操纵稳定性PPT课件

1、1侧倾轴线是侧倾中心的连线。 1）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2）侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。一、车厢侧倾1.车厢侧倾轴线想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第1页/共40页21234O24O13 假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动； 假定车轮与地面间无相对滑动； 对四连杆机构会用到三心定理。确定侧倾中心时第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 四连杆机构中相对两杆的相对运动瞬心是相邻两杆延长线的交点。第2页/共40页3dvgvOm1）单横臂

2、独立悬架车厢的侧倾中心第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第3页/共40页4DGOlOrOmdvgv2）双横臂独立悬架的侧倾中心第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第4页/共40页5双横臂独立悬架的等效单横臂悬架第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第5页/共40页6定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩：1）悬架的线刚度定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力：sFKl2.悬架的侧倾角刚度第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系rrddTK第6页/共40页7skF2ssl2ksFK（1）非独立悬架（2）独立悬架恢复力弹性元件导向杆系

3、约束反力第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第7页/共40页8mnZFZF2uGaFaFQQssskQnsmstsQmnFZmsksssssnmkFZt2ssnmk2stnmksFZ22nmkKsl第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系tssstssnms 第8页/共40页9uts02ZGFsQ s uts02ZZGFFsQQstsZFsQ s用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度mnssstZFZFu2GaFaFQQ第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第9页/共40页10用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度mnZFZFu2GaFaFQQ第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系stZsFQs sltsst2sKsKsss

4、slstt2ssKKssssttssss2slst2sKKs2ls2mKknssts第10页/共40页11r2ld21dBKT2r21BKKl2sr21nBmKK2）悬架的侧倾角刚度第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第11页/共40页12 r大，水平晃动大，乘客不稳定，无安全感。 r小， 地面不平时有冲击感。4.车厢侧倾角及侧倾力矩操纵稳定性平顺性 侧倾角改变了外倾角； 侧倾角改变了内外车轮的垂直载荷FZ，从而改变侧偏角。rrrKM 在确定悬架总侧倾角刚度 时，要综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。rK第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系rrsKk第12页/共40页13s2ssGaRumFyyh

5、FMysrLahbhhHNhhs2s1ss1）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩Mr第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第13页/共40页14rssrhGeGM2）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩Mr第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第14页/共40页15lFrFrIIIrlMFF力矩即为对车身的和rFNGFy2urEFFMrrIIINGKFrFyurrhNGKF0rhFMy0urIII3）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩Mr第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系NGrFFy2uru2yFZFYFrFu2yFZFYFlF第15页/共40页16rIIIrIIrIrMMMM 悬架总侧倾刚度等于 前

6、、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。rKrrrKM第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第16页/共40页17二、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。第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第17页/共40页18第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系r1Tr2TrT第18页/共40页19yyyFFFs2s1sLbFFyysss1LaFFyysss2第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第19页/共

7、40页20rr1r1KT1u1u1r1ss11hFThLbFBFyylZlZZFF1r1rr2r2KTu2u2r22ss22hFThLaFBFyylZlZZFF22rlZlZlZFFF111r1r1r1ZZZFFFlZlZlZFFF2222r2r2rZZZFFF第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第20页/共40页21002kFYrlkkFYrkkFlY2r0kkkl02kFY00kk0车身不侧倾时车身侧倾后2.左右轮垂直载荷再分配时轮胎的侧偏刚度 rl当车身侧倾严重时，是增大还是减小？第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第21页/共40页221ZF1汽车趋于增加不足转向22ZF汽车趋于减少不足转

8、向11u1urr11ss1/ )(BhFKhLbFFyyZ2u2u2rr22ss2/ )(BhFKhLaFFyyZ用以上结论分析，如何通过改变前后轴左、右侧车轮垂直载荷的变化量来提高汽车的不足转向量？横向稳定杆用在前后悬架对汽车稳态响应特性所起到的作用是否相同？为什么？思考第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第22页/共40页23FY不变沿FY侧倾FY-+-减小kkkFFFkYYY1增大三、侧倾外倾侧倾时车轮外倾角的变化 侧倾时的变化有三种可能第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系沿FY相反方向侧倾YYYFFF第23页/共40页24 地面转过r确定车轮相对于车厢外倾角 。 地面回到水平位置确定车厢相

9、对于地面产生侧倾角r时，轮胎外倾角 。 车轮外倾角的确定第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第24页/共40页25车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的变化非独立悬架车身侧倾时，前轮外倾角不变。第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第25页/共40页26车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的变化 双横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反，有增大侧偏角（绝对值）的作用。第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第26页/共40页27车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的变化单纵臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反。第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第27页/共40页28车厢侧倾时不同形式悬架所引起

10、的车轮外倾角的变化单横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相同（或相反）。第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第28页/共40页29rrr 侧倾外倾系数。车厢侧倾所引起的车轮外倾角的变化可由下式计算第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第29页/共40页30四、侧倾转向 车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动、后轮绕垂直于地面轴线的转动，即车轮转角的变动，称为侧倾转向。rrr 侧倾转向系数。车轮的侧倾转向角与车厢侧倾角的关系可以用下式表示第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第30页/共40页31后悬架的侧倾转向对稳态转向特性的影响第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第31页/共40页32第四节 汽车操纵稳定性

11、与悬架的关系第32页/共40页33五、变形转向悬架导向装置变形引起的车轮转向角 悬架导向杆系各元件在各种力、力矩作用下发生的变形，引起车轮绕主销或垂直于地面轴线的转动，称为变形转向，其转角叫做变形转向角。 变形转向可以使汽车具有恰当的不足转向。yyFF1000cc 变形转向角；yF 侧向力变形转向系数。估算侧向力变形转向角第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第33页/共40页34第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第34页/共40页35第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第35页/共40页36回正力矩变形转向角a 在回正力矩作用下，悬架和车轮有扭转变形，前、后轴车轮均发生回正力矩变形转向角a。TNaa1001T 回正力矩变形转向系数；aN 回正力矩系数。回正力矩变形转向角a第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系第36页/共40页37第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系回