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课程名称汽车使用性能与检测授课班级课题汽车的侧偏及转向特性授课日期授课方法讲授法练习法授课时间4X45分钟组长审批教学目的：了解影响车轮侧偏的因素；分析该因素。教材重点：影响车轮侧偏的因素；并进行分析。教学难点：分析影响车轮侧偏的因素。教学仪器：教学过程：任务引入：汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时汽车会沿直线行驶，有时汽车会沿曲线行驶（如弯路）。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。对不对？这些都要求汽车有操纵上的稳定，因此今天我们通过分析影响汽车操纵稳定性各方面的因素，掌握他们的检测方法任务分析：一辆操纵性能良好的汽车必须要具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。操纵稳定性是指在驾驶者不会感到过分紧张和疲劳的情况下，汽车抵抗外界各种干扰并按驾驶者通过转向控制机构所给方向稳定行驶的能力。通过认识侧偏及转向特性现象，分析侧偏及转向特性的实质，找出影响侧偏及转向特性的主要因素并加以运用。相关知识：一、轮胎的侧偏现象侧偏力FY：地面作用于车轮的侧向反作用力。如果车轮是刚性的，在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力。当侧向力不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δu，车轮便沿某一合成速度u′方向行驶，偏离了原行驶方向当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向，这就是轮胎的侧偏现象。下面讨论具有侧向弹性车轮，在垂直载荷为的条件下，受到侧向力作用后的两种情况：（1）车轮静止不动时由于车轮有侧向弹性，轮胎发生侧向变形，轮胎与地面接触印迹长轴线与车轮平面不重合，错开Δh，但仍平行于，如图4.2a所示。（2）车轮滚动时接触印迹的长轴线，不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行。图5.5b示出车轮的滚动过程中，车轮平面上点Al、A2、A3、…依次落在地面上，形成点、、…，点、、的连线与的夹角，即为侧偏角。车轮就是沿着方向滚动的。显然，侧偏角的数值是与侧向力有关的。任务实施：影响轮胎侧偏特性的因素分析：一、轮胎的型式和结构参数对轮胎侧偏特性有显著影响尺寸较大的轮胎，侧偏刚度一般较大。尺寸相同的子午线轮胎和斜交轮胎相比，子午线轮胎具有较大的侧偏刚度。同一型号、同一尺寸的轮胎，帘布层越多、帘线与车轮平面的夹角越小、气压越高、侧偏刚度越大。另外，轮辋的型式对侧偏刚度亦有影响。装有宽轮辋的轮胎，侧偏刚度较大。二、影响转向特性的因素分析汽车的“等速圆周行驶”稳态响应，是评价汽车操纵稳定性的重要特性之一，称为汽车的“稳态转向特性”。汽车的稳态转向特性分成三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。在圆周行驶时，驾驶员使转向盘保持一个固定的转角，令汽车以不同固定车速行驶，若行驶车速高时，汽车的转向半径R增大，这种汽车具有不足转向的特性。若汽车的转向半径R不变，这种汽车具有中性转向的特性。若转向半径愈来愈小，则具有过多转向的特性。只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。汽车不能具有过多转向特性。具有中性转向特性的汽车也不好，因为汽车本身或外界使用条件的某些变化，中性转向特性的汽车通常会转变为过多转向特性而失去稳定。人们已经习惯于驾驶具有不足转向特性的汽车，知道如何通过转向机构使汽车遵循期望的路径行驶汽车的稳态转向特性:分成三种类型_——不足转向、中性转向和过多转向。只有具有适度不足转向的汽车，才有良好的操纵稳定性。汽车的稳态转向特性分析：，式中G1，G2——前后轴的垂直载荷；K——稳定性因数。当K=0时，。即稳态横摆角速度增益与车速u成线性关系。具有这种特性的汽车，称为中性转向汽车。这个关系就是汽车轮胎无侧偏角时的转向关系。当K＞0时，横摆角速度增益比中性转向时小，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度ω要小些。具有这样特性的汽车，称为不足转向汽车。K值越大，不足转向量越大。当K＜0时，横摆角速度增益比中性转向时大，即前轮转过相同的角度，汽车横摆角速度要大。具有这样特性的汽车，称为过多转向汽车。K值越小，过多转向量越大。用前后轴侧偏角差来表征汽车稳态转向特性：即当K=0时，汽车为中性转向，K＞0时，汽车为不足转向，＞0K＜0时，汽车为过多转向，＜0用转向半径比值表征汽车稳态转向特性：当K=0时，=1，汽车为中性转向。转向半径不随车速变化，始终等于。K＞0时，＞1，汽车为不足转向。转向半径总大于，且随车速的增加而加大。K＜0时，＜1，汽车为过多转向。转向半径总小于，且随车速的增加而减小。