以 越大越好。,3.FY曲线,18,三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响,大尺寸轮胎,子午线轮胎,斜交轮胎,钢丝子午线轮胎,纤维子午线轮胎,轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。,侧偏刚度大,侧偏刚度小,大

5、尺寸轮胎,小尺寸轮胎,19,（1）扁平率小， 大,H,B,扁平率=(H/B)100%,20,21,（2）垂直载荷大， 大,但是垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力分布极不均匀，会使侧偏刚度减小。,22,（3）轮胎气压高，k大,23,（5）路面干湿状态,24,路面有薄水层时，由于滑水现象，会出现完全丧失侧偏力的情况。,轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系,转向方程式,25,26,稳态转向的三种类型是怎样出现的？,M,Y推导出R的关系，从而得出。,特征车速和临界车速,特征车速是针对具有不足转向特性的车辆； 临界车速是针对过多转向时的车速。 特征车速： 临界车速：,27,28,4）汽车的稳态横摆角速度增益曲线,29,静态储备系数 S.M.：中性转向点到前轮的距离 与汽车质心到前轴距离 a 之差与轴距L之比。,中性转向点：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力作用点。,3）用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应,30,中性转向,不足转向,过多转向,中性转向点,汽车质心,悬架 对转