1、manuevereabilityhandling performance4.2 汽車操縱穩定性4.2.1 概概 述述4.2.2 輪胎側偏特性輪胎側偏特性4.2.3 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入響應線性二自由度汽車模型對前輪角輸入響應4.2.4 汽車操縱穩定性汽車操縱穩定性試驗定義：定義：在駕駛員不感覺過分緊張、疲在駕駛員不感覺過分緊張、疲勞的條件下，汽車能按照駕駛員通過勞的條件下，汽車能按照駕駛員通過轉向系及轉向車輪給定的方向行駛，轉向系及轉向車輪給定的方向行駛，且當受到外界干擾時，汽車能抵抗干且當受到外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩定行駛的能力擾而保持穩定行駛的能力。意義意義操縱方便性

2、操縱方便性高速安全性高速安全性行駛方向行駛方向直線直線 轉彎轉彎干擾干擾路不平路不平 側風側風貨物或乘客偏載貨物或乘客偏載1 內容內容輸入輸入：角輸入、力輸入角輸入、力輸入響應響應：時域響應、頻域響應。時域響應、頻域響應。橫擺角速度頻率響橫擺角速度頻率響應特性應特性回正性轉向半徑轉向輕便性直線行駛性直線行駛性（側向風穩（側向風穩定性、路面不平穩定性、定性、路面不平穩定性、彎道行駛性）彎道行駛性）典型行駛工況極限行駛性能xyzuwqpr式車輛坐標系以及運動形前進速度側傾角速度urollp)(側向速度俯仰角速度)( pitchq垂直速度橫擺角速度wyawr)(2 車輛坐標系及時域響應車輛坐標系及時

3、域響應 汽車時域響應分為穩態響應和瞬態響應。 轉向盤角階躍輸入下進入的穩態響應：等速直線行駛，急劇轉動轉向盤，然后維持轉角不變，即對汽車施以轉向盤角階躍輸入，汽車經短暫的過渡過程后進入等速圓周行駛工況。 轉向盤角階躍輸入下的瞬態響應：等速直線行駛和等速圓周行駛兩個穩態運動之間的過渡過程所對應的瞬間運動響應。 穩態轉向特性：不足轉向、中性轉向、過度轉向。轉向盤保持一個固定轉角不變，緩慢加速或以不同車速等速行駛時，不足轉向的汽車轉向半徑逐漸增大，中性轉向的汽車轉向半徑不變，而過度轉向的汽車轉向半徑逐漸減小。不足轉向0K中性轉向0K過度轉向0Kngoversteeriingundersteer.co

4、nstswsteeringneutral0r1r)(tr095.0r005.1rT0sw轉向盤轉角sw反應時間穩定時間穩態橫擺角速度0r超調量%10001rrtt滯后時間最大橫擺角速度1r汽車時域響應是汽車時域響應是把汽車作為開環控制系統的控制特性。把汽車作為開環控制系統的控制特性。駕駛員汽車系統是一個閉環控制系統：駕駛員汽車系統是一個閉環控制系統：在汽車行駛過在汽車行駛過程中，駕駛員根據需要，操縱轉向盤使汽車做轉向運動。程中，駕駛員根據需要，操縱轉向盤使汽車做轉向運動。路面的凹凸不平、側風、偏載等影響汽車的行駛。駕駛路面的凹凸不平、側風、偏載等影響汽車的行駛。駕駛員根據道路、交通等情況，通過

5、眼、手及身體感知的汽員根據道路、交通等情況，通過眼、手及身體感知的汽車運動狀況車運動狀況（輸出參數）（輸出參數），經過頭腦的分析、判斷（，經過頭腦的分析、判斷（反反饋）饋），修正其對轉向盤的操縱。如此不斷地反復循環，修正其對轉向盤的操縱。如此不斷地反復循環，操縱汽車行駛前進。操縱汽車行駛前進。.（橫擺、側傾汽車運動汽車路面不平側風的手腳駕駛員駕駛員路面條件交通狀況氣候駕駛員汽車閉環系統主觀評價法主觀評價法: : 憑借憑借主觀感覺主觀感覺的評價的評價轉向盤角階躍輸入下進入的穩態響應轉向盤角階躍輸入下進入的穩態響應：和轉向力等側傾角、)(pyraKurar穩穩定定性性因因數數轉轉向向靈靈敏敏度度橫

