汽车操纵稳定性与悬架oweroinre

5.4汽车操纵稳定性与悬架的关系

这里1，2等于Fy1/k1，Fy2/k2。这里k1，k2是假定轮胎垂直载荷不变、外倾角为0、且侧偏角较小时的侧偏刚度，是一种简化的模型。实际上和许多其他因素有关：轮胎垂直载荷；外倾角；悬架导向杆系变形、车身侧倾等。故汽车轮胎的实际总侧偏角应为：=弹性侧偏角（考虑了轮胎垂直载荷和外倾角）+车身侧倾转向角+悬架导向杆系变形转向角。也就是说，侧偏角不但和轮胎特性与载荷有关，而且与汽车悬架、转向系有关。一、汽车的侧倾（一）车厢侧倾轴

车厢相对地面转动的瞬时轴线称为车厢侧倾轴。它与前后轴处的垂直断面的交点称为前、后侧倾中心。它由悬架导向机构决定，可由图解或实验求得。无侧向力有侧向力麦弗逊式独立悬架三维图（二）悬架的角刚度1.悬架的线刚度度2.悬架的角刚度度用等效弹簧求求悬架侧倾角角刚度设悬架单侧线线刚度为,车厢的弹性恢恢复力矩为侧倾角刚度为为：汽车总的悬架架侧倾角刚度度汽车总的侧倾倾角刚度=前后侧倾角刚刚度+横向稳定杆角角刚度。实际轿车的前前侧倾角刚度度为300-1200Nm/(°)。后侧倾角刚刚度为180-700Nm/(°)。（三）车厢的的侧倾角车厢侧倾角指车厢厢绕侧侧倾轴轴的转转角，，它是是影响响汽车车操纵纵稳定定性的的一个个重要要参数数。它它也影影响乘乘员感感觉，，车厢厢侧倾倾角过过大，，乘员员会很很不舒舒适。。侧倾倾角过过小，，平顺顺性差差，凸凸凹不不平路路面对对汽车车单边边冲击击很大大，同同时会会影响响驾驶驶员路路感。。式中，，Mr是侧倾倾力矩矩，Kr是悬架架总的的侧倾倾角刚度。。侧倾力力矩由由下列列三部部分组组成：：1.悬挂质质量离离心力力引起起的侧侧倾力力矩式中，，ay是侧向向加速速度(g)，Gs是悬挂重重量(N)。从图中中看到到，Fsy引起的的侧倾力力矩为汽车作作稳态态行驶驶时，，悬挂挂质量量ms的离心心力为为式中，，h是悬挂质质心到到侧倾倾轴的的距离离。悬挂质质量离离心力力引起起的侧侧倾力力矩侧倾后后悬挂挂质量量重力力引起起的侧侧倾力力矩2.侧倾后后悬挂挂质量量重力力引起起的侧侧倾力力矩式中，，e是侧倾倾后悬挂质质心偏偏移距距离。。从图中中有3.独立悬悬架非非悬挂挂质量量离心心力引引起的的侧倾倾力矩矩式中，，Fr是铰链链处的的反作作用力力。对图中中G点取力力矩，，有即从图中中有故车厢侧侧倾角角计算算式中，，Mr是侧倾倾力矩矩，Kr是悬架架总的的侧倾倾角刚度。。二、垂垂直载载荷重重分配配及对对稳态态特性性的影影响侧倾时时前后后左右右车轮轮垂直直载荷荷的变变化1.侧顷时时垂直直载荷荷重分分配式中侧顷时时前左左轮垂垂直载载荷变变化量量为Fz1l—侧顷时时前左左轮垂垂直载载荷变变化量量Fsy—车厢上上作用用的离离心力力bs—车厢质质心到到后轴轴的水水平距距离L—轴距h1—前侧顷顷中心心离地地高度度Kr1—前悬架架侧顷顷角刚刚度Kr—汽车总总侧顷顷角刚刚度Mr—作用在在车厢厢的外外侧顷顷力矩矩之和和Fu1y—前簧下下质量量产生生的离离心力力hu1—前簧下下质心心离地地高度度B1—前轮距距从上式可知，，车厢作用的离离心力越大(Fsy大)，或质心越靠靠前(bs大)，或前侧顷中心心越高(h1大)，或前悬架侧侧顷角刚度占占总侧顷角刚刚度比例越高高(Kr1/Kr大)，或前轮距越越小，则前左左轮垂直载荷荷变化量就越越大。对前右轮，有有：Fz1r=-Fz1l2.侧顷时垂直载载荷变动对侧侧偏刚度和稳稳态特性的影影响无侧向力时，，左右轮垂直直载荷W0都对应于侧偏偏刚度k0，左右轮侧偏偏角都为：，，式式中Fy为左右轮侧偏偏力之和。汽车转弯受到到侧向力时，，设左右轮垂垂直载荷变化化为W，内外轮的侧侧偏刚度分别别为kl，kr。但内外轮的的侧偏角相同同式中是左右轮垂直直载荷变动时时的平均侧偏偏刚度。从图图可知，增加前悬架角角刚度或减少少后悬架角刚刚度，会使前前轮垂直载荷荷变化量增大大，从而增加加汽车不足转转向。K增大，不足转转向量增大。。反之，如左右右后轮垂直载载荷变动