军用汽车理论-课件 DEC_05_ 操纵稳定性_05侧翻与侧滑

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汽车理论课件第五章

汽车理论课件第五章
➢ 车轮旋转轴线在地平面上的投影 线为Y轴,以向左为正方向。
X轴和Y轴的交点就是坐标系原点O。 ➢ Z轴过原点O,垂直于地平面,以
向上为正方向。
正方向标示、而非
注意:
“受力实况”P164
• 由于车轮有外倾角γ(或上下跳动),车轮平面不一定垂直于地面;
• 由于轮胎有侧偏角α,X轴未必指向车轮速度方向。
• 钢丝子午线轮胎比尼龙子午线轮胎的侧偏刚度还要大些。
➢ 相同种类的轮胎,尺寸较大的轮胎具有较高的侧偏刚度。 ➢ 降低高宽比(扁平率),轮胎的侧偏刚度会显著提高。如图5-12
高宽比—轮胎断面高与轮胎断面宽之比,即H/B 。
解读轮胎规格:
• 降低高宽比还可以提高轮胎与地面的附着能力, 车辆的驱动、制动和极限转向能力会得到提高。 “追求高性能的运动型轿车”P174
➢ 在同一FZ作用下, FX和FY之间服从附 着椭圆关系。
➢ 由A到B,对应滑动率s的增大, FX和 FY的变动规律符合第四章的结论。
汽车理论 吉林大学汽车工程学院
17
§5-2 轮胎的侧偏现象与侧偏特性
6.行驶速度
➢ 在正常车速范围内时,速度的变 化对轮胎侧偏特性的影响很小。
➢ 车速很高时,侧偏刚度随着车速 的升高而下降,尤其是侧偏角较 大时。 这并不是行驶速度本身造成的,
L
P165
汽车理论 吉林大学汽车工程学院
6
§5-1 概述
上述 “理想刚性”条件,有些是不符合实际的。汽车系统存在
一些实际特性,使得:

① 各车轮的实际指向(即轮胎坐标 系的X轴)并不总是与各自的 “名义指向”完全重合;
② 各车轮的实际行驶方向也并不一 定沿着其轮胎坐标系的X轴方向。

汽车理论课件汽车的操纵稳定性与悬架的关系概要

汽车理论课件汽车的操纵稳定性与悬架的关系概要

回正力矩变形转向角δa
a
1100Na
T
T
— 回正力矩变形转向系数;N a — 回正力矩系数。
汽车理论课件汽车的操纵稳定性与
38
悬架的关系概要
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。
汽车理论课件汽车的操纵稳定性与
39
悬架的关系概要
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
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
➢工字形车架代表车厢,悬 挂质量为Ms。
➢工字形车架分别通过前、 后悬架的侧倾中心m01和m02 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。
汽车理论课件汽车的操纵稳定性与 悬架的关系概要
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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。
32
悬架的关系概要
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
后悬架的侧倾转向对稳态转向特性的影响
汽车理论课件汽车的操纵稳定性与
33
悬架的关系概要
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
汽车理论课件汽车的操纵稳定性与
34
悬架的关系概要
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系

汽车理论---第五章汽车操纵稳定性pt(1)分析解析

汽车理论---第五章汽车操纵稳定性pt(1)分析解析
ΔF Kl 2k s Δs
9
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
Q ks ss
Δss Δst m n
Fa ΔFa
Q ΔQ
Δss
m Δst n
Δss
Δst
Gu 2
FZ n Qm
ks ss m
m FZ ks ss n
m ks st n
悬架总侧倾刚度等于 KΦr
M r M rI M rII M rIII
前、后悬架及横向稳定杆的侧 倾角刚度之和。
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第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
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
工字形车架代表车厢,悬 挂质量为Ms。
地面回到水平位置确 定车厢相对于地面产生侧
倾角Φr时,轮胎外倾
角 ' ' 。
' ' '
26
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
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。
27
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化
纵滑在纵翻之前发生,即:
b max max hg • 统计资料表明,正常装载的汽车,其ψmax值远 超过汽车的爬坡能力,因此不至于发生纵翻 • 但是,如果装载不合理,使汽车的质心过高, 又过分靠后、则有可能发生纵翻。
• 1.汽车在离心力作 用下的侧翻 • 汽车在具有横坡的 弯道上,作等速转向 运动时的受力简图如 图所示。
受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车

