试论汽车构造与操纵稳定性的关系
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汽车操作稳定性ppt
02
电动车辆对操作稳定的改进
电动车辆可以通过优化动力系统和悬挂系统设计，提高车辆的操作稳定性，减少振动和摆动。
未来汽车操作稳定性研究方向
深入研究车辆动力学模型，建立更加精确的模型，为操作稳定性控制提供基础。
车辆动力学建模
控制算法优化
传感器融合技术
人机协同控制
深入研究先进控制算法，提高控制精度和响应速度，提高车辆的操作稳定性。
悬挂系统
悬挂系统连接车轮与车身，并负责缓冲路面不平整引起的冲击。独立悬挂和非独立悬挂是两种主要的悬挂系统类型。
转向系统与悬挂系统
车辆动力学研究的是车辆在运动过程中的受力情况，包括重力、惯性力、摩擦力和空气阻力等。
车辆动力学
车辆控制系统是现代汽车的标配，它可以帮助驾驶员更好地控制车辆的行驶状态。ABS、ESP等都是常见的车辆控制系统。
这些新型悬挂系统技术的应用可以显著提高车辆的操控性能和行驶安全性。
例如，电子稳定控制系统（ESC）可以通过传感器检测车辆的动态状态，并通过制动和发动机扭矩干预来调整车辆行驶轨迹。
案例三：新型悬挂系统对操作稳定性的提升
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THANKS
路况因素
车辆结构
车辆的结构设计不合理，如悬挂系统、制动系统等，会导致车辆在行驶过程中产生晃动、摆动等问题，影响操作稳定性。
影响操作稳定性的因素
驾驶员技能
驾驶员的技能水平不足，如对车辆性能不了解、驾驶技巧不熟练等，会导致在行驶过程中出现操作失误、过度操纵等问题，影响操作稳定性。
路况条件
道路的坡度、弯度、路面质量等都会影响车辆的操作稳定性。例如，在湿滑路面行驶时，路面摩擦系数降低，车辆容易打滑，影响操作稳定性。
定义
操作稳定性是评价车辆性能的重要指标之一，直接关系到车辆的行驶安全和乘坐舒适性。
汽车理论课件：汽车操纵稳定性与传动系的关系
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
圖中 αF、αR—前軸、後 軸的外側車輪驅動 力與該軸驅動力 之比 ；
αC—前軸驅動力與
整車驅動力之比。
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
直接橫擺力偶矩控制提高彎道加速行駛的機理
FY1a FX B FY 2b IZr
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係 本節內容結束 下一節
如果半軸水準 0
qσ rσ r sin
力矩臂為 r r sin
Tk FX qσ
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
汽車在彎道上行駛時，車廂側傾，外
側車輪的ζ減小，內側增加。 作用於外側車輪的 Tk 減小，內側增加。
這兩個力矩之差使前輪受到一令轉向角變小的力矩。 增加了汽車的不足轉向趨勢。
由二自由度汽車模型可以得到
FY1 FY 2 may
FY1a FY 2b IZr
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
FY1
FY2
汽車穩態圓周行駛時
FY1a FY 2b 0
FY1 b FY 2 a
FY1
+FX2
FY2
-FX2
FY1a FX 2B FY 2b 0
即FY1減小，FY2增大；前輪側 偏角減小，後輪側偏角增大， 汽車不足轉向量減小。
1
圖中 αF、αR—前軸、後軸 的外側車輪驅動力與 該軸驅動力之比；
αC—前軸驅動力與整
車驅動力之比。
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
ETS：日產公司研製了總是保持“中性轉向”特性 的電子控制前、後驅動力分配系統。
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
圖中 αF、αR—前軸、後 軸的外側車輪驅動 力與該軸驅動力 之比 ；
αC—前軸驅動力與
整車驅動力之比。
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
