单元十二拖拉机汽车行驶稳定性(新)

1、单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性 汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性 汽车纵向稳定性是指汽车在纵向坡道上行驶时抗倾汽车纵向稳定性是指汽车在纵向坡道上行驶时抗倾翻和滑移的能力。翻和滑移的能力。 汽车上坡行驶的纵向倾翻，实际上只有在汽车牵引汽车上坡行驶的纵向倾翻，实际

2、上只有在汽车牵引挂车时才能发生。挂车时才能发生。单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性1纵向倾覆纵向倾覆临界状态：汽车前轮法向反临界状态：汽车前轮法向反作用力作用力Z1为零。以为零。以O2为中心为中心的力矩为：的力矩为： 0sincos0sincos2121gghGlGLZhGlGLZ单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性1纵向倾覆纵向倾覆汽车不发生倾翻应满足什么条件？汽车不发生倾翻应满足

3、什么条件？2cossinlGhGgghl2tan)(21minghltg极限上坡角极限上坡角单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性1纵向倾覆纵向倾覆前面分析的是车辆上坡的情况，前面分析的是车辆上坡的情况，那么车辆在那么车辆在下坡下坡时呢？时呢？ghl1tan)(11minghltg极限下坡角极限下坡角课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性1纵向倾覆纵向倾覆前面分析的是车辆上坡的情况，前面分析的是车辆上坡的情况，那么车辆在那么车辆在下坡

4、下坡时呢？时呢？课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性下坡过程中又有刹车，会如下坡过程中又有刹车，会如何？何？单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性2纵向滑移（驱动轮滑转）纵向滑移（驱动轮滑转）不下滑的条件：不下滑的条件： kGGsinGGksinitansinGGik单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性一、汽车纵向稳定性一、汽车纵向稳定性3纵向稳定性的保证纵向稳定性的保证现代汽车都有：现代汽车都有： 1; 112

5、gghlhl所以抗纵向倾翻的条件是容易满足的所以抗纵向倾翻的条件是容易满足的ghl2tanghl1tanGGktan 根据大根据大大大取大，小小取的原则取大，小小取的原则，在设计公路时只要保证坡，在设计公路时只要保证坡度满足下列条件就行了度满足下列条件就行了GGik单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性二、汽车的横向稳定性二、汽车的横向稳定性1汽车在平曲线上行驶时力的平衡汽车在平曲线上行驶时力的平衡 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。重心

6、，方向水平背离圆心。gRGvRmvF22sincosGFFXcossinGFFYgXhF ：倾覆力矩22bGb：FY稳定力矩单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性二、汽车的横向稳定性二、汽车的横向稳定性2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。轮触地点产生向外横向倾覆。稳定、平衡条件：倾覆力矩稳定、平衡条件：倾覆力矩稳定力矩稳定力矩2bGhFgXgXhbGF2u命名为为横向力系数单

7、元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性二、汽车的横向稳定性二、汽车的横向稳定性2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析横向倾覆发生时都表现为横向倾覆发生时都表现为过快的车速过快的车速，和和过小的转向半径过小的转向半径，那么对于设定为，那么对于设定为某车速的弯道，其半径应为多大呢？某车速的弯道，其半径应为多大呢？某车，轮距某车，轮距1.5m，质心高度质心高度0.8m，弯弯道横坡角度为道横坡角度为30度，弯道设计车速为度，弯道设计车速为40km/h。请问最小转弯半径应为多少？请问最小转弯半径应为多少？单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定

8、性拖拉机汽车行驶稳定性 课题一课题一 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性二、汽车的横向稳定性二、汽车的横向稳定性3.横向滑移条件分析横向滑移条件分析横向滑移：横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。汽车沿横向力的方向产生横向滑移。滑移的条件是：滑移的条件是：横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。不发生滑移的条件不发生滑移的条件： hYXFF一、轮胎坐标系一、轮胎坐标系单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车

9、抗侧向偏离的行驶稳定性车轮行驶方向车轮行驶方向车轮旋转轴线车轮旋转轴线正外倾角正外倾角正侧偏角正侧偏角二、轮胎的侧偏现象二、轮胎的侧偏现象单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性正外倾角正外倾角车轮行驶方向车轮行驶方向车轮旋转轴线车轮旋转轴线正侧偏角正侧偏角 汽车在行驶过程中，汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的侧向风或曲线行驶时的离心力等的作用，车轮离心力等的作用，车轮中心沿中心沿Y Y轴方向将作用有轴方向将作用有侧向力侧向力F FY Y，相应地在地，相应地在地面上

