汽车的侧偏及转向特性
汽车理论
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
1、轮胎垂直载荷对侧偏特性的影响
垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小 。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
2、轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响
汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的 离心力为
式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂 重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为
式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩
从图中有
式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第一节 概述
二、车辆坐标系
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系
二、轮胎的侧偏现象
▪ 1、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反 力称为侧偏力。侧偏力因 转向、路面倾斜、风力等 引起。转向引起的侧偏力 总是指向汽车转弯的内侧 。
第二节 轮胎的侧偏特性 3、轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系 。这时，
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、汽车中性转向
K=0时 ，5-11)式变为：
即转向半径
，因此，汽车K=0时只要前轮转角不变
，不同速度下对应的转向半径就不变，它总是等于汽车在极
低速行驶时（无侧偏角）的转向半径。因此K=0时汽车稳态
响应为中性转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系
计及侧偏特性的转向系统分析和优化
ｃ ｎ ｒ ｓ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｓ ｍ ｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｈ ｒ ｏ ｆｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｈ ｅ ｕ ｌｓｔ ａ ｉ ｎ Ｆ ｎ ｌ ｏ ｔ ａ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｉ ｔ ｏ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｉ ｔｏ ． ｉ ａｌ ｕ ｙ，ｔ ｅ ｈ
摘
要： 通过 对轮 胎侧偏 理论和轮 胎 受力的研 究， 分析 了在 转 向过 程 中的栽荷 重新 分配
情 况对轮胎侧 偏特 性的影 响和侧偏 角对 车辆 转 向特性 的 影响 ， 用 阿克曼理 论设 计 时应该 在
考虑 前后桥 侧 偏特性 的影 响 ．针 对 国产 ２ ０ｔ ２ 电动轮 自卸 车转 向 系统 进行 了优化 ， 决 了 解
ｗｅｅａ ａｙ ｅ ．Ｓ ｍｅａ ｊ ｓｍｅ ｔ ｒ ｄ ｏ Ａｃ ｅ ｍａ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅａ ｔ ａ ｉｕ ｔ ｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｚｄ ｏ ｄ ｕ ｔ ｎ ｓｗｅ ｅｍａ ｅｔ ｋ ｒ ｎ ｈ ｏ ｙ ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｃｕ ｌｓｔ ａ ｉ ｏ ｎ ｈ
ｉ ｐ ｏ ｅｔ ｅｖ ｈｃｅｓｅ ｒｎ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ｉｌ ｔ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｐ ｒｏ ｍａ ｃ ． ｍ ｒ ｖ ｈ ｅ ｉｌ ｔｅ ｉｇ ｓ ｓｅ ａ ｄｖ ｈｃｅｍｏ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｓｃ
汽车理论(第五版)名词解释汇总
汽车理论（第五版）名词解释汇总1、等速百公里油耗：汽车在一定的载荷下,以最高档位在水平良好路面等速行驶100KM所消耗燃油量。
2、滑水现象:在某一车速下,在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷,轮胎将完全漂浮于水面上与路面毫无接触3、驱动力F t：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩T t，驱动轮在T t的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力F t即为驱动力。
4、汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
5、发动机的转速特性：发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
P36、使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。
7、自由半径：车轮处于无载时的半径。
8、静力半径r s：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