直接橫擺力偶矩控制提高彎道加速行駛的機理
FY1a FX B FY 2b IZr
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係 本節內容結束 下一節
如果半軸水準 0
qσ rσ r sin
力矩臂為 r r sin
Tk FX qσ
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
汽車在彎道上行駛時，車廂側傾，外
側車輪的ζ減小，內側增加。 作用於外側車輪的 Tk 減小，內側增加。
這兩個力矩之差使前輪受到一令轉向角變小的力矩。 增加了汽車的不足轉向趨勢。
由二自由度汽車模型可以得到
FY1 FY 2 may
FY1a FY 2b IZr
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第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
FY1
FY2
汽車穩態圓周行駛時
FY1a FY 2b 0
FY1 b FY 2 a
FY1
+FX2
FY2
-FX2
FY1a FX 2B FY 2b 0
即FY1減小，FY2增大；前輪側 偏角減小，後輪側偏角增大， 汽車不足轉向量減小。
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圖中 αF、αR—前軸、後軸 的外側車輪驅動力與 該軸驅動力之比；
αC—前軸驅動力與整
車驅動力之比。
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第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
ETS：日產公司研製了總是保持“中性轉向”特性 的電子控制前、後驅動力分配系統。
1
第六節 汽車操縱穩定性與傳動系的關係
汽车构造,汽车理论
__________ 058、标定功率速度特性曲线是确定发动机允许工作的最高__有效功率________限制线。
59、在制动过程分析中，当____﹥______ 0时，制动时总是后轮先抱死。
60、确定传动系最大传动比时，要考虑汽车最低稳定车速、最大爬坡度和最大附着力。
61、在制动过程分析中，当= 0时，制动时两个车轮同时抱死。
二、名词解释《汽车构造》1、整车整备质量：汽车完全装备好的质量。
它除了整车质量外，还包括燃料、润滑油、冷却液、随车工具、备胎和其他备品的质量，不包括人员和货物。
2、最小离地间隙：汽车满载时，其中间区域最低点离其支承平面间的距离。
（mm）3、 HFC1083 ：HFC—江淮汽车，1—货车，08—汽车的吨位为8吨，3—第四代产品。
4、气门间隙：气门杆尾端和气门驱动机构之间的间隙。
5、配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开启和关闭时刻和开启持续时间。
6、空燃比：空气质量与燃油质量的比值。
7、HFC6782KY3 ：HFC—江淮汽车，6—客车，78—汽车的车身长度为7.8米，2—第三代产品，KY3—企业自定义代号。
8、最佳喷油提前角：指在转速和喷油量一定的条件下能获得最大功率和最小燃油消耗率的喷油提前角。
9、离合器踏板自由行程：为消除分离轴承和分离杠杆之间的间隙，离合器踏板所踩下的行程。
10、车轮定位：转向轮、转向节和前轴三者之间的相对安装位置，称为车轮定位。
11、最小转弯半径：转弯时，外转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆最小直径（mm）。
12、过量空气系数：燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量和燃烧1kg燃料理论供给的空气质量的比值。
1、4×2 ：4—四个车轮，2—两轮驱动。
2、曲拐：一个连杆轴颈和它两端的曲柄以及前后主轴颈。
3、喷油提前角：从喷油器开始喷油到活塞上止点之间曲轴转过的角度。
4、最佳喷油提前角：指在转速和喷油量一定的条件下能获得最大功率和最小燃油消耗率的喷油提前角。
汽车的操作稳定性论文
第一章绪论1.1课题研究的意义根据路面的交通情况，汽车有时直线行驶，有时沿曲线行驶。
