第一章汽车使用性能4(汽车操纵稳定性)

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1、§1-4汽车操纵稳定性1.4.1汽车行驶稳定性1.4.2汽车转向特性1.4.3影响汽车操纵稳定性的因素定义：驾驶者在不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向轮给定方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力。操纵稳定性操纵性稳定性1.侧向稳定性侧向稳定性是指汽车抵抗侧翻和侧滑的能力。侧翻：汽车在行驶过程绕其纵轴线旋转90°或更大的角度，导致车身与地面相接触的一种比较危险的侧向运动。汽车行驶时侧向加速度超过一定限值，使汽车内侧车轮的垂直反力为零引起的。侧滑：侧滑又称侧向滑移。汽车在曲线行驶时，由于离心力

2、引起车辆在横断面方向向曲线外侧滑移，或在倾斜路面上车辆受横向力作用而产生横向的向下滑动。1.4.1汽车行驶稳定性1、侧向稳定性条件若汽车转弯行驶满足一定条件，则不会产生侧向翻车和滑移。1）不侧滑的最高车速不侧滑的条件：侧向力小于或等于附着力。设汽车在弯道行驶时，不发生侧向滑移的最高车速为（汽车在横向坡度角为β的路面等速向右转向行驶）图1-37汽车在弯道上等速行驶受力图不侧滑临界条件：整理得不侧滑的最高车速为：2）不侧翻的最高车速设汽车在弯道行驶时，不发生侧向翻车的最高车速为不侧翻的最高车速为：不侧翻临界条件：翻车和侧滑相比，翻车导致的后果更为严重

3、。因此，为使行车安全，应使侧滑发生在侧翻之前，即：这样汽车一旦侧滑，车速就不可能提高，因而保证不会翻车。由此推得的结论是：式中的称为汽车侧向稳定性系数，它反映了汽车抗侧翻的能力。3）汽车侧向稳定性系数当侧向稳定性系数大于路面附着系数时，汽车侧翻不可能发生。因此，当汽车的轮距越大，质心高度越低，侧向稳定性系数越大，则汽车抗侧翻的稳定性就越好。防侧翻措施：转弯处降速；路滑处降速；尽量降低质心位置GB7258－2004《机动车运行安全技术条件》中规定：车辆在空载、静态状态下，向左侧和右侧倾斜最大侧倾稳定角，双层客车不允许小于28°；总质量为车辆整备质量

4、的1.2以下的车辆不允许小于30°；卧铺客车不允许小于32°。在国外，有的国家对轿车的抗侧翻能力，规定了检验的高标准和低要求。高标准是指在平坦的水泥或沥青路面的场地上，以任意的行驶速度和转向组合操纵，都不得翻车。低要求是：在平坦坚实的场地上，以50km/h和80km/h的车速行驶，以500度/秒的角速度把转向盘转过180°，不得翻车；在平坦的水泥或沥青路面的场地上，成一直线布置11根标杆，间距为30m，汽车以72km/h的车速绕杆行驶，不得翻车。（2）侧向稳定性标准纵向稳定性是指汽车上坡或下坡时，汽车抵抗绕后轴或前轴翻车的能力。当道路的纵向坡度角

5、较大时，汽车重力沿纵向坡道的分力可能导致汽车的纵翻。研究分析表明，汽车等速行驶时，上坡比下坡更容易纵翻；上坡行驶时，后轮驱动的汽车更容易纵翻。因此，下面以4×2后轮驱动汽车等速上坡为例说明汽车不产生纵翻的条件。2.纵向稳定性（1）汽车不纵翻的最大道路坡度角上坡不翻车的最大坡度角αmax后轮驱动、匀速上坡、令Fw=0，Tf=0，α越大，Fz1减小，当Fz1=0时，产生纵向翻倒。由，令Fz1=0，解得：图1-38汽车等速上坡受力图G由上式知：b↑，hg↓，αmax则越大，越不易纵翻。（2）驱动轮不滑转的最大道路坡度角设后轮刚发生滑转的的道路坡度角为驱

6、动轮不滑转的临界条件：由受力图知：联立解得：G（3）汽车纵向稳定性条件（后轮驱动）滑转应在纵翻之前发生，即：联立解得纵向稳定性条件:正常装载情况下，上式能满足。下述情况应注意：装运重心高的货物，hg↑装点太靠后，b↓路面条件差，纵向坡度角较大。一般汽车因a＞b，故下坡时纵翻的危险性较小。侧向稳定性条件：纵向稳定性条件：汽车质心位置参数hg减小，侧向稳定性和纵向稳定性均提高，而轮距B增加有利于提高侧向稳定性；质心至后轴的距离b增加有利于提高纵向稳定性。1.4.2汽车转向特性图1-39轮胎的坐标系与地面作用于轮胎的力和力矩垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分

7、平面称为车轮平面。坐标系的原点O为车轮平面和地平面的交线与车轮旋转轴线在地平面上的投影线的交点。车轮平面与地平面的交线取为X轴，规定向前为正；Z轴与地平面垂直，规定向上为正；Y轴在地平面上，规定面向车轮前进方向时指向左方为正。轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性主要指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系。1）轮胎侧偏现象两个概念：侧向力Fy侧偏力FY轮胎的侧偏现象不仅影响车轮的运动轨迹，同时使轮胎的滚动损失增加，并加剧了轮胎的磨损，是不利的，但它是不可避免的。侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使侧向力Fy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的现象

8、。侧偏角：偏离的α角称为侧偏角。图1-40轮胎侧偏现象侧偏力FY和侧偏角α的关系曲线，称为轮胎的侧偏特性。2）轮胎的侧偏特性图1-41轮