《汽车理论》余志生_第五版课件5.4

1 第五章 汽车的操纵稳定性 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ����本节将学习弹性侧偏角、 侧倾转向角和变形转向角 等基本概念， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的 影响，了解改善汽车操纵稳定性的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 返回 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 2 1111）前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化； 2222）车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随 之变化； 3333）车轮上有切向反作用力； 4444）车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运 动及变形。 ����综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分： 1111）弹性侧偏角（FFFF Z Z Z Z 变化和γγγγ的变化引起的侧偏角αααα的变化）； 2222）侧倾转向角（车厢侧倾而导致前后轮转角的变化）； 3333）变形转向角（悬架导向杆系变形引起的车轮转角的变化）。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ����线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化，汽车行驶过程中，还应 考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。 3 侧倾轴线是侧倾中心的连线。 1111）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2222）侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转 动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。 一、车厢侧倾 1.1.1.1.车厢侧倾轴线 想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是先 确定侧倾中心再确定侧倾轴线？ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 4 1111 2222 3333 4444 O O O O24242424 O O O O13131313 ①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动； ②假定车轮与地面间无相对滑动； ③对四连杆机构会用到三心定理。 确定侧倾中心时 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ����四连杆机构中相 对两杆的相对运动瞬 心是相邻两杆延长线 的交点。 5 dv gv O O O Ommmm 1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 6 D D D D G G G G O O O OllllOr O O O Ommmm dv gv 2）双横臂独立悬架的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 7 双横臂独立悬架的等效单横臂悬架 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 8 ����定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢 总的弹性恢复力偶矩： 1）悬架的线刚度 ����定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车 厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力： s F K Δ Δ l = 2.悬架的侧倾角刚度 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 r Φr d d Φ T K = 9 skF Δ2Δ s= sl 2Δ Δ k s F K == （1）非独立悬架 （2）独立悬架 恢复力 弹性元件 导向杆系约束反力 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 10 m n Z F ′ Z F ′+Δ 2 uG aF aΔF+ Q QΔ+ ss skQ ∆=∆ n s m s ts ΔΔ = QmnF Z ∆=′∆ msk ss∆= ss s n m kF Z ∆=′∆ t 2 s s n m k ∆⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 2 s t ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = ∆ ′∆ n m k s F Z 2 2 2 2 2 2 2 2 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = n m kK sl 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 tΔs sΔs ts ΔΔ s n m s = 11 u t s 02Z G F s Q sδ δ ⎛ ⎞′ − − =⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ( )u t sΔ Δ 02Z Z G F F s Q Q sδ δ ⎛ ⎞′ ′− + − + =⎜ ⎟ ⎝ ⎠ t s Δ Δ Z F s Q sδ δ ′ = 用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度 m n Δ ss Δ st Z F ′ Z F ′∆+ u 2 G aF aΔF+ Q Q∆+ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 12 用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度 m n Z F ′ Z F ′+Δ u 2 G aF aΔF+ Q QΔ+ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 s t Δ Δ Z s F Q s δ δ ′ = sl t s s t Δ Δ 2 s K s K s s δ δ = s sl s t t Δ 2 Δ s s K K s s δ δ = s s t t Δ Δ s s s s δ δ = 2 s l s t 2 s K K s δ δ ⎛ ⎞ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 2 l s2 m K k n ⎛ ⎞ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ sΔs tΔs 13 r 2 l d2 1 d ΦBKT ′= 2 r 2 1 BKK l ′=Φ 2 sr 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =Φ n Bm KK 2）悬架的侧倾角刚度 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 14 Φ Φ Φ Φrrrr大，水平晃动大， 乘客不稳定，无安全感。 Φ Φ Φ Φrrrr小， →地面不平时有冲击感。 4.车厢侧倾角及侧倾力矩 操纵稳定性 平顺性 ����侧倾角改变了外倾角γγγγ； ����侧倾角改变了内外车轮的垂 直载荷 F F F F Z Z Z Z ，从而改变侧偏角αααα。 r r r Φ Φ ∑ = K M Φ ����在确定悬架总侧倾角刚度 时，要 综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。 ΦrK∑ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 Φrrrr r sK kΦ ↑→ ↑ 15 s 2 ss Ga R u mF yy == hFM ysr =ΙΦ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + −=−≈ L ahbh hHNhh s2s1 ss 1）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅠ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 16 rssΦrΠ ΦhGeGM ≈= 2）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩MΦrⅡ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 17 ' lF ' rF ΦrIII ' r ' l M FF 力矩即为 对车身的和 r F NGF y 2 u r = EFFM rΦrIII ′−= NG KF rF yu−= r rh NG KF − = 0 ( ) rhFM y −−= 0uΦrIII 3）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅢ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 NG r F F y 2 u r = u 2 y F Z FΔ Y FΔ rF u 2 y F Z FΔ Y FΔ lF 18 rIIIrIIrIr ΦΦΦΦ ++= MMMM ����悬架总侧倾刚度等于 前、后悬架及横向稳定杆的侧 倾角刚度之和。 