在出现意外情况时，驾驶员还要做出紧急的转向操作，以求避免事故。
此外，汽车在行驶中还不断受到地面不平和大风等外界因素的干扰。
为此，汽车应具备良好的操纵稳定性。
在实际中，从驾驶员感性的角度描述，操纵稳定性不好的汽车通常有以下几类表现：“飘”。
有时驾驶员并未发出指令，而汽车白己不断改变方向；“晃”。
驾驶员给出稳定的转向指令，但汽车却左右摇摆，行驶方问难于稳定。
汽车在受到路面不平或忽然阵风的扰动时，也会出现这种感觉；3)“反应迟饨”，驾驶员己经发出指令相当长的时间，但汽车还没有反应或转向过程完成太慢； 4)“丧失路感”。
正常汽车的转弯程度会通过方向盘在驾驶员的于上产生相应的感觉。
有些操纵性能不好的汽车，特别是在高速或转向剧烈的时候会丧失这种感觉。
这会增加驾驶员的操纵困难或影响驾驶员做出正确的判断；5)“失去控制”。
某些汽车在车速超过一个临界值后或向心加速度超过定值之后，驾驶员已经完全不能控制其方向。
随着道路的改善，特别是高速公路的发展，不仅轿车，连货车以100 km/h车速行驶的情况也是常见的，而许多汽车设计时速更超过200 km/h。
随着汽车速度的不断提高。
汽车操纵稳定性的问题就显得更加突出。
操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，被称之为“高速汽车的生命线”。
所以，汽车操纵稳定性的研究日益受到重视，成为现代汽车研究中最重要的课题之一。
汽车控制是靠驾驶员对转向系统的操纵而进行的，在一般的操纵条件下能够达到要求，但汽车处于恶劣工作状态或紧急状况时，汽车的控制往往比较困难，而绝大多数交通事故就发生在这种非理想的驾驶状况下，所以在这些工况下增加辅助控制以提高汽车操纵性、稳定性是十分必要的。
1.2操纵稳定性研究的概况操纵稳定性研究的早期，一般采用经典力学分析方法，进行一些简单、局部的校核计算，不能对车辆的整体性能进行评价和分析，不能对汽车设计提供直接的指导。
汽车操纵稳定性
§5-1 概述
操纵稳定性不好的具体表现
“飘”—汽车自己改变方向。升力或转向系、轮胎、 悬 架 等问题。 “反应迟钝”—转向反映慢。传动比太大。 “晃”—左右摇摆，行驶方向难于稳定。
“丧失路感”—操纵稳定性不好的汽车在高速或急剧转
向 时会丧失路感，导致驾驶员判断的困难。 “失控”—某些工况下汽车不能控制方向。制动时无法
第五章 汽车的操纵稳定性
概述 汽车行驶稳定性 轮胎侧偏特性 汽车操纵特性 汽车转向轮振动与稳定
§5-1 概述
一、汽车操纵稳定性定义 汽车操纵稳定性是指汽车在行驶过程中，能遵循驾驶员给定的行驶方向 行驶，且受各种外部干扰尚能保持稳定行驶的能力。 汽车的操纵稳定性包括操纵性和稳定性。汽车操纵性是指汽车能够确切 地响应驾驶者转向指令的能力；而稳定性是指汽车抵抗外界干扰而保持稳定
四、汽车操纵稳定性评价方法 汽车试验的两种评价方法 客观评价法
客观评价法是通过仪器测出表征性能的物理量来评价操纵稳定性的
方法，它能通过分析求出其与汽车结构参数间的关系。
主观评价法
主观评价法就是感觉评价。考虑到了人的感觉，能发现仪器不能测 试出的现象，是操纵稳定性的最终评价方法，但很难给出定量评价 数据。
行驶的能力，或汽车受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力。通常，汽车
操纵性和稳定性两者关系密切，若汽车操纵性变坏，则汽车容易产生侧滑、 翻车而失去稳定性；而汽车稳定性变坏，则汽车又难以操纵直接影响操纵 性。实际上两者难以截然分开，因此，常统称为汽车的操纵稳定性。 汽车的操纵稳定性不仅影响汽车驾驶的操纵方便程度，而且还决定着高 速汽车的行车安全，所以人们称汽车操纵稳定性是高速车辆的生命线。随着 汽车保有量的增加和汽车车速的提高，汽车的操纵稳定性越来越重要，已成 为现代汽车的主要使用性能之一。
汽车操作稳定性ppt课件
➢ 最大的设计车速大于或等于100km/h时为20°； 最大的设计车速小于100km/h时为30°；
➢ 转向盘最大自由转动量的测量一般采用转向力— 角位移仪器来测量。
49
二、车辆的最小转弯直径和内外轮转角
➢ 车辆转向时，从瞬时转向中心到 前外轮轮辙中心线的距离即为转 弯半径。
➢ 二倍的转弯半径即为转弯直径， 最小转弯直径不得大于24m。
➢ 无离心力时，存在不侧滑最 大角。