10、产生侧向反作用力面上产生侧向反作用力F FY Y， F FY Y也称为侧偏力也称为侧偏力。F FY Y二、轮胎的侧偏现象二、轮胎的侧偏现象单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性当有地面侧向反力作用时，若车轮当有地面侧向反力作用时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况：是刚性的，则可以发生两种情况： 1 1）当地面侧向反作用力）当地面侧向反作用力F FY Y没没超过车轮与地面间的附着极限时，超过车轮与地面间的附着极限时，车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面其本身平面CCCC的方

11、向行驶。的方向行驶。二、轮胎的侧偏现象二、轮胎的侧偏现象单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性2 2）当地面侧向反作用力）当地面侧向反作用力F FY Y达到车轮与达到车轮与地面间的附着极限时，车轮发生侧向地面间的附着极限时，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为滑动，若滑动速度为u u。车轮便沿合。车轮便沿合成速度成速度u u 的方向行驶，偏离的方向行驶，偏离CCCC方向。方向。二、轮胎的侧偏现象二、轮胎的侧偏现象单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽

12、车抗侧向偏离的行驶稳定性当车轮有侧向弹性时，即使当车轮有侧向弹性时，即使FYFY没有达没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面车轮平面CCCC的方向，这就是轮胎的侧的方向，这就是轮胎的侧偏现象。偏现象。二、轮胎的侧偏现象二、轮胎的侧偏现象单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性 为了说明侧偏现象，我们讨论具为了说明侧偏现象，我们讨论具有侧向弹性的车轮有侧向弹性的车轮, ,在垂直载荷在垂直载荷WW和侧和侧向力向力F FY Y的情况。的情况。一是车轮静止不滚动一是车轮静止不滚

13、动,如右图所示如右图所示 左图所示的车轮左图所示的车轮,承受着承受着垂直载荷、侧向力、还有一垂直载荷、侧向力、还有一个力将其向前推。请问：轮个力将其向前推。请问：轮胎会有什么样的变形？胎会有什么样的变形？ 图中给出了主视图、左图中给出了主视图、左视图，请想象一下腑视图是视图，请想象一下腑视图是什么样的？什么样的？ 如果车轮向前滚动（屏如果车轮向前滚动（屏幕下方），会向正前方？幕下方），会向正前方？还是偏左？偏右？还是偏左？偏右？最大侧向附着力最大侧向附着力刚度越大，说明轮刚度越大，说明轮胎越硬，越不易发胎越硬，越不易发生侧偏！生侧偏！ kFy你认为左图的三种你认为左图的三种车轮，哪一种最易车轮

14、，哪一种最易发生侧偏？哪一种发生侧偏？哪一种最不易发生侧偏？最不易发生侧偏？三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性LLRtan1. 1.车轮没有侧偏车轮没有侧偏在车轮没有侧偏的情况下，在车轮没有侧偏的情况下，车轮偏转一个角度车轮偏转一个角度 ，转向，转向半径如左图所示。半径如左图所示。三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定

15、性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性2. 2.车轮有侧偏车轮有侧偏 在车轮有偏转的情况下，在车轮有偏转的情况下，转向车轮偏转一个角度转向车轮偏转一个角度 ，而前后车轮也会侧偏一个而前后车轮也会侧偏一个角度角度 1 1和和 2 2。转向半径如左。转向半径如左图所示。图所示。)(12LRLLRtan对比对比三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性3. 3.关于前轮转向输入响应的三种类型关于前轮转向输入响应的三种类型 请同学们想像一下，当我们将方向盘偏转一定请

16、同学们想像一下，当我们将方向盘偏转一定角度并保持这个角度不变，让汽车转圈。角度并保持这个角度不变，让汽车转圈。 请问：这个圈是始终不变？越来越大？越来越请问：这个圈是始终不变？越来越大？越来越小？小？三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性3. 3.关于前轮转向输入响应的三种类型关于前轮转向输入响应的三种类型事实上会出现三种情况：事实上会出现三种情况：汽车从起点出发又回到起点，称之为中性转向；汽车从起点出发又回到起点，称之为中性转向；汽车转的圈越

17、来越小，称之为过度转向；汽车转的圈越来越小，称之为过度转向；汽车转的圈越来越大，称之为不足转向。汽车转的圈越来越大，称之为不足转向。四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性1. 1. 轮胎尺寸、形式和结构参数轮胎尺寸、形式和结构参数轮胎尺寸越大，刚度越大；轮胎尺寸越大，刚度越大；轮胎越扁（扁平率越大），刚度越大；轮胎越扁（扁平率越大），刚度越大；钢丝线轮胎比尼龙丝轮胎刚度大。钢丝线轮胎比尼龙丝轮胎刚度大。2 .2 .轮胎的垂直载荷轮胎的垂

