汽车操纵稳定性与转向系的关系

1、1第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系第五章第五章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性2一、转向系的功能与转向盘力特性1.转向系的功能 1）驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角，从而）驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角，从而操纵汽车的运动方向。操纵汽车的运动方向。 2）凭借转向盘的反作用力，）凭借转向盘的反作用力， 将整车及轮胎的运动、将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者，以获得受力状况反馈给驾驶者，以获得“路感路感”。 转向盘的输入有两种方式：角输入和力输入。转向盘的输入有两种方式：角输入和力输入。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系32.转向盘力特性 转动转动转向盘时转向盘时所需要的力随

2、汽车所需要的力随汽车运动状况而变化的运动状况而变化的规律，称为转向盘规律，称为转向盘力特性。力特性。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系4第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系2.转向盘力特性53.转向盘力特性的影响因素 转向盘力特性决定于下列因素：转向盘力特性决定于下列因素：转向器角传动比及转向器角传动比及其变化规律、转向器效率、动力转向器的转向盘操作力其变化规律、转向器效率、动力转向器的转向盘操作力特性、转向杆系传动比、转向杆系效率、由悬架导向杆特性、转向杆系传动比、转向杆系效率、由悬架导向杆系决定的主销位置、轮胎上的载荷、轮胎气压、轮胎力系决定的主销位置、轮胎上的载荷、轮胎气压、轮胎力学特

3、性、地面附着条件、转向盘转动惯量、转向柱摩擦学特性、地面附着条件、转向盘转动惯量、转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等。阻力以及汽车整体动力学特性等。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系6 主销位置几何参数，如主销内倾角、主销后倾角、主销拖距、接主销位置几何参数，如主销内倾角、主销后倾角、主销拖距、接地面上主销偏置距、车轮中心主销拖距等，对转向盘力特性、回正性地面上主销偏置距、车轮中心主销拖距等，对转向盘力特性、回正性能、直线行驶性等都有显著影响。能、直线行驶性等都有显著影响。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系7二、不同工况下对操纵稳定性的要求 汽车在原地、汽车在原地、小半径弯道低速行小半

4、径弯道低速行驶时，要防止转向驶时，要防止转向盘过于沉重；盘过于沉重； 在高速行驶时，在高速行驶时，转向盘力不宜过小转向盘力不宜过小而应维持一定数值，而应维持一定数值，以帮助驾驶者稳定以帮助驾驶者稳定驾驶。驾驶。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系8二、不同工况下对操纵稳定性的要求第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系9三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验转向盘中间位置操纵稳定性试验（On Center Handling Test） 汽车在高速公路上高速行驶时，具有以力输入为汽车在高速公路上高速行驶时，具有以力输入为主和转向盘（反作用）力是重要信息源的特点。主和转向盘（反作用）力是重要信息源的特点

5、。1.试验方法 汽车以汽车以100km/h的速度作正弦曲线的蛇形行驶，正弦的速度作正弦曲线的蛇形行驶，正弦运动的周期为运动的周期为5s，最大侧向加速度为，最大侧向加速度为0.2g。 车上装有转向盘转角、转向盘转矩、车速和横摆角车上装有转向盘转角、转向盘转矩、车速和横摆角速度等传感器。速度等传感器。第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系10第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系112.转向盘力输入方面的评价指标第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系车型车型大型大型中型中型紧凑紧凑紧凑紧凑运动型运动型中型中型中型中型运动型运动型产地产地美国美国美国美国美国美国美国美国美国美国其他其他其他其他其他其他驱动

6、轴驱动轴后轴后轴前轴前轴前轴前轴前轴前轴后轴后轴后轴后轴前轴前轴后轴后轴转向系转向系动力动力动力动力动力动力手动手动动力动力动力动力动力动力手动手动转向盘转矩为转向盘转矩为0时时的侧向加速度的侧向加速度/g-0.110-0.055-0.063-0.038-0.054-0.071-0.045-0.1090g处的转向盘转处的转向盘转矩矩/（Nm）1.290.810.780.960.951.570.901.900g处的转向盘转处的转向盘转矩梯度矩梯度/（Nmg-1）8.816.513.027.518.525.120.520.60.1g处的转向盘转处的转向盘转矩矩/（Nm）1.902.191.833.

7、942.273.462.434.090.1g处的转向盘转处的转向盘转矩梯度矩梯度/（Nmg-1）4.24.76.615.98.412.47.920.312一些车辆力输入方面的评价指标一些车辆力输入方面的评价指标（试验结果试验结果）第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系13四、转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系 车厢侧倾时，如果非独立悬架汽车的转向系与悬架在车厢侧倾时，如果非独立悬架汽车的转向系与悬架在运动学上关系不协调，将引起转向车轮干涉转向的现象。运动学上关系不协调，将引起转向车轮干涉转向的现象。1.侧倾时转向系统与悬架的运动干涉第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系14第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 当车辆向右转当车辆向右转向时，车身向外倾向时，车身向外倾斜，外侧板簧受压斜，外侧板簧受压缩，车轮与车架距缩，车轮与车架距离减小，使车轮向离减小，使车轮向左转，增加了车辆左转，增加了车辆的不足转向，这种的不足转向，这种现象称为现象称为侧倾干涉侧倾干涉不足转向不足转向。152.转向系刚度与转向车轮的变形转向 在转向盘至转向车轮之间，包括转向器、转向杆系与在转向盘至转向车轮之间，包括转向器、转向杆系与转向器固定处在内的刚度，称为转向器固定处在内的刚度，称为转向系（角）刚度转向系（角）刚度。 转向系刚度低，前转向轮的变形转向角大，增加了汽转向系刚度