V0maxV0max gR
gBR 2hg
B
2 hg
45
3、汽车侧向稳定性系数
➢ 从安全角度，侧滑发生在侧翻前 ➢ 侧向稳定系数 ➢ 尽量降低汽车重心高度
46
表5-4 几种汽车侧翻阈值的范围
车辆类型 跑车 微型轿车 豪华轿车 轻型客货两用车 客货两用车 中型货车 重型货车
52
4.4 转向轮侧滑的检测
53
复习汽车构造的知识
54
55
56
前轮前束：脚尖向内，所谓“内八字脚”的意思，指的是左右前轮分别 向内。采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。57
58
一、侧滑量与车轮定位的关系
➢ 外倾角引起的侧滑——向 内滑动
➢ 前束引起的侧滑——向外 滑动
垂直载荷过 大时，轮胎与 地面接触区的 压力分布不均 匀，使 k反而有 所减小。
17
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
18
（3）轮胎气压高，k大
19
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
20
（5）路面干湿状态
21
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
➢ 转向盘最大自由转动量的测量一般采用转向力— 角位移仪器来测量。
49
二、车辆的最小转弯直径和内外轮转角
➢ 车辆转向时，从瞬时转向中心到 前外轮轮辙中心线的距离即为转 弯半径。
➢ 二倍的转弯半径即为转弯直径， 最小转弯直径不得大于24m。
➢ 无离心力时，存在不侧滑最 大角。
V0maxV0max gR
gBR 2hg
B
2 hg
45
3、汽车侧向稳定性系数
➢ 从安全角度，侧滑发生在侧翻前 ➢ 侧向稳定系数 ➢ 尽量降低汽车重心高度
46
表5-4 几种汽车侧翻阈值的范围
车辆类型 跑车 微型轿车 豪华轿车 轻型客货两用车 客货两用车 中型货车 重型货车
52
4.4 转向轮侧滑的检测
53
复习汽车构造的知识
54
55
56
前轮前束：脚尖向内，所谓“内八字脚”的意思，指的是左右前轮分别 向内。采用这种结构目的是修正上述前轮外倾角引起的车轮向外侧转动。57
58
一、侧滑量与车轮定位的关系
➢ 外倾角引起的侧滑——向 内滑动
➢ 前束引起的侧滑——向外 滑动
垂直载荷过 大时，轮胎与 地面接触区的 压力分布不均 匀，使 k反而有 所减小。
17
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
18
（3）轮胎气压高，k大
19
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
20
（5）路面干湿状态
21
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
第五章 汽车操纵稳定性
地响应驾驶者转向指令的能力；而稳定性是指汽车抵抗外界干扰而保持稳定 行驶的能力，或汽车受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力。通常，汽车 操纵性和稳定性两者关系密切，若汽车操纵性变坏，则汽车容易产生侧滑、 翻车而失去稳定性；而汽车稳定性变坏，则汽车又难以操纵直接影响操纵 性。实际上两者难以截然分开，因此，常统称为汽车的操纵稳定性。
在空载、静态状态下，向左侧和右侧倾斜最大侧倾稳定角，双 层客车不允许小于28°；总质量为车辆整备质量的1.2以下的 车辆不允许小于30°；卧铺客车不允许小于32°。
在国外，有的国家对轿车的抗侧翻能力，规定了检验的高 标准和低要求。高标准是指在平坦的水泥或沥青路面的场地 上，以任意的行驶速度和转向组合操纵，都不得翻车。低要求 是：在平坦坚实的场地上，以50km/h和80km/h的车速行驶，以 500度/秒的角速度把转向盘转过180°，不得翻车；在平坦的 水泥或沥青路面的场地上，成一直线布置11根标杆，间距为 30m，汽车以72km/h的车速绕杆行驶，不得翻车。
L 1 F Y 1 L 2 F Y 2 I z Z
V
1
u1
对质心取矩
u
FY1
x
L1
, L1z
u
u
1
(
)
L1z
u
Z
2
y
2
L2z
u
L2z
u
2
V
u2
u
