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1、单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。,一、汽车纵向稳定性,汽车纵向稳定性是指汽车在纵向坡道上行驶时抗倾翻和滑移的能力。 汽车上坡行驶的纵向倾翻，实际上只有在汽车牵引挂车时才能发生。,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,1纵向倾覆 临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零。以O2为中心的力矩为：,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,1纵向倾覆,汽车不发生倾翻应满足什
2、么条件？,极限上坡角,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,1纵向倾覆,前面分析的是车辆上坡的情况， 那么车辆在下坡时呢？,极限下坡角,课题一 汽车的行驶稳定性,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,1纵向倾覆,前面分析的是车辆上坡的情况， 那么车辆在下坡时呢？,课题一 汽车的行驶稳定性,下坡过程中又有刹车，会如何？,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,2纵向滑移（驱动轮滑转）,不下滑的条件：,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,一、汽车纵向稳定性,3纵向稳定性的保证,现代汽车都有：,所以抗纵向倾翻的条
3、件是容易满足的,根据大大取大，小小取的原则，在设计公路时只要保证坡度满足下列条件就行了,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,二、汽车的横向稳定性,1汽车在平曲线上行驶时力的平衡 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,二、汽车的横向稳定性,2.横向倾覆条件分析,横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。,稳定、平衡条件：倾覆力矩稳定力矩,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,二、汽车的横向稳定性,2.横向倾覆条件
4、分析,横向倾覆发生时都表现为过快的车速，和过小的转向半径，那么对于设定为某车速的弯道，其半径应为多大呢？,某车，轮距1.5m，质心高度0.8m，弯道横坡角度为30度，弯道设计车速为 40km/h。请问最小转弯半径应为多少？,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题一 汽车的行驶稳定性,二、汽车的横向稳定性,3.横向滑移条件分析 横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。 滑移的条件是：横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。,不发生滑移的条件：,一、轮胎坐标系,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,车轮行驶方向,车轮旋转轴线,
5、正外倾角,正侧偏角,二、轮胎的侧偏现象,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等的作用，车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力FY，相应地在地面上产生侧向反作用力FY， FY也称为侧偏力。,FY,二、轮胎的侧偏现象,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,当有地面侧向反力作用时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况： 1）当地面侧向反作用力FY没超过车轮与地面间的附着极限时，车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面CC的方向行驶。,二、轮胎的侧偏现象,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性
6、,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,2）当地面侧向反作用力FY达到车轮与地面间的附着极限时，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为u。车轮便沿合成速度u的方向行驶，偏离CC方向。 。,二、轮胎的侧偏现象,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面CC的方向，这就是轮胎的侧偏现象。 。,二、轮胎的侧偏现象,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,为了说明侧偏现象，我们讨论具有侧向弹性的车轮,在垂直载荷W和侧向力FY的情况。,一是车轮静止不滚动,如右图所示,左图所示的车轮,承受
7、着垂直载荷、侧向力、还有一个力将其向前推。请问：轮胎会有什么样的变形？,图中给出了主视图、左视图，请想象一下腑视图是什么样的？,如果车轮向前滚动（屏幕下方），会向正前方？还是偏左？偏右？,最大侧向附着力,刚度越大，说明轮胎越硬，越不易发生侧偏！,你认为左图的三种车轮，哪一种最易发生侧偏？哪一种最不易发生侧偏？,三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,1.车轮没有侧偏 在车轮没有侧偏的情况下，车轮偏转一个角度，转向半径如左图所示。,三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,2
