汽车的操纵稳定性和平顺性教案

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1、《汽车理论》课时安排第五章汽车的操纵稳定性12学时，6次课第六章汽车的平顺性10学时，5次课《汽车理论》课时安排第五章汽车的操纵稳定性（12学时）第一节概述（1学时）第二节轮胎的侧偏特性（3学时）第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应（6学时）第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系（2学时）《汽车理论》课时安排第六章汽车的平顺性（10学时）第一节人体对振动的反映和平顺性的评价（1学时）第二节路面不平度的统计特性（1学时）第三节汽车振动系统的简化单质量系统的振动（4学时）第四节车身与车轮双质量系统的振动（4学时）第五章汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧

2、张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。第一节概述第一节概述系统输入：转向盘角阶跃输入系统输出：横摆角速度第一节概述操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性第二节轮胎的侧偏特性一、轮胎的坐标系第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线侧偏力的产生：路面的侧向倾斜侧向风曲线行驶时的离心力第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线刚性车轮轮胎无侧向弹性第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线弹性车轮轮胎有侧向弹性轮胎的侧偏现象—侧偏力作用

3、在滚动车轮上，没有达到车轮与地面的侧向附着极限，车轮的行驶方向将偏离车轮平面的方向。轮胎的侧偏角α—当侧偏力作用在滚动车轮上，车轮与地面的接触印迹的中心线与车轮平面和地面的交线的夹角。第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线侧偏力Fy与侧偏角α的关系：Fy＝f(α)侧偏角不超过5度时，侧偏力Fy与侧偏角α成线性关系。汽车正常行驶时，侧向加速度不超过0.4g，侧偏角不超过4～5度。第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线侧偏刚度k：侧偏力Fy－侧偏角α曲线在α＝0处的斜率。即作用在轮胎上的侧偏力与轮胎产生的侧偏角的比值，k=dFy/dα(

4、α＝0）。在小侧偏角范围内侧偏力Fy与侧偏角α成线性关系，Fy=kα第二节轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线第二节轮胎的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响轮胎扁平率对侧偏特性有显著影响。扁平率——轮胎断面高H与轮胎宽B的比值。扁平率越小，侧偏刚度越大。第二节轮胎的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响轮胎的垂直载荷对侧偏特性有显著影响。第二节轮胎的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响轮胎的垂直载荷增加，侧偏刚度加大。第二节轮胎的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响轮胎的充气压力增加，侧偏刚度加大。第二节轮胎

5、的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响曲线的包络线称为附着椭圆确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限。切向力增加，侧偏力减小。第二节轮胎的侧偏特性三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响第二节轮胎的侧偏特性四、回正力矩第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动外倾侧向力第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动FYγ＝kγγFYγ——外倾侧向力；γ——车轮外倾角；kγ——外倾刚度；第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动FY=FYa+FYγ=kα+kγγFYa——外倾角为零时的侧偏力；FYγ——侧偏角

6、为零时的外倾侧向力；γ——车轮外倾角；α——车轮侧偏角kγ——外倾刚度；k——侧偏刚度；第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动第二节轮胎的侧偏特性五、有外倾角时轮胎的滚动正侧偏角对应负侧偏力与正回正力矩；正外倾角对应负外倾侧向力与负回正力矩。第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应忽略转向系的影响，以前轮转角为输入；忽略其他方向的运动，只有平行于地面的平面运动；假设沿x轴的匀速运动，只有沿y轴的侧向运动和绕z轴的转动。轮胎的侧偏特性处于线性范围；忽略地面切向力对轮胎侧偏的影响；忽略空气动力的作用；忽略轮胎回正力矩的作用；忽略左右轮载荷变化对轮胎侧偏的影响；一、

7、线性二自由度汽车模型的运动微分方程第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应确定汽车质心的（绝对）加速度——在车辆坐标系上的分量；确定二自由度汽车受到的外力和外力矩——沿y轴方向的合力和绕质心的合力矩；确定加速度和外力以及外力矩的关系；一、线性二自由度汽车模型的运动微分方程1.确定汽车质心的（绝对）加速度——在车辆坐标系上的分量(1).在t时刻：质心速度在x轴上的投影为：(2).在(t+△t)时刻：质心速度在x’轴上的分量为：质心速度在y’轴上的分量为：第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应一、线性二自由度汽车模型