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1、汽车理论,第二十四讲,主讲教师：杨志华 学时：48,2,汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统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。 （操纵+稳定） 汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。,第五章 汽车的操纵稳定性,返回目录,3,第一节 概述,本节将介绍汽车操纵稳定性包含的内容、车辆坐标系、转向盘角阶跃输入下的时域响应特性等。 本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价方法。,第五章 汽车的操纵稳定性,返回目录,4,汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动响应随时间而变化的特性称为时域响应特
2、性。 转向盘输入有角位移输入和力矩输入。 外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。,第一节 操纵稳定性概述,一、操纵稳定性包含的内容,汽车的操纵稳定性研究内容较广泛，涉及较多的评价指标。下面做简要介绍。,5,1.转向盘角阶跃输入下的响应,稳态响应,瞬态响应,横摆角速度增益转向灵敏度。,评价参量,反应时间。 横摆角速度波动的无阻尼圆频率。,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,操纵稳定性包含的内容,汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。,6,转向盘转角正弦输入下，频率由0变化时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变
3、化规律。,共振峰频率。 共振时振幅比。 相位滞后角。 稳态增益。,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,2.横摆角速度频率响应特性,操纵稳定性包含的内容,7,3.转向盘中间位置操纵稳定性,转向灵敏度。 转向盘力特性。 转向功灵敏度。,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,转向盘力输入下的时域响应。,回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。 达到剩余横摆角速度的时间。,评价参量,4.回正性,操纵稳定性包含的内容,转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性。,8,一些常见车型的最小转向半径,评价参量：最小转向半径。,第一节 操纵稳定性概述,5.转向半径,操纵稳定性包含的内容,9,评价转动转向盘轻便
4、程度的特性。 包括原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性。,转向力。 转向功。,目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS）， 能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,6.转向轻便性,操纵稳定性包含的内容,10,直线行驶性,转向盘转角和（累计值）,侧向风敏感性,路面不平敏感性,侧向偏移,评价参量,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,7.直线行驶性能,操纵稳定性包含的内容,11,蛇行性能 移线性能 双移线性能回避障碍性能,转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。,在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。 主要包括：蛇行绕桩速
5、度（满载/空载）、 紧急变线速度（满载/空载）。,评价参量,第一节 操纵稳定性概述,8.典型行驶工况性能,操纵稳定性包含的内容,12,三辆轿车在做蛇形绕桩性能对比测试。,第一节 操纵稳定性概述,13,第一节 操纵稳定性概述,14,汽车在绕桩（转向）时车身总有一定的倾斜,第一节 操纵稳定性概述,15,有些轿车的车身侧倾比较严重,第一节 操纵稳定性概述,16,车身外倾,驾驶舱内倾,设计的理念是驾驶舱永不倾斜,第一节 操纵稳定性概述,17,第一节 操纵稳定性概述,18,一些常见轿车的紧急变线速度,第一节 操纵稳定性概述,操纵稳定性包含的内容,19,极限侧向加速度,抗侧翻能力,极限车速,回至原来路径所
6、需时间,评价参量,评价参量,评价参量,圆周行驶极限侧向加速度,第一节 操纵稳定性概述,9.极限行驶能力,发生侧滑时的控制能力,操纵稳定性包含的内容,汽车理论,第二十五讲,主讲教师：杨志华 学时：48,21,第一节 操纵稳定性概述,1.车辆坐标系,二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应,右手系,22,汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。,时间 t,转向盘转角,第一节 操纵稳定性概述,2.稳态响应特性,转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。,23,不足转向 ；中性转向 不变
7、； 过多转向 。,稳态响应特性有三种类型,第一节 操纵稳定性概述,24,转向盘角阶跃输入前后，直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。,第一节 操纵稳定性概述,3.瞬态响应特性,25,1）时间上的滞后,瞬态响应的评价指标,第一节 操纵稳定性概述,2）执行上的误差 （r1/r0）100 称为超调量,3）横摆角速度的波动 波动的 2/T , 取决于汽车的结构参数,4）进入稳态所经历的时间,26,将汽车作为开路控制系统,人汽车系统作为闭路系统,第一节 操纵稳定性概述,三、操纵稳定性的研究方法,显然，对于操稳性，闭路系统模型是更
8、符合实际的；但研究起来更复杂。,在其他性能的研究中，反馈可能不重要。,27,通过仪器测出横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力。,让试验评价人员根据试验时自己的感觉进行评价。,人汽车闭路系统,第一节 操纵稳定性概述,四、操纵稳定性的两种试验评价方法,开路系统,主观评价法,客观评价法,所有的汽车性能，最终都是以主观评价为依据。同时，主观评价也为客观评价提供定量指标。,28,然而，主观评价法也存在两个严重缺陷： 一，它受到评价者个人主观因素的影响，不同评价者可能给出差别极大的评价结果； 二，他不能给出“汽车性能”与“汽车结构”之间关系的信息。,综上： 研究汽车的操纵稳定性，闭路系统是非常真实的；但其理论模型的建立和分析非常复杂。 为此，我们还是采用开路模型，利用客观评价法来分析汽车的操纵稳定性。,29,下一节,第一节 操纵稳定性概述,本节内容结束,