8、.车轮有侧偏 在车轮有偏转的情况下，转向车轮偏转一个角度，而前后车轮也会侧偏一个角度1和2。转向半径如左图所示。,对比,三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,3.关于前轮转向输入响应的三种类型 请同学们想像一下，当我们将方向盘偏转一定角度并保持这个角度不变，让汽车转圈。 请问：这个圈是始终不变？越来越大？越来越小？,三、弹性车轮侧向偏离对转向的影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,3.关于前轮转向输入响应的三种类型 事实上会出现三种情况： 汽车从起点出发又回到起点，称之为中性转向； 汽车转的圈越
9、来越小，称之为过度转向； 汽车转的圈越来越大，称之为不足转向。,四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,1. 轮胎尺寸、形式和结构参数 轮胎尺寸越大，刚度越大； 轮胎越扁（扁平率越大），刚度越大； 钢丝线轮胎比尼龙丝轮胎刚度大。 2 .轮胎的垂直载荷 载荷越大，侧偏越大 3 . 轮胎气压 气压越大，刚度越大,四、轮胎结构、工作条件对侧偏特性影响,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题二 汽车抗侧向偏离的行驶稳定性,4.路面影响 路面干湿程度的影响：路面越湿，最大侧偏力越小。 薄水层的影响：路面有薄水层时，轮胎可能会完全失去侧偏力，
10、这称为“滑水”现象。 5.驱动力影响 对驱动轮而言，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐减少，当驱动力相当大时，侧偏力明显减少。,一、汽车转向轮的振动,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,二、振动产生的原因,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1、因地面不平而产生车轮振动进而产生摆动； 车轮的上下振动会引起什么后果？ （1）车轮的上下振动会引起车轮的前后摆动； （2）车轮的上下振动也会引起车辆的绕自身垂直轴线的摆动。,二、振动产生的原因,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,2、车轮不衡产生的振动； 3、悬架与转向传动机械运动机
11、构不协调引起转向轮振动(单元十一）,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,a.主销后倾角,主销后倾角： 过车轮中心的铅垂线和真实或假想的转向主销轴线在车辆纵向对称平面的投影线所夹锐角为主销后倾角。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,a.主销后倾角,作用： 主销后倾角的存在可使车轮转向轴线与路面的交点在轮胎接地点的前方，可利用路面对轮胎的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该力矩的方向正好与车轮偏转方向相反，使车辆保持直线行驶。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机
12、汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,a.主销后倾角,主销后倾角2：前轮自动回正。若角度过大，转向沉重。采用低压轮胎的汽车的稳定力矩增加，后倾角较小甚至为负。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,b.主销内倾角,主销内倾角： 主销在汽车横向平面的倾角，即主销轴线与地面垂线在汽车横向断面内的夹角。,主销内倾角的作用： 产生自动回正力矩; 使转向操纵轻便； 减小转向盘上的冲击力.,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,b.主销内倾角,主销内倾角的范
13、围：小于8 主销偏置c：4060mm；,主销内倾角靠机加工时前梁两端的主销孔倾斜来保证的，是不可调整的。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,c.前轮外倾角,前轮外倾角：车轮中心平面与地面垂直平面在汽车横向断面内的夹角。,前轮外倾角的作用： 避免汽车满载时车轮内倾而引起车轮的偏磨，并防止轮毂外端的轴承和紧固螺母承受过大的载荷, 和拱形路面配合，并提高车辆的安全性。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,c.前轮外倾角,前轮外倾角的范围：1, 外倾角变化大，影响直线行
14、驶稳定性和轮距变化，轮胎磨损速度.,车轮外倾角靠设计时使转向节的轴颈与水平面成一定的角度实现。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,d.前轮前束,前轮前束：前轮后端边缘距离与前端边缘距离的差值称为前轮前束。,前轮前束的作用： 消除因前轮外倾引起的前轮边滚边滑的现象。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向轮的振动,1.前轮定位问题,d.前轮前束,前轮前束的范围：(A-B)=012mm,前轮前束通过调整转向横拉杆来实现。,三、转向轮的稳定效应措施,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题三 汽车转向
15、轮的振动,2.轮胎侧偏问题,一、纵向稳定性,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题四 履带式拖拉机的稳定性,1、纵向极限坡度角,在空载条件下不发生翻转的条件是：,牵引条件下则要考虑到牵引力问题,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题四 履带式拖拉机的稳定性,1、纵向极限坡度角,一、纵向稳定性,2、纵向滑移角,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题四 履带式拖拉机的稳定性,一、纵向稳定性,1、横向极限坡度,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题四 履带式拖拉机的稳定性,二、履带拖拉机的横向稳定性,2、横向滑移,单元十二 拖拉机汽车行驶稳定性,课题四 履带式拖拉机的稳定性,二、履带拖拉机的横向稳定性,思考题： 1、为什么汽车弯道要设外超高？ 2、汽车转变时的稳定性受哪些因素影响？ 3、轮胎的扁平率是大的好？还是小的好？对汽车的哪些行驶性能超群有影响？ 4、拖拉的纵向稳定性和横向稳定性受哪些因素影响？,
