汽車的操縱穩(wěn)定性

1、第五章5. 1 一轎車 侮個）前輪胎的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度 為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使兩前輪均產(chǎn)生正的外傾角， 其大小為40。設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪載荷轉(zhuǎn)移的影 響.試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。答：由題意：Fy=k k =故由外傾角引起的前輪側(cè)偏角:=k k=5. 2 6450輕型客車在試驗中發(fā)現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向現(xiàn) 象，工程師們在前懸架上加裝前橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的側(cè)傾角剛 度，結(jié)果汽車的轉(zhuǎn)向特性變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。試分析其理論根據(jù)（要求有必要的公式和曲線）。答：穩(wěn)定性系數(shù)：K乎2 BL2 k2 kiki、k2變化，原來K 0,現(xiàn)在K0,即變

2、為不足轉(zhuǎn)向。5. 3汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有哪幾種類型？表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的具體參 數(shù)有哪些？它們彼此之間的關(guān)系如何（要求有必要的公式和曲線）？ 答：汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型：中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向。幾個表征穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向的參數(shù)：1.前后輪側(cè)偏角絕對值之差（轉(zhuǎn)向半徑的比R/R。；3靜態(tài)儲備系數(shù) S.M. 彼此之間的關(guān)系見參考書公式（ 5-13 ）（5-16 ）（5-17 ）。54 舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說明汽車重 心前后位置和內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移如何影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？ 答：方法：1. 時 為 不 足 轉(zhuǎn) 向 ， 時 為中性轉(zhuǎn)向， 1 時為不足轉(zhuǎn)向， R/R0=1 時為中性轉(zhuǎn)向，R/R00 時為不足

3、轉(zhuǎn)向， S.M.=0 時為中性轉(zhuǎn)向，S.M.0 時為過多轉(zhuǎn)向。汽車重心前后位置和內(nèi)、 外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移使得 汽車質(zhì) 心至前后軸距離 a、 b 發(fā)生變化， K 也發(fā)生變化。55 汽車轉(zhuǎn)彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？ 答：否，因轉(zhuǎn)彎時車輪受到的側(cè)偏力，輪胎產(chǎn)生側(cè)偏現(xiàn)象，行駛 阻力不一樣。56 主銷內(nèi)傾角和后傾角的功能有何不同 ? 答：主銷外傾角可以產(chǎn)生回正力矩，保證汽車直線行駛；主銷內(nèi) 傾角除產(chǎn)生回正力矩外，還有使得轉(zhuǎn)向輕便的功能。57 橫向穩(wěn)定桿起什么作用 ?為什么有的車裝在前懇架，有 的裝在后懸架，有的前后都裝？ 答： 橫向穩(wěn)定桿用以提高懸架的側(cè)傾角剛度。裝在前懸架是使汽車穩(wěn)定性因數(shù) K變

4、大，裝在后懸架使K變 小，前后懸架都裝則使前后懸架側(cè)傾角剛度同時增大。5. 8某種汽車的質(zhì)心位置、軸距和前后輪胎的型號已定。按照二自由度操縱穩(wěn)定性模型，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為過多轉(zhuǎn)向，試找出五 種改善其轉(zhuǎn)向特性的方法。答： 即要K變大，可在前懸架上裝橫向穩(wěn)定桿，后懸架不變；前懸架不變，減小后懸架側(cè)傾角剛度；同時在前后懸架裝橫向穩(wěn)定 桿，但保證a/k2-b/k1變大；同時減小前后懸架側(cè)傾角剛度， 但保證a/k2-b/k1變大；增大汽車質(zhì)量。5. 9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性 ？答： 否，m不同，空載時的汽車m小于滿載時的m，即滿載時的K更大，操縱穩(wěn)定性更好。5. 10試用有關(guān)計算公式說明汽

5、車質(zhì)心位置對主要描述和評 價汽車操縱穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響。答：穩(wěn)定性系數(shù)公式：K耳旦衛(wèi)L2 k2 k1汽車質(zhì)心位置變化，則a、b變化，即K也隨之改變。5. 11二自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量m = 1818. 2kg繞Oz軸轉(zhuǎn)動慣量Iz 3885kg m2軸距 L=3.048m質(zhì)心至前軸距離a=1.463m質(zhì)心至后軸距離 b=1.585mk162618N/radk2110185 N / radi=20前輪總側(cè)偏剛度 后輪總側(cè)偏剛度 轉(zhuǎn)向系總傳動比 試求：1）穩(wěn)定性因數(shù)K、特征車速uch2）穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線人-山車速u=22.35m/s時的轉(zhuǎn)向靈敏度丄SW3）靜態(tài)儲備系數(shù)S.

