汽车操纵稳定性

汽车操纵稳定性一、 汽车操纵稳定性1. 汽车行驶的纵向稳定性汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡， 随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。2. 汽车横向稳定性汽车横向稳定性的丧失，表现为汽车的侧翻或横向滑移。由于侧向力作用而发生的横向稳定性破坏的可能性较多，也较危险。图 5.2 所示汽车在横向坡路上作等速弯道行驶时的受力图。随着行驶车速的提高，在离心力cF作用下，汽车可能以左侧车轮为支点向外侧翻。当右侧车轮法向反力0zRF时，开始侧翻。3. 轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性是研究汽车操纵稳定性理论的出发点。3.1 轮胎的坐标系与术语图 5.3 示出车轮的坐标系， 其中车轮前进方向为x 轴的正方向， 向下为 z 轴的正方向，在 x 轴的正方向的右侧为y 轴的正方向。（1）车轮平面垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面。（2）车轮中心车轮旋转轴线与车轮平面的交点。（3）轮胎接地中心车轮旋转轴线在地平面（ xOy 平面）上的投影（y 轴），与车轮平面的交点，也就是坐标原点。（4）翻转力矩 xT 地面作用于轮胎上的力，绕x 轴的力矩。图示方向为正。（5）滚动阻力矩yT 地面作用于轮胎上的力，绕y 轴的力矩。图示方向为正。（6）回正力矩zT 地面作用于轮胎上的力，绕z 轴的力矩。图示方向为正。（7）侧偏角轮胎接地中心位移方向（车轮行驶方向）与x 轴的夹角。图示方向为正。（8）外倾角xOz 平面与车轮平面的夹角。图示方向为正。3.2 轮胎的侧偏现象如果车轮是刚性的， 在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力yF。当侧向力 yF 不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力yF 达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δ u，车轮便沿某一合成速度 u′ 方向行驶， 偏离了原行驶方向， 如图 5.4所示。当车轮有侧向弹性时，即使yF 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， 这就是轮胎的侧偏现象。下面讨论具有侧向弹性车轮，在垂直载荷为W的条件下，受到侧向力yF作用后的两种情况：（1）车轮静止不动时由于...