FY 2
L2
L1
L
1 u1
FY1
x
F Y 1 k 11 F Y 2 k 22
运动微分方程
kL11k111
k22 m(uz L2k22 Izz
不侧滑的最高车速
设汽车在弯道行驶时，不发生侧向滑移的最高车速为V max
在空载、静态状态下，向左侧和右侧倾斜最大侧倾稳定角，双 层客车不允许小于28°；总质量为车辆整备质量的1.2以下的 车辆不允许小于30°；卧铺客车不允许小于32°。
在国外，有的国家对轿车的抗侧翻能力，规定了检验的高 标准和低要求。高标准是指在平坦的水泥或沥青路面的场地 上，以任意的行驶速度和转向组合操纵，都不得翻车。低要求 是：在平坦坚实的场地上，以50km/h和80km/h的车速行驶，以 500度/秒的角速度把转向盘转过180°，不得翻车；在平坦的 水泥或沥青路面的场地上，成一直线布置11根标杆，间距为 30m，汽车以72km/h的车速绕杆行驶，不得翻车。
L 1 F Y 1 L 2 F Y 2 I z Z
V
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对质心取矩
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u
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L2z
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V
u2
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FY 2
L2
L1
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FY1
x
F Y 1 k 11 F Y 2 k 22
运动微分方程
kL11k111
k22 m(uz L2k22 Izz
不侧滑的最高车速
设汽车在弯道行驶时，不发生侧向滑移的最高车速为V max
第六章-汽车操纵稳定性
影响稳态响应特性的因素(3)
K
Lm2 (
b k1a k2)轮胎结构的影响子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。扁平 比（=轮胎高度H/宽度B）小的轮胎侧偏刚 度大。
前轮侧偏刚度增大,则不足转向减小。 后轮侧偏刚度增大，则不足转向增加。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
悬架角刚度对稳态特性的影响
增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚 度,会增加汽车不足转向。
K—稳定性因数（s2/m2）； — 横摆角速度； u—车速；δ —前轮转角； m—汽车质量；L —轴距； a，b — 汽车质心到前后轴的距离； k1，k2 — 前后轮侧偏刚度。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
（二）稳态响应的三种类型
1、汽车中性转向
u/L 1Ku2
K=0时 ,汽车稳态响应为中性转向。这时，
u/L
u L/
即转向半径 RL/，但这是在汽车无侧偏时的结果。理由见
汽车理论P120。因此，中性转向汽车加速时，转向半径不变。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2、汽车不足转向
K>0称为不足转向。不足转向汽车加速时,和中性转向时比， 根据
的不足转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
三种稳态响应
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车稳态横摆角速度增益曲线
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
影响稳态响应特性的因素(1)
K
Lm2 (
b k1
a k2
)
汽车质心位置的影响
根据上式,质心靠后，a增大，b减小，K减小 （k1， k2 为负），故不足转向减小。
K
Lm2 (