6、M.，側(cè)向加速度為0. 4g時的前、后輪側(cè)偏角 絕對值之差a1 a2與轉(zhuǎn)彎半徑的比值 R/Ro（Ro=15m）。4）車速u=30.56m/s，瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率0、阻尼比、反應(yīng)時間 與峰值反應(yīng)時間。提示：1）穩(wěn)定性系數(shù)：k診三特征車速Uch2）轉(zhuǎn)向靈敏度Su L1 Ku23)RdRo4） 固有圓頻率0阻尼比2 m反應(yīng)時間-峰值反應(yīng)時間arctg 05. 12穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中橫擺角速度增益達(dá)到最大值時的車速稱為 特征車速uch。證明：特征車速uch = irK，且在特征車速時的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增 益，為具有相等軸距L中性轉(zhuǎn)向汽車橫擺角速度增益的一半。答:轉(zhuǎn)向靈敏度u L1 Ku2s

7、特征車速Uch中性轉(zhuǎn)向時s L得證。5. 13測定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性常用兩種方法，一為固定轉(zhuǎn)向 盤轉(zhuǎn)角法，并以R/Ro ay曲線來表示汽車的轉(zhuǎn)向特性（見第五章第三 節(jié)二）；另一為固定圓周法。試驗時在場地上畫一圓，駕駛員以低速 沿圓周行駛，記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角swo,，然后駕駛員控制轉(zhuǎn)向盤使汽車始 終在圓周上以低速持續(xù)加速行駛。隨著車速的提高，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角s（一般）將隨之加大。記錄下sw角，并以亠ay曲線來評價汽車的sw0轉(zhuǎn)向特性，試證 亠 1 Ku2，說明如何根據(jù) 亠 ay曲線來判斷汽車sw0sw0的轉(zhuǎn)向特性。2證明：轉(zhuǎn)向半徑R 1 Ku L 1 Ku2 R0rML1 Ku2swKu2sw0RR05.

8、14習(xí)題圖4是滑柱連桿式獨立懸架（常稱為Me Phersonstrut suspnsion）示意圖。試證：1）R.C.為側(cè)傾中心。2）懸架的側(cè)傾角剛度為K r 2ks（mP），式中ks為一個彈簧的（線）n剛度。習(xí)題圏斗滑柱連桿式獨立懸架示意圖提示：1）畫出地面對于車廂的瞬時轉(zhuǎn)動中心，即為側(cè)傾中心R.C.2）證明參考書P166-1675. 15試求計算穩(wěn)態(tài)響應(yīng)質(zhì)心側(cè)偏角增益 -人的公式，并求題5. 11中轎車在u=31. 3m/s（70 mile/h）、ay 0.4g時的質(zhì)心側(cè)偏角。計算u=31. 3m/s時的瞬態(tài)響應(yīng)峰值反應(yīng)時間和轎車的汽車因數(shù)T.B.值。提示：將方程組（5-9）兩式聯(lián)立，v=0, - =0,消去r -）s5. 16為什么有些小轎車后輪也設(shè)計有安裝前束角和外傾角 答：因為轎車后輪安裝前束角和外傾角是為提高操縱穩(wěn)定性。5. 17習(xí)題圖5為三種前獨立懸架對車輪相對車身垂直上下 位移時前束變化的影響。試問圖中哪一條曲線具有側(cè)傾過多轉(zhuǎn)向效答：圖中點劃線所表示的具有過多轉(zhuǎn)向效果5. 18轉(zhuǎn)向盤力特性與哪些因素有關(guān)，試分析之。答： 轉(zhuǎn)向盤力特性決定于以下因素：轉(zhuǎn)向器傳動比及其變化規(guī)律、 轉(zhuǎn)向器效率、動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤操