汽车理论汽车的操纵稳定性学习教案

1、会计学1汽车理论汽车的操纵稳定性汽车理论汽车的操纵稳定性第一页，编辑于星期二：一点 五十三分。2第一节 概述 本节将介绍汽车操纵稳定性包含的内容、车辆坐标系、转本节将介绍汽车操纵稳定性包含的内容、车辆坐标系、转向盘角阶跃输入下的时域响应特性等。向盘角阶跃输入下的时域响应特性等。 本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价方法本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价方法。第五章 汽车的操纵稳定性返回目录返回目录第1页/共30页第二页，编辑于星期二：一点 五十三分。3 汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应随时间而变汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应随时间而变化的特性称为化的

2、特性称为时域响应特性时域响应特性。 转向盘输入有角位移输入和力矩输入。转向盘输入有角位移输入和力矩输入。 外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。第一节 操纵稳定性概述一、操纵稳定性包含的内容第2页/共30页第三页，编辑于星期二：一点 五十三分。41.转向盘角阶跃输入下的响应稳态响应稳态响应瞬态响应瞬态响应 横摆角速度增益横摆角速度增益转转向灵敏度。向灵敏度。评价参量评价参量 反应时间。反应时间。 横摆角速度波动的无横摆角速度波动的无阻尼圆频率。阻尼圆频率。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容

3、第3页/共30页第四页，编辑于星期二：一点 五十三分。5 转向盘转角正弦输入转向盘转角正弦输入下，频率由下，频率由0变化时变化时，汽车横摆角速度与转，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相向盘转角的振幅比及相位差的变化规律。位差的变化规律。 共振峰频率。共振峰频率。 共振时振幅比。共振时振幅比。 相位滞后角。相位滞后角。 稳态增益。稳态增益。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述2.横摆角速度频率响应特性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第4页/共30页第五页，编辑于星期二：一点 五十三分。63.转向盘中间位置操纵稳定性 转向灵敏度。转向灵敏度。 转向盘力特性转向盘力特性。 转向功灵敏度

4、转向功灵敏度。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述 转向盘力输入转向盘力输入下的时域响应。下的时域响应。 回正后剩余横摆角回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。速度与剩余横摆角。 达到剩余横摆角速度达到剩余横摆角速度的时间。的时间。评价参量评价参量4.回正性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容 转向盘小转角、低频正转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速行驶弦输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性。时的操纵稳定性。第5页/共30页第六页，编辑于星期二：一点 五十三分。7车型车型最小转向半径最小转向半径/ /m（左（左/ /右）右）Audi A45.6/5.6（轴距（轴距2650 mm ）宝马宝马5

5、20i5.65/5.65（轴距（轴距2830 mm ）雷克萨斯雷克萨斯LS4305.4/5.3（轴距（轴距2925 mm ）一些常见车型的最小转向半径一些常见车型的最小转向半径评价参量：最小转向半径评价参量：最小转向半径。第一节 操纵稳定性概述5.转向半径操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第6页/共30页第七页，编辑于星期二：一点 五十三分。8 评价转动转向盘轻便程度评价转动转向盘轻便程度的特性。的特性。 包括原地转向轻便性、低包括原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性和高速行驶速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性。转向轻便性。 转向力。转向力。 转向功。转向功。目前部分轿车上使用的电动助力

6、转向系统（目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS），），能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述6.转向轻便性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第7页/共30页第八页，编辑于星期二：一点 五十三分。9直线行驶性直线行驶性转向盘转角和（累计值）转向盘转角和（累计值）侧向风敏感性侧向风敏感性路面不平敏感性路面不平敏感性侧向偏移侧向偏移评价参量评价参量评价参评价参量量第一节 操纵稳定性概述7.直线行驶性能操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第8页/共30页第九页，编辑于星期二：一点 五十三分。10 蛇行

7、性能蛇行性能 移线性能移线性能 双移线性能双移线性能回避障碍性能回避障碍性能 转向盘转角、转向力转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等速度、侧偏角、车速等。在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。主要包括：蛇行绕桩速度（满载主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、空载）、紧急变线速度（满载紧急变线速度（满载/空载）。空载）。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述8.典型行驶工况性能操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第9页/共30页第十页，编辑于星期二：一点 五十三分。11 三辆轿车在做蛇三辆轿车在做蛇形绕桩性能对比