b k1a k2)轮胎结构的影响子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。扁平 比（=轮胎高度H/宽度B）小的轮胎侧偏刚 度大。
前轮侧偏刚度增大,则不足转向减小。 后轮侧偏刚度增大，则不足转向增加。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
悬架角刚度对稳态特性的影响
增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚 度,会增加汽车不足转向。
K—稳定性因数（s2/m2）； — 横摆角速度； u—车速；δ —前轮转角； m—汽车质量；L —轴距； a，b — 汽车质心到前后轴的距离； k1，k2 — 前后轮侧偏刚度。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
（二）稳态响应的三种类型
1、汽车中性转向
u/L 1Ku2
K=0时 ,汽车稳态响应为中性转向。这时，
u/L
u L/
即转向半径 RL/，但这是在汽车无侧偏时的结果。理由见
汽车理论P120。因此，中性转向汽车加速时，转向半径不变。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
2、汽车不足转向
K>0称为不足转向。不足转向汽车加速时,和中性转向时比， 根据
的不足转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
三种稳态响应
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
汽车稳态横摆角速度增益曲线
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
影响稳态响应特性的因素(1)
K
Lm2 (
b k1
a k2
)
汽车质心位置的影响
根据上式,质心靠后，a增大，b减小，K减小 （k1， k2 为负），故不足转向减小。
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ｋｉｎｇｐｉｎ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ
ｔｏｅ ｈａｓ ａ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
构出现故障会使汽车失去控制，造成交通事故。常见的故
障有：转向拉杆球头销装配不适（过紧或松旷），转向节
主销与衬套配合不符合标准，转向节止推轴承间隙不符合
标准；间隙过大会导致汽车中速摆头，而配合过紧或缺油 会使汽车转向沉重。
■３悬架系统与操纵稳定性
３－１悬架系统作用 汽车悬架是汽车重要的组成部分，它是连接车轮与车 架的弹性传力装置。不仅承受作用在车轮和车体之间的力， 还可以吸收与缓和汽车在不平的路面上行驶时，所产生的
架（或车身）有确定的相对运动规律。 ３．３悬架系统对操纵稳定性的影响 悬架的作用是把车架与汽车前后桥连接在一起，并使 车轮在行驶中所承受的冲击力不直接到车架，以免引起车
系统不易控制。造成转向沉重的原因是：转向器缺油；转
向轴因弯曲或轴管瘪而互相碰擦；转向摇臂轴与衬套配合 间隙过小；蜗杆与滚轮传动副啮合间隙过小；转向器蜗杆 上下轴承调整过紧或轴承损坏。 （２）转向传动机构的影响 转向传动机构是将转向器传来的力经该机构传向车 轮，并使左右转向轮同时朝一个方向偏转一个角度，以保
１１２
万方数据
纵向轴线之间的夹角称为前束角，如图４所示。轮 胎中心线前端向内收束的角度为正前束角，反之为
前束值误差过大的危害：
（１）加大了轮胎的侧滑量。跑长途时爆胎大都是由
于前束值超差过多所致。汽车过侧滑板时侧渭量过大是 由于前轮前束和前轮外倾角不合适造成的，而最常见的
负前束角。总前束值等于两个车轮的前束值之和， 即两个车轮轴线之间的夹角。
由于种种非人为因素造成转向轮产生转向时，这种转向力
必须大于主销后倾角带来的侧向反作用力，车轮才能真正
实现偏转，迫使转向轮发生偏转的外力消失后，侧向反作 用力就可以帮助车轮自动回正，这个侧向反作用力就是主