9、滚动半径r r：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
10、~11、驱动力图：P712、轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
13、驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
14、空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
15、压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。
16、内循环阻力：满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。
17、诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。
18、空气升力：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。
19、摩擦阻力：由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。
汽车理论(第五版)名词解释汇总
汽车理论（第五版）名词解释汇总1、等速百公里油耗：汽车在一定的载荷下,以最高档位在水平良好路面等速行驶100KM所消耗燃油量。
2、滑水现象:在某一车速下,在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷,轮胎将完全漂浮于水面上与路面毫无接触3、驱动力F t：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩T t，驱动轮在T t的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力F t即为驱动力。
4、汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
5、发动机的转速特性：发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
P36、使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。
7、自由半径：车轮处于无载时的半径。
8、静力半径r s：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
9、滚动半径r r：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
10、驱动力图：P711、轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
12、驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
13、空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
14、压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。
15、内循环阻力：满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。
16、诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。
17、空气升力：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。
18、摩擦阻力：由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。
汽车的轴转向效应-概述说明以及解释
汽车的轴转向效应-概述说明以及解释1.引言1.1 概述汽车的轴转向效应是指在汽车行驶过程中，由于前后轮胎与地面之间的角度差异和力的分配不均匀，导致车辆在转弯时产生的一种现象。
这种效应会对汽车的操控性能、驾驶安全以及悬架系统的设计产生重要影响。
在汽车行驶过程中，前后轮胎的转向角度会因为车辆转弯而不同，前轮通常会形成一个较大的转向角度，而后轮则会形成一个相对较小的转向角度。
这是因为在转弯的过程中，车辆必须具备前轮导向和后轮驱动两个基本条件，才能保持稳定的行驶状态。
这种轴转向效应会对汽车的行驶产生直接的影响。
首先，它会影响车辆的操控性能。
由于前后轮的转向角度差异，车辆在转弯时会产生一定的侧滑现象，导致驾驶员在操控方向盘时需要更多的力量来保持车辆的稳定。
其次，轴转向效应还会对车辆的转向性能产生影响。
由于转向角度的不同，前后轮在转向时产生的相对力量也会不同，这可能导致车辆转向的不均衡，甚至产生不稳定的状况。
此外，轴转向效应还会对车辆的驾驶安全产生重要的影响。
不正确的轴转向会导致车辆的稳定性下降，增加侧滑和失控的风险，尤其是在高速行驶或紧急转弯时。
因此，汽车制造商和悬架系统设计师需要充分了解和考虑轴转向效应，以提高车辆的操控性和驾驶安全。
总而言之，汽车的轴转向效应是一项重要的研究课题，对于汽车的操控性能、驾驶安全以及悬架系统的设计具有重要意义。
了解和应用轴转向效应的原理和影响，对改善汽车的操控性能和驾驶安全具有重要的意义。
对于未来发展，我们可以进一步研究和探索轴转向效应的机理，并结合新的技术和材料，不断提升汽车的驾驶性能和安全性。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行阐述：文章结构部分旨在介绍本文的整体框架和内容安排，以帮助读者更好地理解文章的组织和逻辑。
首先，本文将分为三个主要部分，即引言、正文和结论。
在引言部分，将通过概述、文章结构和目的，引导读者对本文的主题有一个整体的认识。
