54汽车操纵稳定性与悬架-PowerPointPre

)(121yaLK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：。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...321=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。DGEFgmsyFrFlF无侧向力有侧向力mODGEFdgyFmgClFrFCDGlOrOmOdgDGlOrO麦弗逊式独立悬架三维图（二）悬架的角刚度rrddTK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1.悬架的线刚度22nmkksl2.悬架的角刚度用等效弹簧求悬架侧倾角刚度rlrldBKBdBKdT2''212)2(22/2轮距单轮力设悬架单侧线刚度为,车厢的弹性恢复力矩为侧倾角刚度为：2'21BKddTKlrr'lK汽车总的悬架侧倾角刚度汽车总的侧倾角刚度=前后侧倾角刚度+横向稳定杆角刚度。实际轿车的前侧倾角刚度为300-1200Nm/(°)。后侧倾角刚度为180-700Nm/(°)。（三）车厢的侧倾角车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。它也影响乘员感觉，车厢侧倾角过大，乘员会很不舒适。侧倾角过小，平顺性差，凸凹不平路面对汽车单边冲击很大，同时会影响驾驶员路感。式中，Mr是侧倾力矩，Kr是悬架总的侧倾角刚度。侧倾力矩由下列三部分组成：rrrKM1.悬挂质量离心力引起的侧倾力矩syssyGaRumF2式中，ay是侧向加速度(g)，Gs是悬挂重量(N)。从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的离心力为hFMsyrI式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。sasb1mO2mOsGshhHNL2h1hrssrhGeGMermOsGhrhe2.侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。从图中有rssrIIhGeGM3.独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩rFGNFuyr2式中，Fr是铰链处的反作用力。对图中G点取力矩，有GNrFFuyr12即'rFrFlF'lF2uyF2uyFrzFzFYFYFEFNmO0hKrrh0KFNGGGNKFrFEFFMuyrrIII'rrhGNKF0从图中有故)(0rhFMuyrIII车厢侧倾角计算rIIIrIIrIrMMMMrrrKM式中，Mr是侧倾力矩，Kr是悬架总的侧倾角刚度。二、垂直载荷重分配及对稳态特性的影响sGsyFhrsyFysF2ysF1s2Ls1LLysF1yuF1lF11rTrF11h1uhysF2yuF2lF22rTrF22h2uh1B2B1.侧顷时垂直载荷重分配式中侧顷时前左轮垂直载荷变化量为111111BhFMKKhLbFFuyurrrssylzFz1l—侧顷时前左轮垂直载荷变化量Fsy—车厢上作用的离心力bs—车厢质心到后轴的水平距离L—轴距h1—前侧顷中心离地高度Kr1—前悬架侧顷角刚度Kr—汽车总侧顷角刚度Mr—作用在车厢的外侧顷力矩之和Fu1y—前簧下质量产生的离心力hu1—前簧下质心离地高度B1—前轮距从上式可知，车厢作用的离心力越大(Fsy大)，或质心越靠前(bs大)，或前侧顷中心越高(h1大)，或前悬架侧顷角刚度占总侧顷角刚度比例越高(Kr1/Kr大)，或前轮距越小，则前左轮垂直载荷变化量就越大。对前右轮，有：Fz1r=-Fz1l2.侧顷时垂直载荷变动对侧偏刚度和稳态特性的影响无侧向力时，左右轮垂直载荷W0都对应于侧偏刚度k0，左右轮侧偏角都为：，式中Fy为左右轮侧偏力之和。汽车转弯受到侧向力时，设左右轮垂直载荷变化为W，内外轮的侧偏刚度分别为kl，kr。但内外轮的侧偏角相同'02kFkkFkkFyrlyrly故002/kFy0'0kk2'0rlkkk式中是左右轮垂直载荷变动时的平均侧偏刚度。从图可知，增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚度，会使前轮垂直载荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。K增大，不足转向量增大。反之，如左右后轮垂直载荷变动较大时，则|k2|减少，K减少，不足转向量减少。因此，左右前轮垂直载荷变动较大（例如前侧顷角刚度较大）时，则|k1|(这里|k1|即上式中的)减少，根据)(212kakbLmK'0k