汽车理论课件-汽车的操纵稳定性

汽车理论课件-汽车的操纵稳定性

極限側向加速度 極限車速
發生側滑時的 控制能力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
評價參量
回至原來路徑 所需時間
操縱穩定性包含的內容
*
汽車理論
第二十五講
主講教師:楊志華
學時:48
第一節 操縱穩定性概述
二、車輛坐標系與轉向盤角階躍 輸入下的時域回應
1.車輛坐標系
右手系
*
第一節 操縱穩定性概述
2.穩態回應特性
➢汽車直線行駛時,急速轉動轉向盤至某一轉角時,停止轉 動轉向盤並維持此轉角不變,即給汽車以轉向盤角階躍輸入。
*
第一節 操縱穩定性概述
2.橫擺角速度頻率回應特性
轉向盤轉角正弦輸 入下,頻率由0→∞變 化時,汽車橫擺角速 度與轉向盤轉角的振 幅比及相位差的變化 規律。
評價參量
➢共振峰頻率。 ➢共振時振幅比。 ➢相位滯後角。 ➢穩態增益。
操縱穩定性包含的內容
*
第一節 操縱穩定性概述
3.轉向盤中間位置操縱穩定性
*
第一節 操縱穩定性概述
瞬態回應的評價指標
1)時間上的滯後
2)執行上的誤差 (ωr1/ωr0)×100%
稱為超調量
3)橫擺角速度的波動 波動的ω =2π/T , 取
決於汽車的結構參數
4)進入穩態所經歷 的時間σ
*
第一節 操縱穩定性概述
三、操縱穩定性的研究方法
將汽車作為開路控制系統 人—汽車系統作為閉路系統
轉向盤小轉角、低頻 正弦輸入下,汽車高速 行駛時的操縱穩定性。
評價參量
4.回正性
➢轉向靈敏度。 ➢轉向盤力特性。 ➢轉向功靈敏度。
轉向盤力輸入 下的時域回應。
評價參量
➢回正後剩餘橫擺角 速度與剩餘橫擺角。

军用汽车理论-课件-DEC_05_操纵稳定性_05侧翻与侧滑

军用汽车理论-课件-DEC_05_操纵稳定性_05侧翻与侧滑

➢当汽车受到侧向力作用时,外侧轮胎产生弹性变形,从而轮胎接地中心 向内偏移,轮距B减小,使得侧翻阈值又减小约5%。
§5.5 侧翻与侧滑
本节内容结束
Pj Fy 0
图5-32 平面弯道行驶模型
即 m v2 mg 0
R
则侧滑的临界车速为
v Rg
§5.5 侧翻与侧滑
3. 带悬架汽车的准静态侧翻
注意观察,该模 型与刚性汽车模 型有哪些区别?
图5-39 侧倾平面内带悬架的汽车模型
M 0 msayhg ms g B / 2 hg hr FZiB 0
第五节 侧翻与侧滑
§5.5 侧翻与侧滑
1. 车辆静止或匀速直线行驶在侧破上的稳定条件
பைடு நூலகம்
车身位于斜坡上,此时有 tan B
2hg
发生侧翻的条件 tan B
2hg
同时,沿斜坡方向满足 mg sin FY 0 即 FY mg cos , tan 发生侧滑的条件为 tan
如果
B
§5.5 侧翻与侧滑
3. 带悬架汽车的准静态侧翻
Φ
R
ay g
当FZi =0时,侧翻阈值为
RФ—侧倾率( rad / g )。
ay B
1
g 2hg 1 R 1 hr / hg

某轿车hr/hg=0.5、 RΦ=0.1 rad/g
a

y
g
0.95 B 2hg

与刚性汽车相比,阈值减小了5%。
2hg
,则发生侧滑。
如果 B ,则发生侧翻。
2hg
图5-32 侧倾平面内刚性汽车的模型
§5.5 侧翻与侧滑
2. 车辆恒速转弯行驶稳定条件