一开始将简要概述轴转向效应的背景和重要性，接着介绍文章的结构和内容安排，最后明确本文的目的，即探讨轴转向效应对汽车行驶的影响。
汽车理论重要知识点整理
有利于增加不足转向的知识点：1、前悬架侧倾刚度大，轮胎侧偏角大，则前轮左右变动量大，有利于增大不足转向2、在侧向力作用下，若汽车前轴左右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于增加不足转向量3、前驱汽车侧偏角随驱动力的增大而增大，有利于增加不足转向4、前轴双横臂独立悬架后轴单横臂独立悬架，有利于增加不足转向5、通过调整轿车后轮前束角，可以达到趋于增加不足转向量的效果，提高汽车的操纵稳定性。
一般应使车厢侧倾时外侧后轮的前束增大，内测后轮的前束减小。
6、回正力矩使前轴趋于增加不足转向，后轴趋于减少不足转向。
由于前轴杆件和连接铰链比较多，汽车回正力矩的总效果一般趋向不足转向。
7、前轮气压减小，后轮气压增大；前轴加装横向稳定杆；采用前轮驱动；合理利用变形转向，如采用后轮随动转向；合理利用侧倾转向。
空载和满载对各种性能的影响！常见的简答题1、什么叫汽车的动力性？汽车动力性的评价指标是什么？并解释各指标含义。
2、受力分析中会出现驱动力和滚动阻力吗？为什么？3、什么是汽车旋转质量换算系数？δ 与什么有关？汽车旋转质量换算系数与传动系传动比的关系如何？为什么4、用驱动力—行驶阻力平衡图可以分析出汽车动力性的3 个评价指标，为什么还要提出动力特性图？5、哪些情况汽车的附着率较大？（想一下原因）6、空载和满载对汽车动力性的影响。
7、影响汽车动力性的因素有哪些？8、简要叙述汽车的燃油经济性评价方法有哪些？评价指标又是什么？9、最低燃油消耗率曲线在无级变速器的控制中有何作用？10、挡位数的多少，对汽车动力性和燃油经济性有什么影响？11、什么是发动机最小燃油消耗特性?12、达到动力性的最佳换挡时间是什么？达到燃油经济性的最佳换挡时间又是什么？二者有何不同?13、影响汽车燃油经济性的因素有哪些？并分别从使用方面和结构方面提出一些提高燃油经济性的措施14、说明具有燃油经济性无级变速器的工作原理。
15、什么是混合动力汽车？分析混合动力电动汽车的节油原理16、汽车发动机功率的选择方法？17、什么是汽车传动系最小传动比？如何选择传动系的最小传动比?18、试分析主传动比的大小对汽车后备功率的影响？19、为什么说汽车变速器挡位的多少，挡位的高低，传动比的大小对汽车的动力性和燃油经济性影响很大？20、C 曲线并分析C 曲线的用途。
转向特性的几个等价评价指标及习题解答
ω r δ
s
ω δ
r
=
s
u / L 1 + k ⋅ u
2
∴
ωr δ
)
s
| u = u ch =
1 2
(
u ch L
)
而中性转向时， 而中性转向时，当 u = u ch 时，
∴
ωr δ s u =uch
)|
=( )
u ch L
所以， 所以，
∴
ωr k =0 δ s u =u ch
)|
转弯半径之比R/R0: 转弯半径之比
♦ 推导汽车的转弯半径之比
R/R0与稳定性因数 的关系： 与稳定性因数k的关系 的关系： R0为车速很低且方向盘转 角保持不变时汽车的转向半径， 角保持不变时汽车的转向半径， 此时， 因满足条件： 此时， 因满足条件： 车速很低； 车速很低； 侧向加速度a 较小； 侧向加速度 y较小； 轮胎侧偏角接近零； 轮胎侧偏角接近零；
∴ | α1 | − | α 2 |= | a y | ⋅L ⋅ k
工程上，常用前/ 工程上，常用前/后轮侧偏角之差表示汽车 稳态响应。 稳态响应。 可见，汽车的三种转向特性： 可见，汽车的三种转向特性：
– 当k>0时，| α 1|-| α 2 |>0, 汽车为不足转向； 汽车为不足转向； 时 – 当k=0时，| α 1|-| α 2 |=0, 汽车为中性转向； 汽车为中性转向； 时 – 当k<0时，| α 1|-| α 2 |<0, 汽车为过多转向； 时 汽车为过多转向；
=2
( )| )
ωr k >0 δ s u =uch
临界车速求解
解答： 解答： ω u r = L 2 可知， 可知， 由 δ s 1 + ku ωr 必须1+ku2 要使 → ∞ 必须 δ s
4-1 汽车的转向特征(二)
4-1 汽车的转向特征（二）导入新课：为是汽车转向时所有轮胎都保持纯滚动，减小轮胎磨损和提高汽车行驶的稳定性，汽车所有轮胎必须在同一瞬时围绕转向中心做曲线运动。
进行新课：一、稳态专项特性汽车操纵稳定性的重要特性“稳态转向特性”有中性转向特性、过度转向特性、不足转向特性。
二、中性转向特性当汽车以一定的车速转弯行驶，转向盘的转角保持不变时，汽车行驶的圆周半径也是不变的。
这时，如果让汽车逐渐加速，将会出现几种特性：有的会偏离圆周运动轨迹，向内、外跑偏，有的会保持原来的圆周运动轨迹，不跑偏。
转向加速时仍保持原有圆周运动轨迹的转向特性，叫做中性转向。
中性转向特性的汽车在本身和外界条件变化时（例如在后面装载的行李重），就容易转变为过多转向，难以操纵。
三、过多转向特性转向加速时向内跑偏，减小圆周运动半径的转向特性，叫做过多转向，或过度转向。
过多转向的原因是，后轮胎的侧偏角大于前轮胎的侧偏角，后轮按前轮行进的方向先滑动，所以转弯半径变小。
有过多转向特性的汽车，操纵稳定性不好。
这是因为，在汽车直线行驶时，受到侧向力后，车轮发生侧偏，但由于前轮的侧偏角小，汽车将向侧向力的反方向转弯，同时产生一个与侧向力同向的离心力，加重侧偏。
即使侧向力消失，离心力仍将使车轮侧偏，转向半径继续减小，只有将转向盘向侧偏方向转过某个角度，汽车才能恢复原方向行驶。
当车速较高时，还可能发生转向半径急剧减小的“激转”现象，汽车完全失去操纵而导致严重事故。
因此，这种汽车很难操纵，只有一些运动轿车才具有过多转向特性。
四、不足转向转向加速时向外跑偏，加大圆周运动半径的转向特性，叫做不足转向。
不足转向的原因是，后轮胎的侧偏角小于前轮胎的侧偏角，后轮按前轮行进的方向后滑动，所以转弯半径变大。
有适度不足转向的汽车，具有良好的操纵稳定性。
这是因为，在汽车直线行驶时，受到侧向力后，车轮发生侧偏，但由于前轮的侧偏角大，汽车将向侧向力的方向转弯，同时产生一个与侧向力反向的离心力，减轻侧偏。