18、直载荷载荷越大，侧偏越大载荷越大，侧偏越大3 .3 . 轮胎气压轮胎气压气压越大，刚度越大气压越大，刚度越大四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题二课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性汽车抗侧向偏离的行驶稳定性4. 4.路面影响路面影响 路面干湿程度的影响：路面越湿，最大侧偏力路面干湿程度的影响：路面越湿，最大侧偏力越小。越小。 薄水层的影响：路面有薄水层时，轮胎可能会薄水层的影响：路面有薄水层时，轮胎可能会完全失去侧偏力，这称为完全失去侧偏力，这称为“滑水滑水”现象。现象。5. 5.驱动力影响驱动

19、力影响 对驱动轮而言，一定侧偏角下，驱动力增加对驱动轮而言，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐减少，当驱动力相当大时，侧偏力时，侧偏力逐渐减少，当驱动力相当大时，侧偏力明显减少。明显减少。一、汽车转向轮的振动一、汽车转向轮的振动单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动二、振动产生的原因二、振动产生的原因单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动v1 1、因地面不平而产生车轮振动进而产生摆动；因地面不平而产生车轮振动进而产生摆动；车轮的上下振动会引起什么后果？车轮

20、的上下振动会引起什么后果？（1 1）车轮的上下振动会引起车轮的前后摆动；车轮的上下振动会引起车轮的前后摆动；（2 2）车轮的上下振动也会引起车辆的绕自身垂直轴车轮的上下振动也会引起车辆的绕自身垂直轴线的摆动。线的摆动。二、振动产生的原因二、振动产生的原因单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动v2 2、车轮不衡产生的振动；车轮不衡产生的振动；v3 3、悬架与转向传动机械运动机构不协调引起转向悬架与转向传动机械运动机构不协调引起转向轮振动轮振动( (单元十一）单元十一）三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十

21、二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题a.主销后倾角主销后倾角：主销后倾角： 过车轮中心的铅垂线过车轮中心的铅垂线和真实或假想的转向主销和真实或假想的转向主销轴线在车辆纵向对称平面轴线在车辆纵向对称平面的投影线所夹锐角为主销的投影线所夹锐角为主销后倾角。后倾角。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题a.主销后倾角作用：作用： 主销后倾角的存在可使主销后倾角的存

22、在可使车轮转向轴线与路面的交点车轮转向轴线与路面的交点在轮胎接地点的前方，可利在轮胎接地点的前方，可利用路面对轮胎的阻力产生绕用路面对轮胎的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该力主销轴线的回正力矩，该力矩的方向正好与车轮偏转方矩的方向正好与车轮偏转方向相反，使车辆保持直线行向相反，使车辆保持直线行驶。驶。 三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题a.主销后倾角主销后倾角主销后倾角2：前轮：前轮自动回正。若角度过自动回正。若角度过大，转向沉重。采用大，转

23、向沉重。采用低压轮胎的汽车的稳低压轮胎的汽车的稳定力矩增加，后倾角定力矩增加，后倾角较小甚至为负。较小甚至为负。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题b.主销内倾角主销内倾角：主销内倾角：主销在汽车横向平面的倾角，主销在汽车横向平面的倾角，即主销轴线与地面垂线在汽车即主销轴线与地面垂线在汽车横向断面内的夹角。横向断面内的夹角。主销内倾角的作用：l产生自动回正力矩;l使转向操纵轻便；l减小转向盘上的冲击力.三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效

24、应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题b.主销内倾角主销内倾角的范围：小于8主销偏置c：4060mm；主销内倾角靠机加工时前梁两端的主销孔倾斜来保证的，是不可调整的。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题c.前轮外倾角前轮外倾角：车轮中心平面与地面垂直平面在汽车横向断面内的夹角。前轮外倾角的作用： 避免汽车满载时车轮内倾而引起车轮的偏磨，并

25、防止轮毂外端的轴承和紧固螺母承受过大的载荷, 和拱形路面配合，并提高车辆的安全性。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题c.前轮外倾角前轮外倾角的范围：1, 外倾角变化大，影响直线行驶稳定性和轮距变化，轮胎磨损速度.车轮外倾角靠设计时使转向节的轴颈与水平面成一定的角度实现。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题d.前轮前束前轮前束：前轮后端边缘距离与前端边缘距离的差值称为前轮前束。前轮前束的作用： 消除因前轮外倾引起的前轮边滚边滑的现象。三、转向轮的稳定效应措施三、转向轮的稳定效应措施单元十二单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性拖拉机汽车行驶稳定性 课题三课题三 汽车转向轮的振动汽车转向轮的振动1. 1.前轮定位问题前轮定位问题d.前轮前束前轮前束的范围：