ΦrK∑ r r r Φ Φ ∑ = K M Φ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 19 二、侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新 分配及其对稳态响应的影响 1.侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配 ����工字形车架代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 车厢，悬 挂质量为 M M M Mssss。 ����工字形车架分别通过前、 后悬架的侧倾中心 m m m m01010101和mmmm02020202 与前后轴相铰接，同时又通过 前后悬架的弹性元件分别与前、 后轴相连接。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 20 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 Φr1T Φr2T ΦrT 21 yyy FFF s2s1s += L b FF yy s ss1 = L a FF yy s ss2 = 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 22 rΦr1Φr1 ΦKT = 1u1u1r1 s s11 hFTh L b FBF yylZ ++=∆ Φ lZZ FF 1r1 ∆−=∆ rΦr2Φr2 ΦKT = u2u2r22 s s22 hFTh L a FBF yylZ ++=∆ Φ lZZ FF 22r ∆−=∆ lZlZlZ FFF 111 ∆+=′ r1r1r1 ZZZ FFF ∆+=′ lZlZlZ FFF 222 ∆+=′ 2r2r2r ZZZ FFF ∆+=′ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 23 0 0 2k F Y=α αα rl kkFY += rkk F l Y + =α 2 r 0 kk k l + =′ 02k F Y ′ =α 00 kk ′> αα <0 车身不侧倾时 车身侧倾后 2.左右轮垂直载荷再分配时轮胎的侧偏刚度 ααα == rl 当车身侧倾严重时，αααα是增大还是减小？ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 24 1ZF∆ 1α 汽车趋于增加不足转向 2α2Z F∆ 汽车趋于减少不足转向 11u1urr11 s s1 /)( BhFΦKh L b FF yyZ ++=∆ Φ 2u2u2rr22 s s2 /)( BhFΦKh L a FF yyZ ++=∆ Φ 用以上结论分析，如何通过改变前后轴左、右侧车轮垂 直载荷的变化量来提高汽车的不足转向量？横向稳定杆 用在前后悬架对汽车稳态响应特性所起到的作用是否相 同？为什么？ 思考 � � � ��������� ���� ���� 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 25 F F F F Y Y Y Y γ 不变 沿 F F F F Y Y Y Y 侧倾 F F F F Y Y Y Y γ ---- ---- ++++ ---- α 减小 ( ) k k k F FF k Y YY γ γ 1 γα −=−= α 增大 三、侧倾外倾——侧倾时车轮外倾角的变化 侧倾时γ的变 化有三种可能 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 沿 F F F F Y Y Y Y 相反 方向侧倾 γα YYY FFF += 26 ''' γγγ += ����地面转过ΦΦΦΦrrrr确定车 轮相对于车厢外倾角 。 ����地面回到水平位置 确定车厢相对于地面产 生侧倾角ΦΦΦΦrrrr时，轮胎外 倾角 。 γ ′ ''γ 车轮外倾角γ的确定 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 27 车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化 ����非独立悬架车身侧倾时，前轮外倾角不变。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 28 车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化 ����双横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相 反，有增大侧偏角（绝对值）的作用。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 29 车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化 ����单纵臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 30 车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化 ����单横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相同（或相反）。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 31 r r γ γ Φ Φ ∂ = ∂ rΦ γ ∂ ∂ — 侧倾外倾系数。 车厢侧倾所引起的车轮外倾角的变化可由下式计算 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 32 四、侧倾转向 ����车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直 于地面轴线的转动，即车轮转角的变动，称为侧倾转向。 r r Φ∂ ∂ = δ δ Φ rΦ∂ ∂δ — 侧倾转向系数。 车轮的侧倾转向角与车厢侧倾角的关系可以用下式表示 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 33 后悬架的侧倾转向对稳态转向特性的影响 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 34 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 35 五、变形转向—悬架导向装置变形引起的 车轮转向角 ����悬架导向杆系各元件在各种力、力矩作用下发生的 变形，引起车轮绕主销或垂直于地面轴线的转动，称为 变形转向，其转角叫做变形转向角。 ����变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向。 y y F F ∂ ∂ = δ δ 1000c cδ — 变形转向角； y F∂ ∂δ — 侧向力变形转向系数。 估算侧向力变形转向角 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 36 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 37 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 38 回正力矩变形转向角δδδδaaaa ����在回正力矩作用下，悬架和车轮有扭转变形，前、 后轴车轮均发生回正力矩变形转向角δδδδaaaa。 T N ∂ ∂ = δ αδ aa 100 1 T∂ ∂δ — 回正力矩变形转向系数； aN — 回正力矩系数。 回正力矩变形转向角δaaaa 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 39 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 回正力矩引起的变形转向角 ����前轴趋于增加不足转向；后轴趋于减少不足转向。 40 六、变形外倾—悬架导向装置变形引起 的外倾角的变化 ����受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车 轮外倾角的变化。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 41 下一节 第四节第四节第四节第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系 本节内容结束