《汽车理论》教案5-汽车操纵稳定性

《汽车理论》教案5-汽车操纵稳定性

r
s
uL 1 Ku2
2)稳定性因数的概念和表达式
K
m数 K 来判断汽车稳态响应的类型
4)特征车速和临界车速的概念、意义和计算
5)几种表示汽车稳态转向特性的方法
根据汽车稳态转向三种类型的定义,即 R/R0 的关系来判断
根据稳定性因数 K 值来判断
根据前后车轮侧偏角绝对值的差即(α1-α2)来判断
FY k
侧偏现象是本章的重点和难点,应相对多花些时间进行深入细 致的讲解 (3)轮胎结构、工作条件与侧偏特性的关系(15’) 轮胎结构 轮胎气压,垂直载荷 行驶车速 驱动力 路面状况 本章重点内容,强调在后面的分析中将反复用到 (4)回正力矩(20’) 1)回正力矩的概念 2)侧偏现象产生回正力矩的原因分析 小侧向力 大侧向力 更大侧向力 过大侧向力 提出问题:为何有回正力矩存在还有可能造成翻倾事故? (5)有外倾角时轮胎的滚动(15’) 1)外倾侧向力的概念 2)外倾刚度的概念
1. 概述(45’)
(1)汽车操纵稳定性的基本内容(20’) 1)汽车操纵稳定性的定义 2)汽车操纵稳定性包含的内容 播放汽车绕桩试验、紧急变线试验和麋鹿试验视频 3)转向盘角阶跃输入下的时域响应 强调转向盘角阶跃输入下的时域响应是汽车操纵稳定性评价中 的重点内容,是本章研究的核心;提醒学生复习前期课程《汽 车振动基础》中有关时域、频域的内容。 (2)车辆坐标系(20’) 1)车辆坐标系的组成 2)稳态响应三种类型的定义 强调稳态响应是本章的主要研究内容,三种转向类型的定义十 分关键 3)瞬态响应的特点及相关参数 (3)人-汽车闭环系统(5’)
达式
3
《汽车理论 A》教案
Kl
2Kl
2ks
m 2 n

《汽车理论》教案5-汽车操纵稳定性

《汽车理论》教案5-汽车操纵稳定性
《汽车理论 A》教案
《汽车理论 A》教案(章节备课)
章节 教学目的 和要求
教学重点
教学难点
教学进程 (含教学 内容、时间 分配、教学 方法、辅助 手段)
第五章 汽车的操纵稳定性
理论授课时间 14 学时
1. 了解汽车操纵稳定性的评价体系
2. 掌握车辆坐标系和轮胎坐标系的有关术语
3. 掌握轮胎侧偏现象产生的原因和影响侧偏特性的因素
达式
3
《汽车理论 A》教案
Kl
2Kl
2ks
m 2 n
悬架侧倾角刚度的概念和表达式
Kr
1 2
KlB2
1 2
ks
Bm n
2
4)车厢的侧倾角
车厢的侧倾角对操纵稳定性和行驶平顺性的影响
侧倾力矩的三部分的计算与分析
侧倾力矩的计算是本章的难点,强调理解侧倾时车厢的受力分
析 (2)侧倾时垂直载荷在左、右侧车轮上的重新分配及其对稳态 响应的影响(25’) 1)侧倾时垂直载荷在左、右侧车轮上的重新分配分析 2)车轮垂直载荷重新分配对轮胎侧偏刚度和稳态响应的影响 提出实际问题:横向稳定杆起什么作用?为何通常在轿车的前 悬架加装横向稳定杆?
悬架,请问该车的前、后悬架悬架应采用哪种悬架?分析说明其道理。 什么是侧倾转向?为何有些轿车后轮也设计有前束角? 什么是变形转向?为何回正力矩作用的总效果一般是趋向不足转向? 第 7 次课预习思考题 什么是汽车的纵向稳定性?汽车纵向稳定性条件是什么? 什么是汽车的横向稳定性?汽车横向稳定性条件是什么? 什么是侧向稳定性系数?比较各种类型车辆的侧向稳定性系数,及其影响因素
5. 了解汽车操纵稳定性与悬架的关系
6. 掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件