销后倾角产生的回正力矩。侧向反作用力矩的大小取决于 主销后倾角轴线的延长线与轮胎和地面实际接触点的距 离，以及行车的速度。主销后倾角越大，车速越高，转向 轮自动回正的力矩也就越大。 按照国内传统的汽车理论，主销后倾角越大，行驶中 产生的离心力就越大，防止车轮发生偏转的反向推力就越 大，所以主销后倾角越大，汽车直线行驶的稳定性就越好。 但是主销后倾角越大，汽车转向时所需克服的反向推力也 就越大，转向就越重，所以主销后倾角一般不超过３。。
转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构，主要
有转向盘、转向轴、转向柱等组成。转向器是将转向盘转 动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转 向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或 车身上，转向时，操纵力通过转向器后一般还会改变传动 方向。从转向盘到转向传动轴这一系列的零件和部件，均
新型汽车必须做四轮定位就是因为它们增加了后轮 外倾角和后轮前束的设计，这其中重要目的之一就是减 少后轮的侧滑。正确的前束值是减少侧滑、延长车轮寿 命的有效方法之一。那些在胎冠和胎侧交角处出现锯齿 形磨损，就是典型的前束值超差过多所致。外侧胎肩处 产生锯齿形磨损说明前束值过大；内侧胎肩处产生锯齿 形磨损说明出现了严重的反前束。无论是侧滑摩擦生热
属于转向传动机构。
（１）转向器的影响 汽车行驶时，驾驶员对汽车行驶方向的改变是通过操
纵方向盘来实现的，转向盘的性能直接影响汽车的操纵『生。
转向器常见的故障有游隙过大和转向沉重。转向器游隙过 大会造成前轮摆头现象。转向器游隙过大的原因是：转向
１１０
万方数据
器蜗杆轴上下轴承间隙过大；摆臂轴上的双销与蜗杆啮合 间隙过大：转向垂臂轴紧固螺栓松动。转向沉重会使操纵
此汽车急转弯后，手一松方向盘，车轮就能自动回正。 ４．３转向轮外倾角ａ 转向轮安装时并非垂直于路面，车轮中心平面与铅 垂线的夹角称为外倾角，如图３所示。 作用及原理：转向轮外倾可使主销偏移距进一步减 小，因而具有使转向轻便的作用。同时，可使转向轮适 应路面拱形，防止轮胎表面内外磨损不匀。此外，还能 防止车桥承受强荷变形时出现车轮内倾，减小轴端小轴 承及轮鞍紧固螺母的负荷，以延长其使用寿命。
主销内倾角能帮助转向轮自动回正。前轮是围绕主
销旋转的，而主销是向内倾斜的。
主销内倾使转向节距地面高度降低，距地面更近， 重力作用使车辆高度被降低，转向轮在转向时沿着倾斜 的主销作弧线运动，就和围绕歪斜的门轴做弧线运动一 样，随着转向角和主销内倾角加大，轮胎外侧逐步加大 路面的压力。汽车在柏油、水泥路面上行驶时，地面比 轮胎更为坚硬，轮胎不可能陷入地下。于是，转向时轮
身的剧烈震动而加速机件的损坏。减振器的作用是当钢板
弹簧变形时，能迅速消减其震动，使汽车平稳行驶。如果
悬架出现故障，如钢板弹簧刚度不一，减震器失效，则会 出现前轮摆头或行驶跑偏，严重影响操纵稳定陧。
证实现汽车转向。转向传动机构由转向垂臂、转向纵拉杆、
转向节臂、梯形臂、转向横拉杆及球头销等组成。传动机
■４前轮定位参数与操纵稳定性
行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车抵抗干扰而保持稳定行
驶的能力。
■２汽车转向系统与操纵稳定性
２．１汽车转向系统的作用 汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为转 向系。汽车在行驶过程中经常需要改变行驶方向（即转向） 时，驾驶员通过汽车转向系使汽车转向桥（一般是前桥） 上的车轮｛转向轮）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。另
Ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ＺＨＡＮＧ Ｇｕ ｙｕ
（加ｓ抛据ｏｆｍｉｌｉｔａｒｙ ｔｒａｆｆｉｃ『门Ｔｈｅ
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｐｅｏｐｌｅ‘Ｓ Ｌ『ｂｅｍｔｉｏｎ Ａｒｍｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６１，ＣｈＯＴａ）
