第五章汽车的操纵稳定性 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 车辆曲线行驶时，引起以下因素的变化，从而引起稳定变化： (1)侧倾，车轮F,的变化→轮胎k变化→(a-a2)的变化； (2)侧倾，车轮Y的变化→(a1-a2)的变化，即侧倾外倾； (3)侧倾，车轮δ的变化→（α1a2)的变化，即侧倾转向； (4) 悬架变形→车轮δ的变化，包括：侧向力、回正力矩变形转向； (5)悬架变形→车轮y的变化→（α1-02）的变化，即变形外倾。 >本节将学习弹性侧偏角、侧倾转向角和变形转向角等基本概 念，分析不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的影响，了解改善汽 车操纵稳定性的方法。 返回目录 汽车理论（第5版）教学课件
第五章 汽车的操纵稳定性 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ➢本节将学习弹性侧偏角、 侧倾转向角和变形转向角等基本概 念，分析不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的影响，了解改善汽 车操纵稳定性的方法。 返回目录 车辆曲线行驶时，引起以下因素的变化，从而引起稳定变化： （1）侧倾，车轮Fz的变化→轮胎k变化→(α1 -α2 )的变化； （2）侧倾，车轮γ的变化 →(α1 -α2 )的变化，即 侧倾外倾； （3）侧倾，车轮δ的变化→(α1 -α2 )的变化，即 侧倾转向； （4）悬架变形→车轮δ的变化，包括：侧向力、回正力矩变形转向 ； （5）悬架变形→车轮γ 的变化 →(α1 -α2 )的变化，即变形外倾。 1
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 >线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化（没有考虑悬架），汽车行 驶过程中，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。 1)前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化； 2)车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随 之变化； 3)车轮上有切向反作用力； 4)车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运 动及变形。 >综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分： 1)弹性侧偏角（F变化和y的变化，引起的侧偏角a的变化)； 2)侧倾转向角（车厢侧倾，导致前、后轮转角的变化）； 3)变形转向角（悬架导向杆系变形，引起的车轮转角的变化）。 2 汽车理论（第5版）教学课件
1）前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化； 2）车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随 之变化； 3）车轮上有切向反作用力； 4）车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运 动及变形。 ➢综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分： 1）弹性侧偏角（FZ变化和γ的变化, 引起的侧偏角α的变化）； 2）侧倾转向角（车厢侧倾, 导致前、后轮转角的变化）； 3）变形转向角（悬架导向杆系变形, 引起的车轮转角的变化）。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ➢线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化(没有考虑悬架)，汽车行 驶过程中，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。 2
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 一、 车厢侧倾 1车厢侧倾轴线 1) 侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2)侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转 动中心；其中心位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。 侧倾轴线，是前、后侧倾中心的连线。 想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是 先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？ 3 汽车理论（第5版）教学课件
侧倾轴线，是前、后 侧倾中心的连线。 1）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2）侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转 动中心；其中心位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。 一、车厢侧倾 1.车厢侧倾轴线 想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是 先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 3
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 确定侧倾中心时 ①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动： ②假定车轮与地面间无相对滑动； ③对四连杆机构采用“三心定理”。 3 >四连杆机构中相 对两杆的相对运动瞬 心是相邻两杆延长线 04 的交点。 汽车理论（第5版） 教学果件
1 2 3 4 O24 O13 ①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动； ②假定车轮与地面间无相对滑动； ③对四连杆机构采用 “三心定理”。 确定侧倾中心时 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 ➢四连杆机构中相 对两杆的相对运动瞬 心是相邻两杆延长线 的交点。 4
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 1)单横臂独立悬架车厢的侧倾中心 注意：假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动 m g 图5-36单横臂独立悬架上车厢的侧倾中心 5 汽车理论（第5版）教学课件
d v g v Om 1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 注意：假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动 5
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 2)双横臂独立悬架的侧倾中心 D 注意：假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动 6 汽车理论（第5版）教学课件
D G Or Ol Om d v g v 2）双横臂独立悬架的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 注意：假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动 6
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 双横臂独立悬架的等效单横臂悬架 m 7 汽车理论（第5版）教学课件
双横臂独立悬架的等效单横臂悬架 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 7
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 2.悬架的侧倾角刚度 心定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢 Kor dT 总的弹性恢复力偶矩： dΦ 1)悬架的线刚度 ☒定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车 厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力： △F K 8 汽车理论（第5版）教学课件
定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢 总的弹性恢复力偶矩： 1）悬架的线刚度 定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车 厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力： s F K Δ Δ l = 2.悬架的侧倾角刚度 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 r Φr d d Φ T K = 8
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 (1)非独立悬架 (2)独立悬架 恢复力 弹性元件 导向杆系约束反力 △F=2k.△s K:=AF=2k △s 9 汽车理论（第5版）教学课件
ΔF 2k Δs = s l s 2 Δ Δ k s F K = = （1）非独立悬架 （2）独立悬架 恢复力 弹性元件 导向杆系约束反力 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 9
第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系 △Q=kAs Fa+△Fa 2+△Q △=△ m m n n △S △S △Fn=△Qm m 2 =k△ssm n △F=kmAx m F+△F2 n 2 △S △F 2 2 =k △S K1=2k n 10 汽车理论（第5版）教学课件
m n FZ FZ +Δ 2 Gu Fa +ΔFa Q + ΔQ s s Q = k s n s m s Δ s Δ t = FZ n = Qm = ks ss m s s s n m F k Z = t 2 s s n m k = 2 s t = n m k s FZ 2 2 = n m K k l s 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 Δ t s Δ s s Δ s Δ t s n m s = 10