稳态转向学习教案

1、会计学1稳态转向稳态转向(zhunxing)第一页，共34页。21.车辆(chling)坐标系第2页/共34页第二页，共34页。3 汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角(zhunjio)时时，停止转动转向盘并维持此转角，停止转动转向盘并维持此转角(zhunjio)不变，即给汽车以转不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。向盘角阶跃输入。时间时间(shjin) t转向转向(zhunxing)盘转角盘转角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

2、响应转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。sw0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sw第3页/共34页第三页，共34页。4 转向盘角阶跃输转向盘角阶跃输入前后，直线行驶与入前后，直线行驶与等速圆周行驶这两个等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡稳态运动之间的过渡过程是一种过程是一种(y zhn)瞬态，相应的瞬态，相应的瞬态运动响应称为转瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的向盘角阶跃输入下的瞬态响应。瞬态响应。3.瞬态响应(xingyng)特性第4页/共34页第四页，共34页。5不足转向不足转向(zhunxing) ；中性转向；中性转向(zhunxing) 不变；不变；过

3、多转向过多转向(zhunxing) 。稳态响应特性有三种稳态响应特性有三种(sn zhn)类型类型auRauRauR第5页/共34页第五页，共34页。6第6页/共34页第六页，共34页。7/2/2oiLRtLRtLR 阿克曼角转角很小时(xiosh)内外转角的平均值)cos(1 RLR第7页/共34页第七页，共34页。8 主要研究轮胎主要研究轮胎(lnti)的侧偏现象和侧偏特性。的侧偏现象和侧偏特性。 侧偏特性是指侧偏力与侧偏角的关系。侧偏特性是指侧偏力与侧偏角的关系。高速转向(zhunxing)时的轮胎的侧偏特性第8页/共34页第八页，共34页。OXY车轮车轮(ch ln)平面平面车轮行驶车

4、轮行驶(xngsh)方向方向正地面正地面(dmin)切向切向反作用力反作用力FX正翻转力矩正翻转力矩 TX正地面法向正地面法向反作用力反作用力FZ正地面侧向反作用力正地面侧向反作用力FY车轮旋转轴线车轮旋转轴线正侧偏角正侧偏角正回正力矩正回正力矩TZ正正TY正外倾角正外倾角Z侧偏角侧偏角轮胎接地印迹中心的位移方向与轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角轴的夹角外倾角外倾角过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角一、轮胎的坐标系第9页/共34页第九页，共34页。地面地面(dmin)作用于车轮的侧向反作用力作用于车轮的侧向反作用力。二、轮胎(lnti)的侧偏现象

5、和侧偏力侧偏角曲线1.侧偏力FY第10页/共34页第十页，共34页。11NoImagelyZFFuccucclyZFFu u 只有只有(zhyu)当侧向力当侧向力 大于（或等于）车轮与路大于（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。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(zuyng)侧向力yFyF第11页/共34页第十一页，共34页。12FY俯视图俯视图车轮车轮(ch ln)静止静止2）在弹性(tnxng)轮上作用侧向力yFyF第12页/共34页第十二页，共34页。13FY2）在弹性(tnxng)轮上作用侧向力车轮车轮(ch ln)滚动滚动yFyF第

6、13页/共34页第十三页，共34页。140XYFY侧偏力为正时侧偏力为正时(zhn sh)，产生负侧偏角。产生负侧偏角。u-+2.侧偏现象(xinxing)当车轮有侧向弹性时，即使当车轮有侧向弹性时，即使FY没没有达到侧向附着有达到侧向附着(fzhu)极限，车轮极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。行驶方向也将偏离车轮平面的方向。侧偏角侧偏角 轮胎接地印迹轮胎接地印迹中心的位移方向中心的位移方向与与X轴的夹角。轴的夹角。u第14页/共34页第十四页，共34页。15CFY侧偏刚度侧偏刚度(n (n d)d)。 FY一定时希望一定时希望(xwng)侧偏角越小侧偏角越小越好，所以越好，所以 越大

7、越大越好。越好。3.FY曲线(qxin)CC第15页/共34页第十五页，共34页。16三、轮胎结构、工作条件(tiojin)对侧偏特性的影响大尺寸大尺寸(ch cun)轮胎轮胎子午线轮胎子午线轮胎(lnti)斜交轮胎斜交轮胎钢丝子午线轮胎钢丝子午线轮胎纤维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。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大侧偏刚度小侧偏刚度小大尺寸轮胎大尺寸轮胎 小尺寸轮胎小尺寸轮胎第16页/共34页第十六页，共34页。17（1）扁平率小， 大HB扁平率扁平率=(H/B)100% C第17页/共34页第十七页，共34页。1

8、8第18页/共34页第十八页，共34页。19（2）垂直(chuzh)载荷大， 大C但是垂直载荷过大时，轮胎与地面(dmin)接触区的压力分布极不均匀，会使侧偏刚度减小。第19页/共34页第十九页，共34页。20（3）轮胎气压高，k大第20页/共34页第二十页，共34页。21（5）路面(lmin)干湿状态第21页/共34页第二十一页，共34页。22 路面有薄水路面有薄水层时，由于滑水层时，由于滑水现象，会出现完现象，会出现完全丧失全丧失(sngsh)侧偏力的情况。侧偏力的情况。轮胎轮胎(lnti)胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系第22页/共

9、34页第二十二页，共34页。23RVMFFFyryfy20cFbFyryfLRbVMFyr2LRcVMFyf2gRVCWCWRLrrsffs2)(3 .57第23页/共34页第二十三页，共34页。24 M,Y推导出R的关系(gun x)，从而得出。 )tan(tan12RRL第24页/共34页第二十四页，共34页。25KLgVchar3 .57KLgVcrit3 .57第25页/共34页第二十五页，共34页。264）汽车的稳态横摆角速度增益(zngy)曲线LgKVLVr3 .5712第26页/共34页第二十六页，共34页。27Laa S.M.静态储备系数静态储备系数 S.M.：中性：中性(zh

10、ngxng)转向点到前轮转向点到前轮的距离的距离 与汽车质心到前轴距离与汽车质心到前轴距离 a 之差与轴距之差与轴距L之比。之比。中性转向点：使汽车前、后轮产生相等中性转向点：使汽车前、后轮产生相等(xingdng)侧偏角的侧向侧偏角的侧向力作用点。力作用点。3）用静态(jngti)储备系数S.M.来表征汽车稳态响应a第27页/共34页第二十七页，共34页。281YF2YF21YYFF aa 21中性中性(zhngxng)转向转向aa 21不足不足(bz)转转向向aa 21过多过多(u du)转向转向0S.M. 0S.M. 0S.M.中性转向点中性转向点汽车质心汽车质心Laa S.M.第28页/共34页第二十八页，共34页。29RgVhWWhKKRVWhKMffrfff2121第29页/共34页第二十九页，共34页。30RgVhWWhKKRgVWhKMffrfff2121)(RgVCFbCWCFbCWCWCWRLrzrrrfzfffrrff222)22()(3 .57第30页/共34页第三十页，共34页。31第31页/共34页第三十一页，共34页。32)sin()cos(2fxff