汽车整车性能与检测 教学课件 作者 仇雅莉主编 学习情境5.ppt

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1、学习情境5汽车操纵稳定性能检测学习目标：通过本学习情境的学习，你将做到：1）能够描述汽车的操纵稳定性能。2）能够根据汽车悬架的工作情况分析汽车操纵稳定性能。3）能够制定工作计划并完成汽车操纵稳定性的检测工作任务。4）能对检测结果进行分析判定。情境描述：某客户驾车在高速公路直线行驶时发现车辆有跑偏现象，影响驾驶安全，随后到汽车4S店要求检查。依据客户反映的情况，售后服务经理要求你承接此项工作，做出工作计划和信息采集，并完成该车的检测工作任务。咨询：要完成上述工作，必须具备的知识和技能有：1）汽车悬架的工作情况及其分析；2）汽车四轮定位的原理；3）汽车四轮定位及侧滑检测设备的结构、原理和检

2、测方法；4）国家相关的检测标准。根据以上分析，汽车操纵稳定性检测的学习情境可通过实施以下三个工作任务来完成：汽车操纵稳定性能分析汽车四轮定位检测汽车侧滑量检测工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】汽车的操纵稳定性能是指车辆在行驶过程中，汽车能够按照驾驶员给定方向行驶的能力及汽车自身具有抵抗改变其行驶方向的外界干扰的能力。一、汽车正常行驶的稳定条件1．纵向稳定条件行驶在纵向坡道上的车辆，当坡度逐渐增大到一定程度时驱动力将大于附着力而出现驱动车轮打滑，汽车无法上坡；随着坡度不断增加，前轮的地面法向反作用力也将不断减小，直至最终为0。此时汽车将失去操纵稳定性，将造成车辆纵向翻倒，如图5

3、-1所示，为汽车等速上坡受力图。为保证汽车纵向稳定，上坡时应先出现驱动轮打滑，因而无法上坡，可以避免车辆产生纵翻，由此得到后轮驱动汽车的纵向稳定条件为：Φ＜对于采用前轮驱动的汽车，其纵向稳定条件为：L＞0。工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】2．侧向稳定条件车辆在转弯行驶过程中，由于受到侧向力的作用，将使汽车发生较大的侧倾。当侧向反作用力达到附着极限时，车辆将产生侧滑；同时侧向力将引起左、右车轮地面法向反作用力的改变，当一侧车轮的地面法反作用力为0时，车辆将侧翻。如图5-2所示为汽车在具有横向坡度β的弯道上等速行驶时的受力图。车辆在转弯时，随着车速的不断升高，离心力将逐渐变大，

4、侧滑、侧翻的趋势都在增加，这些情况都是汽车行驶中应避免的现象，比较起来侧翻更加危险。因此得到汽车侧向稳定条件为：β＜式中又称为汽车的侧向稳定性系数。工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】二、汽车的转向特性1．轮胎的侧偏特性汽车在行驶中，由于某种原因（如路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶的离心力等）受到侧向力的作用，相应地在地面上将产生地面侧向反作用力Y，也称侧偏力。由于车轮具有侧向弹性，在侧向力作用下，车轮接触印迹的中心线与车轮平面中心线将成一夹角α，此为侧偏角。这一现象称为弹性轮胎的侧偏现象。试验发现，侧偏角与侧偏力之间存在一定关系，此关系曲线称为轮胎的侧偏特性，如图5-3所示。

5、曲线表明，侧偏角不超过3°～5°时，Y与成线性关系。汽车正常行驶时，侧偏角一般不超过4°～5°，可以认为侧偏角与侧偏力成线性关系。即式中，K——侧偏刚度（N/rad）。侧偏刚度是决定操纵稳定性的重要参数，其数值与轮胎尺寸、型式、结构参数、气压、轮胎上的垂直载荷等有关。尺寸较大的轮胎有较高的侧偏刚度；子午线轮胎的侧偏刚度较普通轮胎高；扁平率小的宽轮胎侧偏刚度大；轮胎的侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大，但垂直载荷过大时，轮胎产生很大的径向变形，侧偏刚度反而有所减小；随着轮胎气压的增加，侧偏刚度增大，但气压过高后刚度不再变化。侧偏刚度绝对值越大，在同样侧偏力作用下，产生的侧偏角越小，相应的操纵

6、稳定性能越好。工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】2．无侧偏角时汽车的转向特性如图5-4所示是汽车转向过程简图。δ为前轮转角，根据图示，汽车的转弯半径（从瞬时回转中心O至汽车纵轴线AB之间的距离）与前轮转角之间的关系为：式中，L——轴距（m）。当δ不大时，若δ用rad表示，可认为tanδ≈δ，故公式可简化为：工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】3、有侧偏角时汽车的转向特性由图5-4可知，有侧偏角时汽车的转向半径为式中：，——前、后轴车轮产生的侧偏角。当d不大，，也较小时，得：4．汽车的稳态转向特性在前轮转角一定时，设车速很低且侧向加速度接近零时的转向半径为RO。而设在一

7、定车速下有一定侧向加速度时的转向半径为R。则这两个转向半径之比R/RO将使前、后车轮侧偏角之间可能存在三种关系：1）如果R/RO=1，称汽车具有中性转向性。2）如果R/RO＞1，称汽车具有不足转向性。3）如果R/RO＜1，称汽车具有过多转向性。工作任务1：汽车操纵稳定性能分析【基础知识】三、汽车悬架的工作情况汽车悬架可分为独立悬架与非独立悬架。1．独立悬架独立悬架是指每一个车轮能够独立与车身或同轴另一车轮之间作相对运动。独立悬架由减振器、传动半