汽车理论课件 第六章 汽车的操纵稳定性

汽车理论课件 第六章 汽车的操纵稳定性

• 操纵性是指汽车能够确切地响应
驾驶员指令的能力。
• 稳定性是指汽车抵抗改变其行驶方向
的各种外界干扰(路面扰动或风扰 动),并保持稳定行驶而不失去控制, 甚至翻车或侧滑的能力。
一 汽车坐标系
• 汽车坐标系及其描述
r横摆角速度( yaw) w垂直速度
p侧倾角速度(roll ) q俯仰角速度( pitch)
汽车理论
Automobile Theory
XXXX大学车辆与动力学院
车辆与动力工程学院
School of Vehicle & Motive Power Engineering
本节课内容提要
本课程的结构、地位和要求; 汽车动力性等六大性能概念;
汽车理论学科发展情况。
车辆与动力工程学院
School of Vehicle & Motive Power Engineering
第二节 汽车转向运动学和动力学
一、无侧偏时的转向运动
cot1
co t 2
OG L
OD L
d L
1 2
2
R0
L
tan
R0
L
二、有侧偏时的转向运动
tan(
1)
AD OD
tan 2
BD OD
R
L
2 1
L R
1
2
三、转向时的受力分析
FY1
mu2 R
b L
cos
1
mu2 R
b L
FY 2
基本要求
• 纪律要求: • 作业:
车辆与动力工程学院
School of Vehicle & Motive Power Engineering
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第一章 绪论 第二章 车轮的力学特性 第三章 驱动与牵引性能 第四章 全轮驱动汽车传动系统参数的选择 第五章 操纵稳定性 第六章 不平硬地面上行驶的平顺性 第七章 越障行使性能 第八章 软地面行驶性能 第九章 与机动性有关的其他问题
军用汽车的操纵稳定性主要是指驾驶员对汽车方 向的控制性能以及汽车在受到外力干扰作用下的安全稳 定行驶能力。从机动性的角度看,具有良好操纵稳定性 的汽车不仅可以以较高的行驶车速进行方向控制,而且 可以在高速行驶中灵活地躲避各种障碍;同时还可以在 弯道、侧坡、扭曲等地面上以较高速度安全行驶。

某轿车hr/hg=0.5、
RΦ=0.1
rad/g
a

y
g
0.95 B 2hg

与刚性汽车相比,阈值减小了5%。
➢当汽车受到侧向力作用时,外侧轮胎产生弹性变形,从而轮胎接地中心 向内偏移,轮距B减小,使得侧翻阈值又减小约5%。
§5.5 侧翻与侧滑
本节内容结束
Pj hg
mg
B 2
0
根据向心力公式,可得
m
v2 R

mg
B 2
0
则侧翻的临界车速为
BRg v
2hg
发生侧滑时,向心力与摩擦力满足
Pj Fy 0
图5-32 平面弯道行驶模型
即 m v2 mg 0
R
则侧滑的临界车速为
v Rg
§5.5 侧翻与侧滑
3. 带悬架汽车的准静态侧翻
注意观察,该模 型与刚性汽车模 型有哪些区别?
§5.1 评价指标 §5.2 转弯半径及转弯通道 §5.3 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 §5.4 影响操纵稳定性的因素 §5.5 侧翻与侧滑
第五节 侧翻与侧滑
§5.5 侧翻与侧滑
1. 车辆静止或匀速直线行驶在侧破上的稳定条件
车身位于斜坡上,此时有 tan B
2hg
发生侧翻的条件 tan B
2hg
同时,沿斜坡方向满足 mg sin FY 0 即 FY mg cos , tan 发生侧滑的条件为 tan
如果
B
2hg
,则发生侧滑。
如果 B ,则发生侧翻。
2hg
图5-32 侧倾平面内刚性汽车的模型
§5.5 侧翻与侧滑
2. 车辆恒速转弯行驶稳定条件
平面弯道行驶
车辆向左侧转弯,有力矩平衡
图5-39 侧倾平面内带悬架的汽车模型
M 0 msayhg ms g B / 2 hg hr FZi B 0
§5.5 侧翻与侧滑
3. 带悬架汽车的准静态侧翻
Φ
R
ay g
当FZi =0时,侧翻阈值为
RФ—侧倾率( rad / g )。
ay B
1
g 2hg 1 R 1 hr / hg
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