《汽車轉向與操縱動力學.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《汽車轉向與操縱動力學.ppt（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、汽車轉向與操縱動力學,第四章,目 錄,4.1 汽車轉向與操縱動力學綜述 4.1.1 汽車轉向和操縱穩(wěn)定性定義 4.1.2 轉向和操縱動力學研究內容 4.2 汽車轉向系統(tǒng)動力學 4.2.1 轉向系統(tǒng)等效動力學模型 4.2.2 汽車轉向行駛動力學方程 4.3 汽車操縱動力學 4.3 .1 汽車操縱穩(wěn)定性的研究方法與內容 4.3.2 汽車操縱穩(wěn)定性模型建立的坐標系 4.3.3 兩自由度模型的操縱穩(wěn)定性分析 4.3.4 二自由度操縱穩(wěn)定性仿真參數(shù),,,1.汽車轉向性能 汽車轉向性能是指汽車能遵循駕駛者轉向盤的輸入,通過轉向系及轉向車輪給定的方向,按預定軌跡行駛的能力。,4.1 汽車轉向與操縱動力學概述

2、,2.汽車操縱穩(wěn)定性 駕駛員不感到過度緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉向系及轉向車掄給定的方向行駛，且遇到外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力，汽車的這種性能稱為操縱穩(wěn)定性。,4.1.1 汽車轉向和操縱穩(wěn)定性定義,4.1.2 轉向和操縱系統(tǒng)動力學研究內容,,表4-1 汽車操縱性和穩(wěn)定性的基本內容及評價參量,,4.2 汽車轉向系統(tǒng)動力學,4.2.1 轉向系統(tǒng)等效動力學模型,圖4-1 汽車轉向系統(tǒng),,圖4-2 繞轉向主銷的轉向系統(tǒng)等效動力學模型,等效轉化,當汽車行駛時,若給轉向盤某一角度，則轉向輪產(chǎn)生的側偏力將繞轉向主銷形成回正力矩，如圖4-3：,圖4-3 轉向側偏力繞轉 向

3、主銷的回正力矩,,,轉向盤和轉向輪繞轉向主銷的等效動力學方程式：,圖4-4 汽車在地面固定坐標系中的運動描述,,,,4.2.2 汽車轉向行駛動力學方程,圖4-5 單位向量的時間微分,4.2.2 汽車轉向行駛動力學方程,,,,4-6 a) 車輪側偏力,汽車在水平面內的運動,,汽車運動方程式,當V一定時,有,汽車在水平面內的運動,4-6 b) 車輪速度,各車輪側偏角為：,,,,前后輪的左右輪側偏角分別相等，可表示為：,圖4-7 四輪汽車的等效二輪模型,,,前后車輪被分別集中于汽 車前后軸中點而構成一假 想二輪車。,運動方程式,設前后輪側偏剛度分 別為kf、k r，則有：,經(jīng)過整理后得到研究汽車操縱

4、穩(wěn)定性的基本方程式：,（4-15）,（4-16）,,4.3 .1 汽車操縱穩(wěn)定性的研究方法與內容,圖4-8 人汽車閉環(huán)系統(tǒng)框圖,4.3 汽車操縱動力學,4.3.2 汽車操縱穩(wěn)定性模型建立的坐標系,4.3.2.1 輪胎與車輪的坐標系,圖4-9 輪胎與車輪軸坐標系,4.3.2.2 車輛的坐標系,圖4-10 車輛坐標系,4.3.2.3 慣性、車輛及中間坐標系,說明： Z軸平行于ZE軸 X軸位于包含XV軸的鉛垂平面內 XE軸與X軸的夾角為,圖4-11 慣性、車輛及中間坐標系,4.3.3 基于兩自由度模型的操縱穩(wěn)定性分析,將轉向角作為控制輸入，因此可以將方程寫成下面的狀態(tài)空間形式 則可得,4.3.3

5、.1 汽車兩自由度模型的狀態(tài)空間表達,4.3.3.2 汽車操縱穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應 在穩(wěn)態(tài)情況下 ，可以結合車輛的過度轉向和不足轉向特性來進行解釋： 1） 質心側偏角 如果用質心側偏角表示汽車操縱穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)特性，則可得到,,,圖4-12 汽車質心側偏角的穩(wěn)態(tài)特性,2) 質心側偏角增益,,,圖4-13 質心側偏角增益與車速的關系,圖4-14 汽車前輪轉角的穩(wěn)態(tài)特性,3) 轉向盤轉角,4.3.3.3 汽車操縱穩(wěn)定性的瞬態(tài)響應 1）用橫擺角速度表示 設系統(tǒng)的輸入為階躍形式，根據(jù)二自由度的汽車運動 微分方程，可以寫成以 為變量的形式，通常寫作,,,圖4-15 橫擺角速度時域內響應（車速20m/s）,如用質心側偏角增益表示，則可得傳遞函數(shù)為：,,圖4-16 車速20m/s下不同K值的質心側偏角時間歷程,2） 用質心側偏角增益表示,4.3.4 二自由度操縱穩(wěn)定性仿真參數(shù),表4-3 某車型兩自由度模型中的參數(shù),,,,,,