51一轿车每个前轮胎的侧偏刚度为-50176Nrad

1、第五章5. 1一轿车（每个）前轮胎的侧偏刚度为-50176N/rad、外倾刚度 为-7665N/rad。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角， 其大小为4°。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影 响.试求由外倾角引起的前轮侧偏角。答：由题意：Fy=ka+k -z '/=o故由外倾角引起的前轮侧偏角：- = - k k= -°5. 2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现 象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚 度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据（要求有必要的公式和曲线）。答：稳定性系数：k=9-2,

2、 L2 W ki ）K、k2变化，原来KW0,现在K>0,即变为不足转向。5. 3汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应的具体参 数有哪些？它们彼此之间的关系如何（要求有必要的公式和曲线）？ 答：汽车稳态响应有三种类型：中性转向、不足转向、过多转向。几个表征稳态转向的参数：1.前后轮侧偏角绝对值之差（，”：工转向半径的比R/R0;3.静态储备系数S.M.彼此之间的关系见参考书公式(5-13) (5-16) (5-17)。5. 4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？答：方法：1. al-a2 >0 时为不足转向，

3、1;1-«2 =0 时 为中性转向，«1-«2 <0时为过多转向；2. R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向，R/R0<1时为过多转向；3. .S.M.>0 时为不足转向，S.M.=0 时为中性转向，S.M.<0时为过多转向。汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。5. 5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶 阻力不一样。5. 6主销内倾角和后倾角的功能有何不同？答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶

4、；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。5. 7横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前恳架，有的装在后悬架，有的前后都装？答：横向稳定杆用以提高悬架的侧倾角刚度。装在前悬架是使汽车稳定性因数 K变大，装在后悬架使K变 小，前后悬架都装则使前后悬架侧倾角刚度同时增大。5. 8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型，其稳态转向特性为过多转向，试找出五 种改善其转向特性的方法。答： 即要K变大，可在前悬架上装横向稳定杆，后悬架不变；前悬 架不变，减小后悬架侧倾角刚度；同时在前后悬架装横向稳定 杆，但保证a/k2-b/k1变大；同时减小前后悬架侧倾角刚

5、度， 但保证a/k2-b/k1变大；增大汽车质量。5. 9汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性 ？答： 否，m不同，空载时的汽车m小于满载时的m,即满载时的 K更大，操纵稳定性更好。5. 10试用有关计算公式说明汽车质心位置对主要描述和评 价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。答：稳定性系数公式：K=?里-上, L2 述2 ki )汽车质心位置变化，则a、b变化，即K也随之改变。5. 11二自由度轿车模型的有关参数如下：总质量 m = 1818. 2kg绕Oz轴转动惯量Iz =3885kg m2轴距 L=3.048m质心至前轴距离a=1.463m质心至后轴距离b=1.585m前轮总侧偏刚度k

6、1 = 6 2 6 1用 r/a d后轮总侧偏刚度k2 = -1 1 0 1 8 N /rad转向系总传动比 i=20试求：1）稳定性因数K、特征车速2）稳态横摆角速度增益曲线 学）s-扇车速u=22.35m/s时的转向灵 0敏度。' sw（圆）频率3）静态储备系数S.M.,侧向加速度为0. 4g时的前、后轮侧偏角 绝对值之差aa2与转弯半径的比值 R/R。（R0=15m）。4）车速u=30.56m/s瞬态响应的横摆角速度波动的固有林、阻尼比二、反应时间T与峰值反应时间名。提示： 1）稳定性系数：K=?W-P”L2 述2 k1 ；特征车速Uch .2）转向灵敏度”="匕 s

7、1 Ku1.一3） K ayLRo = L,oR = L 61 -2R04） 固有圆频率匡阻尼比= 2 0m反应时间.二上 ©arctg - j峰值反应时间 .=5） 12稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为 特征车速电。证明：特征车速Uch,.iTK,且在特征车速时的稳态横摆角速度增 益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。 答： 转向灵敏度"=上， s 1 KU2特征车速Uch = 1 K=U，中性转向时' s L' s L得证。5. 13测定汽车稳态转向特性常用两种方法，一为固定转向 盘转角法，并以R/Roay曲线来表示汽车的转

8、向特性（见第五章第三 节二）；另一为固定圆周法。试验时在场地上画一圆，驾驶员以低速 沿圆周行驶，记录转向盘转角Mwo,然后驾驶员控制转向盘使汽车始 终在圆周上以低速持续加速行驶。随着车速的提高，转向盘转角 限 （一般）将随之加大。记录下 黑角,并以3纥-ay曲线来评价汽车的O sw0转向特性，试证 3=1+Ku2,说明如何根据 &-ay曲线来判断汽车 sw0sw0的转向特性。证明： 转向半径 R = -u- =u= （1 + Ku L =（ + Ku2 ）R08r u u/L 3*J + Ku2 1."sw2 R一 一 =1 Ku =:isw0R05. 14习题图4是滑柱连杆

9、式独立悬架（常称为Mc Phersonstrut suspnsion）意图。试证：1）R.C.为侧倾中心。2）悬架的侧倾角刚度为K5=2ks（mp）,式中ks为一个弹簧的（线） n刚度。习题图4滑柱连杆式独立悬架示意图提示：1）画出地面对于车厢的瞬时转动中心，即为侧倾中心R.C.2）证明参考书P135-1365. 15试求计算稳态响应质心侧偏角增益的公式，并求题5. 11中轿车在u=31. 3m/s（70 mile/h）、ay =0.4g时的质心侧偏角。计算u=31. 3m/s时的瞬态响应峰值反应时间名和轿车的汽车因数T.B.值。提示：将方程组（5-9）两式联立，V=0, 丁 =0,消去4）s 65. 16为什么有些小轿车后轮也设计有安装前束角和外倾角 答：因为轿车后轮安装前束角和外倾角是为提高操纵稳定性。5. 17习题图5为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下 位移时前束变化的影响。试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向效 果？压缩习题图5车身垂直上下位移时前束的变化曲线答:图中点划线所表示的具有过多转向效果5. 18转向盘力特性与哪些因素有关，试分析之。答:转向盘力特性决定于以下因素：转向器传动比及其变化规