8、测形绕桩性能对比测试。试。第一节 操纵稳定性概述第10页/共30页第十一页，编辑于星期二：一点 五十三分。12第一节 操纵稳定性概述第11页/共30页第十二页，编辑于星期二：一点 五十三分。13汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜第一节 操纵稳定性概述第12页/共30页第十三页，编辑于星期二：一点 五十三分。14有些轿车的车身侧倾比较严重有些轿车的车身侧倾比较严重第一节 操纵稳定性概述第13页/共30页第十四页，编辑于星期二：一点 五十三分。15车身外倾车身外倾驾驶舱内倾驾驶舱内倾设计的理念是驾设计的理念是驾驶舱永不倾斜驶舱永不倾斜第一节 操纵稳定性概述

9、第14页/共30页第十五页，编辑于星期二：一点 五十三分。16第一节 操纵稳定性概述第15页/共30页第十六页，编辑于星期二：一点 五十三分。17车型车型紧急变线速度紧急变线速度/（km h1）（空载）（空载） 新雅阁新雅阁97.3 马自达马自达6120 Audi A4124.9 Audi A8131.6一些常见轿车的紧急变线速度一些常见轿车的紧急变线速度第一节 操纵稳定性概述操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第16页/共30页第十七页，编辑于星期二：一点 五十三分。18第一节 操纵稳定性概述蛇形绕桩测试蛇形绕桩测试（视频）（视频）第17页/共30页第十八页，编辑于星期二：一点 五十三分

10、。19第一节 操纵稳定性概述蛇形绕桩测试蛇形绕桩测试（视频）（视频）第18页/共30页第十九页，编辑于星期二：一点 五十三分。20第一节 操纵稳定性概述蛇形绕桩测试蛇形绕桩测试（视频）（视频）第19页/共30页第二十页，编辑于星期二：一点 五十三分。21第一节 操纵稳定性概述蛇形绕桩测试蛇形绕桩测试（视频）（视频）第20页/共30页第二十一页，编辑于星期二：一点 五十三分。22极限侧向加速度极限侧向加速度抗侧翻能力抗侧翻能力极限车速极限车速 回至原来路径所回至原来路径所需时间需时间评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量 圆周行驶极圆周行驶极限侧向加速度限侧向加速度第一节 操纵稳定性概

11、述9.极限行驶能力 发生侧滑时的发生侧滑时的控制能力控制能力操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第21页/共30页第二十二页，编辑于星期二：一点 五十三分。23第一节 操纵稳定性概述1.车辆坐标系二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应第22页/共30页第二十三页，编辑于星期二：一点 五十三分。24 汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入转向盘角阶跃输入。时间时间 t转向盘转角转向盘转角第一节 操纵稳定性概述2.稳态响应特性 转向盘角阶跃

12、输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向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。盘角阶跃输入下进入的稳态响应。sw0第23页/共30页第二十四页，编辑于星期二：一点 五十三分。25不足转向不足转向 ；中性转向中性转向 不变；不变；过多转向过多转向 。稳态响应特性有三种类型稳态响应特性有三种类型第一节 操纵稳定性概述auRauRauR第24页/共30页第二十五页，编辑于星期二：一点 五十三分。26 转向盘角阶跃输转向盘角阶跃输入前后，入前后，直线行驶与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

13、一种瞬态，相过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称应的瞬态运动响应称为为转向盘角阶跃输入下转向盘角阶跃输入下的瞬态响应的瞬态响应。第一节 操纵稳定性概述3.瞬态响应特性第25页/共30页第二十六页，编辑于星期二：一点 五十三分。27 1）时间上的滞后）时间上的滞后瞬态响应的评价指标瞬态响应的评价指标第一节 操纵稳定性概述2）执行上的误差）执行上的误差（r1/r0）100 称为超调量称为超调量3）横摆角速度的波动）横摆角速度的波动 波动的波动的 2/T , 取决于取决于汽车的结构参数汽车的结构参数 4）进入稳态所经历的时）进入稳态所经历的时间间第26页/共30页第二十七页，编辑于星期二：一点 五十三分。28将汽车作为开路控制系统将汽车作为开路控制系统人人汽车系统作为闭路系统汽车系统作为闭路系统第一节 操纵稳定性概述三、操纵稳定性的研究方法第27页/共30页第二十八页，编辑于星期二：一点 五十三分。29 通过仪器测出横摆角通过仪器测出横摆角速度、侧向加速度、侧倾速度、侧向加速度、侧