第六章第六章 稳态转向稳态转向l操纵稳定性l低速转向l高速转向l悬架对转向特性的影响l不足转向梯度的实验测量12 蛇行性能蛇行性能 移线性能移线性能 双移线性能双移线性能回避障碍性能回避障碍性能 转向盘转角、转向转向盘转角、转向力、侧向加速度、横力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、摆角速度、侧偏角、车速等。车速等。在车辆性能参数里，往往以应急性能给出。在车辆性能参数里，往往以应急性能给出。主要包括：蛇行绕桩速度（满载主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、空载）、紧急变线速度（满载紧急变线速度（满载/空载）。空载）。评价参量评价参量典型行驶工况性能操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容3极限侧向加速度极限侧向加速度抗侧翻能力抗侧翻能力极限车速极限车速 回至原来路径回至原来路径所需时间所需时间评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量 圆周行驶极限圆周行驶极限侧向加速度侧向加速度极限行驶能力 发生侧滑时的发生侧滑时的控制能力控制能力操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容41.车辆坐标系5 汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入转向盘角阶跃输入。时间时间 t转转向向盘盘转转角角2.稳态响应特性 转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应6 转向盘角阶跃输转向盘角阶跃输入前后，入前后，直线行驶与直线行驶与等速圆周行驶这两个等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称应的瞬态运动响应称为为转向盘角阶跃输入转向盘角阶跃输入下的瞬态响应下的瞬态响应。3.瞬态响应特性7不足转向不足转向 ；中性转向中性转向 不变；不变；过多转向过多转向 。稳态响应特性有三种类型稳态响应特性有三种类型8低速转向（忽略侧向力）低速转向（忽略侧向力）9阿克曼角阿克曼角,偏离轮迹距离偏离轮迹距离阿克曼角转角很小时内外转角的平均值10 主要研究轮胎的侧偏现象和侧偏特性。主要研究轮胎的侧偏现象和侧偏特性。 侧偏特性是指侧偏力与侧偏角的关系。侧偏特性是指侧偏力与侧偏角的关系。高速转向时的轮胎的侧偏特性OXY车轮平面车轮平面车轮行驶方向车轮行驶方向正地面切向正地面切向反作用力反作用力FX正翻转力矩正翻转力矩 TX正地面法向正地面法向反作用力反作用力FZ正地面侧向反作用力正地面侧向反作用力FY车轮旋转轴线车轮旋转轴线正侧偏角正侧偏角正回正力矩正回正力矩TZ正正TY正外倾角正外倾角Z侧偏角侧偏角轮胎接地印迹中心的轮胎接地印迹中心的位移方向与位移方向与X轴的夹角轴的夹角外倾角外倾角过轮胎坐标系原点的过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角垂线与车轮平面的夹角一、轮胎的坐标系地面作用于车轮的侧向反作用力。地面作用于车轮的侧向反作用力。二、轮胎的侧偏现象和侧偏力侧偏角曲线1.侧偏力FY13uccucc 只有当侧向力只有当侧向力 大于（或等于）车轮与路面大于（或等于）车轮与路面间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。间的侧向附着力时，车轮的运动方向才会改变。1）在刚性轮上作用侧向力14FY俯视图俯视图车轮静止车轮静止2）在弹性轮上作用侧向力15FY2）在弹性轮上作用侧向力车轮滚动车轮滚动160XYFY侧偏力为正时，侧偏力为正时，产生负侧偏角。产生负侧偏角。u-+2.侧偏现象当车轮有侧向弹性时，即使当车轮有侧向弹性时，即使FY没有没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。将偏离车轮平面的方向。侧偏角侧偏角 轮胎接地印轮胎接地印迹中心的位移迹中心的位移方向与方向与X轴的轴的夹角。夹角。u17侧偏刚度。侧偏刚度。 FY一定时希望侧一定时希望侧偏角越小越好，偏角越小越好，所所以以 越大越好。越大越好。3.FY曲线18三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响大尺寸轮胎大尺寸轮胎子午线轮胎子午线轮胎斜交轮胎斜交轮胎钢丝子午线轮胎钢丝子午线轮胎纤维子午线轮胎纤维子午线轮胎轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。侧偏刚度大侧偏刚度大侧偏刚度小侧偏刚度小大尺寸轮胎大尺寸轮胎 小尺寸轮胎小尺寸轮胎19（1）扁平率小， 大HB扁平率扁平率=(H/B)100% 2021（2）垂直载荷大， 大但是垂直载荷过大时，轮胎与地面接触区的压力分布极不均匀，会使侧偏刚度减小。22（3）轮胎气压高，k大23（5）路面干湿状态24 路面有薄路面有薄水层时，由于水层时，由于滑水现象，会滑水现象，会出现完全丧失出现完全丧失侧偏力的情况。侧偏力的情况。轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系转向方程式转向方程式2526稳态转向的三种类型是怎样出现稳态转向的三种类型是怎样出现的？的？ M,Y推导出R的关系，从而得出。 特征车速和临界车速特征车速和临界车速l特征车速是针对具有不足转向特性的车辆；l临界车速是针对过多转向时的车速。l特征车速：l临界车速：27284）汽车的稳态横摆角速度增益曲线29静态储备系数静态储备系数 S.M.：中性转向点到前轮的距离：中性转向点到前轮的距离 与汽与汽车质心到前轴距离车质心到前轴距离 a 之差与轴距之差与轴距L之比。之比。中性转向点中性转向点：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力作用点。作用点。3）用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应30中性转向中性转向不足转向不足转向过多转向过多转向中性转向点中性转向点汽车质心汽车质心悬架悬架 对转向特性的影响对转向特性的影响31悬架悬架 对转向特性的影响对转向特性的影响l侧倾力矩：3233外倾角、侧倾转向、侧向力柔顺外倾角、侧倾转向、侧向力柔顺转向、回正力矩转向、回正力矩驱动力对转向的影响驱动力对转向的影响34实验测量实验测量l等半径法l等速法35