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课程名称汽车使用性能与检测授课班级课题汽车的侧偏及转向特性授课日期
授课方法讲授法
练习法
授课时间4X45分钟组长审批
教学目的：了解影响车轮侧偏的因素；分析该因素。
教材重点：影响车轮侧偏的因素；并进行分析。
教学难点：分析影响车轮侧偏的因素。
教学仪器：
教学过程：
任务引入：
汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时汽车会沿直线行驶，有时汽车会沿曲线行驶（如弯路）。
在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。
此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。
对不对？这些都要求汽车有操纵上的稳定，因此今天我们通过分析影响汽车操纵稳定性各方面的因素，掌握他们的检测方法
任务分析：
一辆操纵性能良好的汽车必须要具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。
（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。
操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。
如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性是指在驾驶者不会感到过分紧张和疲劳的情况下，汽车抵抗外界各种干扰并按驾驶者通过转向控制机构所给方向稳定行驶的能力。
通过认识侧偏及转向特性现象，分析侧偏及转向特性的实质，找出影响侧偏及转向特性的主要因素并加以运用。
相关知识：
一、轮胎的侧偏现象
侧偏力FY：地面作用于车轮的侧向反作用力。
如果车轮是刚性的，在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力。
当侧向力不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δu，车轮便沿某一合成速度u′方向行驶，偏离了原行驶方向
当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向，这就是轮胎的侧偏现象。
下面讨论具有侧向弹性车轮，在垂直载荷为的条件下，受到侧向力作用后的两种情况：
（1）车轮静止不动时由于车轮有侧向弹性，轮胎发生侧向变形，轮胎与地面接触印迹长轴线与车轮平面不重合，错开Δh，但仍平行于，如图4.2a所示。
（2）车轮滚动时接触印迹的长轴线，不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行。
图5.5b示出车
轮的滚动过程中，车轮平面上点Al、A2、A3、…依次落在地面上，形成点、、…，点、、的连线与的夹角，即为侧偏角。
车轮就是沿着方向滚动的。
显然，侧偏角的数值是与侧向力有关的。
任务实施：
影响轮胎侧偏特性的因素分析：
一、轮胎的型式和结构参数对轮胎侧偏特性有显著影响
尺寸较大的轮胎，侧偏刚度一般较大。
尺寸相同的子午线轮胎和斜交轮胎相比，子午线轮胎具有较大的侧偏刚度。
同一型号、同一尺寸的轮胎，帘布层越多、帘线与车轮平面的夹角越小、气压越高、侧偏刚度越大。
另外，轮辋的型式对侧偏刚度亦有影响。
装有宽轮辋的轮胎，侧偏刚度较大。
二、影响转向特性的因素分析
汽车的“等速圆周行驶”稳态响应，是评价汽车操纵稳
定性的重要特性之一，称为汽车的“稳态转向特性”。
汽车的稳态转向特性分成三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。
在圆周行驶时，驾驶员使转向盘保持一个固定的转角，令汽车以不同固定车速行驶，若行驶车速高时，汽车的转向半径R增大，这种汽车具有不足转向的特性。
若汽车的转向半径R不变，这种汽车具有中性转向的特性。
若转向半径愈来愈小，则具有过多转向的特性。
只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。
汽车不能具有过多转向特性。
具有中性转向特性的汽车也不好，因为汽车本身或外界使用条件的某些变化，中性转向特性的汽车通常会转变为过多转向特性而失去稳定。
人们已经习惯于驾驶具有不足转向特性的汽车，知道如何通过转向机构使汽车遵循期望的路径行驶汽车的稳态转向特性: 分成三种类型_——不足转向、中性转向和过多转向。
只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。
汽车的稳态转向特性分析：，式中G1，G2——前后轴的垂直载荷；K——稳定性因数。
当K=0时，。
即稳态横摆角速度增益与车速u成线性关系。
具有这种特性的汽车，称为中性转向汽车。
这个关系就是汽车轮胎无侧偏角时的转向关系。
当K＞0时，横摆角速度增益比中性转向时小，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度ω要小些。
具有这样特性的汽车，称为不足转向汽车。
K值越大，不足转向量越大。
当K＜0时，横摆角速度增益比中性转向时大，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度要大。
具有这样特性的汽车，称为过多转向汽车。
K值越小，过多转向量越大。
用前后轴侧偏角差来表征汽车稳态转向特性：
即当K=0时，汽车为中性转向，
K＞0时，汽车为不足转向，＞0
K＜0时，汽车为过多转向，＜0
用转向半径比值表征汽车稳态转向特性：
当K=0时，=1，汽车为中性转向。
转向半径不随车速变化，始终等于。
K＞0时，＞1，汽车为不足转向。
转向半径总大于，且随车速的增加而加大。
K＜0时，＜1，汽车为过多转向。
转向半径总小于，且随车速的增加而减小。