6、橫擺擺角角速速度度增增益益橫橫擺擺角角速速度度增增益益曲曲線線)(3. 3. 評價方法評價方法客觀評價法：用測試儀器測物理參數：客觀評價法：用測試儀器測物理參數：汽車因數時的相位滯后角共振頻率Hzf 1 ,瞬態響應：轉向盤角階躍輸入下的衰減振動圓頻率反應時間或線瞬態橫擺角速度響應曲,%1000ttrrr性：橫擺角速度頻率響應特側偏特性：側偏力、回正力與側偏角的關系xyzXFZFYF回回正正力力矩矩zTxT翻翻轉轉力力矩矩yT外傾角外傾角yF側偏角側偏角1 1 輪胎坐標系輪胎坐標系概念概念偏角側偏現象、側偏力、側. 2u uuvyFyFCC剛性輪剛性輪zlYFFzlYFFYFYFkkFFFYyY

7、側偏剛度側偏角側偏現象側向力側偏力yFYFYFyFYFyFYFyFYFradKNk/8028 彈彈性性輪輪胎胎vu ukFY符符號號相相反反與與kFY最大側偏力的影響因素最大側偏力的影響因素n附著條件附著條件 及垂直載荷及垂直載荷F FZ Zn輪胎胎面花紋、材料、結構、輪胎胎面花紋、材料、結構、充氣壓力充氣壓力n路面材料、結構、潮濕程度路面材料、結構、潮濕程度n車輪外傾角車輪外傾角3. 輪胎結構、工作條件與側偏特性輪胎結構、工作條件與側偏特性n尺寸尺寸的輪胎，的輪胎，k ；n子午線輪胎接地面寬子午線輪胎接地面寬，k大大；n鋼絲比尼龍輪胎鋼絲比尼龍輪胎k大大；n扁平率：輪胎斷面高度與斷面寬度之比

8、扁平率：輪胎斷面高度與斷面寬度之比H /B ， k ；n在一定范圍內，載荷在一定范圍內，載荷 （FZ ） ，k 。但。但載荷載荷太太大時大時，k；n輪胎充氣壓力輪胎充氣壓力 ，k ；n行駛車速對行駛車速對k影響較小影響較小；n潮濕特別在積水時，潮濕特別在積水時，k 很大很大。kW增增加加扁扁平平率率BH /增增加加載載荷荷WYF增加增加WYFYF增增加加p胎壓胎壓附著橢圓附著橢圓一定側偏角下，驅一定側偏角下，驅動力或制動力增加時，動力或制動力增加時，側偏力逐漸有所減小，側偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側線彈性這是由于輪胎側線彈性有所改變的關系。當縱有所改變的關系。當縱向力相當大時，側偏力向力相

9、當大時，側偏力顯著下降，接近附著極顯著下降，接近附著極限時，切向力已耗去大限時，切向力已耗去大部分附著力，而側向力部分附著力，而側向力能利用的附著力很小。能利用的附著力很小。xFbFYF側側偏偏角角xbYFFF或YxbFFF或ccccccccaaaaaaaaeYFYzeFT 輪胎拖距euyFzTYFYFYF側側偏偏角角ZT回回正正力力矩矩ZT回回正正力力矩矩W載載荷荷賽賽車車胎胎子子午午線線胎胎斜斜交交胎胎ZZTT6464XF驅動力制動力ZbXZbXTFFFTFFF或制動力驅動力或制動力驅動力ZT回回正正力力矩矩bFyYkFYFYFO000YFYF000WYF 忽略轉向系的影響，以前輪轉角作為輸入；忽略轉向系的影響，以前輪轉角作為輸入； 汽車只進行平行于地面的平面運動，而忽略懸架汽車只進行平行于地面的平面運動，而忽略懸架的作用；的作用； 汽車前進（縱軸）速度不變