车轮定位有主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和 前束四个几何结构参数，在汽车行驶中起着重要作用。 ４．１主销后倾角Ｙ 图ｌ所示，转向节主销轴线或假想的主销轴线（某些 独立悬架的汽车无实际主销）在纵向平面内向后倾斜，与 铅垂线所形成的夹角称为主销后倾角。主销后倾角的作用 在于当转向轮受外力影响偏离直线行驶方向时，形成稳定
与车桥（或车轮）的结构，除了传递作用力外，还能够
使车架（或车身）随车轮按照一定的轨迹运动。传力装 置是指车架的上、下摆臂等叉形钢架、转向节等元件， 用来传递纵向力、侧向力及力矩，并保证车轮相对于车
万方数据
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汽车转弯时转向轮便产生了离心力，这种离心力引起地面
对转向轮的侧向反作用力作用在轮胎与地面的实际接触点 上。汽车在转向时，不仅要克服轮胎与地面的摩擦阻力， 同时也要克服这一侧向反作用力。同样汽车在行驶过程中
试论汽车构造与操纵稳定性的关系
张谷雨
（中国人民解放军军事交通学院，天津３００１６１，中国） 摘要：随着汽车的普及，人们对汽车的要求越来越高，在获得良好的动力性和经济性的同时，还要求具有良好的操纵稳定性。 在汽车操纵稳定性的研究中，前轮外倾、主销后倾、主销内倾、前轮前束的变化趋势，对汽车的稳定性有重要影响。 关键词：汽车；操纵稳定性
移，于是设计了前轮前束，给车轮一个向内滚动的
趋势，与车轮外倾造成向外滚开的趋势相抵消，达
到直线行驶的目的。前轮前束必须和前轮外倾角相
匹配，前轮外倾角越大，前束值就越大。 ４．５车轮定位参数对操纵稳定性的影响
造成的爆胎，还是软橡胶和硬地面反复摩擦造成的锯齿 形磨损，出现这些故障的车轮的前束值误差都在１５ｍｍ
这时适当降低主销后倾角即可排除故障。 ４．２主销内倾角１３
图２所示，转向节主销轴线或假想的主销轴线在横向
平面内向内倾斜，与铅垂线所形成的夹角称为主销内倾角。 主销内倾角亦有使车轮自动回正的作用，同时可使转向轻 便。
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图３转向轮外倾角ａ
图４转向轮束
４．４前束 从汽车的正上方向下看，由轮胎的中心线与汽车的
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖｅｈｉｃｌｅ；ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
■１操纵稳定性概述
通常认为汽车的操纵稳定包含两个互相联系的部分，
在不能过分地降低汽车的行驶车速或造成驾驶员过分紧张
外，当汽车直线行驶时，转向轮往往会受到路面侧向干扰 力的作用而自动偏转，改变了汽车原来的行驶方向。此时， 驾驶员可以通过汽车的转向系统使转向轮向相反的方向偏 转，恢复汽车原来的行驶方向。 ２．２汽车转向系统的组成 尽管现代汽车中转向系的结构形式多种多样，但都包 括转向操纵机构、转向器（齿轮齿条式、循环球式、蜗杆 曲柄指销式）和转向传动机构三个基本组成部分。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ，ｐｅｏｐｌｅ ｈａｖｅ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｂｕｔ
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ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ
ｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｉｎｇ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｏｎ
此外，主销后倾角对转向轮的摆振也起到很好的阻尼作用。 但过多地加大主销后倾角也会影加大主销后倾角，在高
速行驶中会出现转向发飘，左右牵引的故障。哲学上讲凡
事都有度，量变多了就会发生质变。主销后倾角过大，转
向盘回正过快、过猛，超过了回正范围，到了另一侧继续 回正，如此反复就形成了高速行驶中转向发飘、左右牵引，
胎外侧给地面一个压力，地面就给它一个反作用力，在
地面反作用力下，转向轮连同它所承载的汽车前部都要