5.4汽车操纵稳定性与悬架转向系的关系

1/25二自由度模型忽略了前、后轴及左、右轮载荷变化、车轮外倾角、悬架导向杆系及变形对轮胎侧偏角的影响。因此，轮胎弹性侧偏角绝对值的大小取决于整车质心位置和轮胎无外倾角也无载荷变化下的侧偏刚度。。绕垂直地面轴线的转动变形而产生的后轮平面杆系车厢外倾导致悬架导向变形转向角：侧向力使销的转动。而产生的前轮平面绕主运动车厢外倾导致转向杆系侧倾转向角：侧向力使性侧偏角。与外倾角变动产生的弹弹性侧偏角：垂直载荷...3212/251.车身侧倾轴线：车厢相对地面转动时瞬时轴线。侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴处横断面的瞬时转动中心。侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决定。可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。图解方法是利用可逆原理，即假设车厢不动而地面相对车厢发生转动，求出地面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车厢的侧倾中心。3/25DG厢单横摆臂独立悬架及车EFgmsyFrFlF无侧向力有侧向力4/25mODGEFdgyFmgClFrFC5/25DGlOrO6/25mOdgDGlOrO7/25的侧倾中心纵置半椭圆板簧上车厢mOmO商用车轿车8/25rrddTK复力偶矩。下悬架给车厢总弹性恢倾时，单位侧倾转角悬架的侧倾角刚度：侧9/25mO'zFzFrtSsSQQ2uGsGmnssuszkSQGGF)(21't-tires-spring车身质量SG非悬挂质量uG10/25t2sss'zss'ztsstrS)nm(kSnmkFmSkQmnFSnmSmSnSmO'zFzFrtSsSQQ2uGsGmnSGuG2st'zl)nm(k2SFk两侧轮胎11/25mO'zFzFrtSsSQQ2uGsGmnssuszkSQGGF)(21'mSnSstr0)()2''stzuzSQQSFGF－（2'')(22tssltssstltszstzSSkkSSSkSkSSQFSQSF12/2522)(nmkSSkkstssl222)(212121nBmkBkKdBkdTslrrlrdB2rdBrdrd2BdldlkdQl22222BdBkBdQdTrl221BkKlrdQdQmO13/25车厢的侧倾角：车厢在侧向力的作用下绕侧倾轴线的转角。车厢侧倾角是操纵稳定性和汽车平顺性的重要参数。侧倾角r影响汽车r动态和稳态响应，是操纵稳定性的重要评价指标。r过大，会使驾驶员感觉不稳定、不安全、不舒服。r过小，在不平路面车厢冲击大。汽车稳态圆周运动时，车厢的侧倾角为r14/25)LLhLh(hHNhhs12s21sss1Ls2L1mO2mOsGshhHNL2h1hsysyssymaGaRumF2hFTsyrI15/25rssrhGeGTermOsGhrhe16/25)()(122100'rhFTrrhNGKFNGKFrFEFFTNGrFFFFFuyrIIIuyrIIIuyrluyYr17/25'rFrFlF'lF2uyF2uyFrzFzFYFYFEFNuyYFF21mO0hKrrh0KFNGgmsG18/25rIIIrIIrIrTTTT19/25sGsyFhrsyFysF2ysF1s2Ls1LLysF1yuF1lF11rTrF11h1uhysF2yuF2lF22rTrF22h2uh1B2B20/25LLFFLLFFFFFs1sy2sys2sy1sy2sy1sysy2uy2u2r2s1sy22z1uy1u1r1s2sy11zhFThLLFBFhFThLLFBF悬架作用于车身的恢复力矩21/25r1zr1z'r1zl1zl1z'l1zFFFFFF注意：力是标量还是矢量r2zr2z'r2zl2zl2z'l2zFFFFFF22/25rlYrlY0Y0kkFkkFk2F＝'0Yrl'0k2F2kkk则趋于过多转向，若后轮左右载荷变动大*0WWWlk'0k0krk00'0kk则不足转向，若前轮左右载荷变化大23/25在侧倾力矩的作用下，汽车左右车轮的垂直载荷发生变化，这将导致轮胎的侧偏特性变化而使汽车稳态转向特性发生变化。左右车轮垂直载荷差别越大，侧偏刚度越小。若前轴左右车轮的垂直载荷变化大，则趋于不足转向。后轴左右车轮的垂直载荷变化大，则为趋于过多转向。车轮左右载荷的变动取决于：侧倾角刚度、悬挂质量、非悬挂质量、质心位置、前后悬挂侧倾中心位置等。注意！！！24/25车厢侧倾时，车轮外倾角的三种变化形式：保持不变；沿着地面侧向力方向倾斜；沿着地面侧向力作用方向相反的方向倾斜。25/25当车轮的外倾倾斜方向与地面的侧向反作用力相一致时，侧偏角绝对值减小；反之，则增大。车轮外倾角的增加使车轮的侧向附着性能降低，汽车的极限侧向加速度减小。车厢侧倾时，车轮相对地面的侧倾角由车轮相对车厢的外倾角和车厢相对地面的侧倾角组成。车轮相对地面的外倾角求法：假想让车厢不动，令地面相对车厢转动一个角度r，这样就可根据悬架导向杆系的运动学关系，找出车轮相对车厢的相对转动角度，然后让车厢与地面一起回转r，此时地面回复到原来状态，即可确定外倾角的数值。