《汽车理论》课程教学课件（讲稿）第五章 汽车的操纵稳定性_5.5节 PPT_第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系

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第五节 汽车操纵稳定性 与 转向系的关系 第五章 汽车的操纵稳定性 返回目录 1

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 一、转向系的功能与转向盘力特性 1.转向系的功能 1)驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角，从而 操纵汽车的运动方向。 2)凭借转向盘的反作用力，将整车及轮胎的运动、 受力状况反馈给驾驶者，以获得“路感”。 口转向盘的输入有两种方式：角输入和力输入。 2 汽车理论（第5版）教学课件

一、转向系的功能与转向盘力特性 1.转向系的功能 1）驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销的转角，从而 操纵汽车的运动方向。 2）凭借转向盘的反作用力， 将整车及轮胎的运动、 受力状况反馈给驾驶者，以获得“路感” 。 ￾ 转向盘的输入有两种方式：角输入和力输入。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 2

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 2.转向盘力特性 口转动转向盘 0一0正弦行驶频率0.33Hz 60 速度100km/h 时所需要的力随汽 50 过去4年间(25辆汽车) 车运动状况而变化 速度100km/h的 406 平均值士o的范围 的规律，称为转向 回 30 盘力特性。 20 10 0 0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 侧向加速度1g 图5-55正弦曲线行驶大侧向 加速度下的转向盘力特性 汽车理论（第5版）教学课件

2.转向盘力特性 ￾ 转动转向盘 时所需要的力随汽 车运动状况而变化 的规律，称为转向 盘力特性。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 3

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 正弦行驶频率0.33Hz 0 -0侧向加速度0.05g(0.49m/s2) 。0等速圆周行驶 0一○侧向加速度0.10g(0.98m/s2) 60 加速回转行驶 15 50H 2 等速圆周行驶，过去 0 40 4年间(27辆汽车)的 10 0⊙ 平均值士o的范围 是 30 过去4年间(25辆汽车) 侧向加速度0.058的平 06-000-00 均值士o的范围 10 20 4060 80 100120 0 速度/(kmh-l) 0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 侧向加速度/g 图5-55正弦曲线行驶转向盘中间位 置或小转角下的转向盘力特性 图5-55固定转向盘回转行驶时的转向盘力特性 4 汽车理论（第5版）教学课件

第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 4

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 3.转向盘力特性的影响因素 口转向盘力特性决定于下列因素： 转向器角传动比及其变化规律、转向器效率、动力转向 器的转向盘操作力特性、转向杆系传动比、转向杆系效 率、由悬架导向杆系决定的主销位置、轮胎上的载荷、 轮胎气压、轮胎力学特性、地面附着条件、转向盘转动 惯量、转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等。 汽车理论（第5版）教学课件

3.转向盘力特性的影响因素 ￾ 转向盘力特性决定于下列因素： 转向器角传动比及其变化规律、转向器效率、动力转向 器的转向盘操作力特性、转向杆系传动比、转向杆系效 率、由悬架导向杆系决定的主销位置、轮胎上的载荷、 轮胎气压、轮胎力学特性、地面附着条件、转向盘转动 惯量、转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 5

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 口主销位置几何参数，如主销内倾角、主销后倾角、主销拖距、 接地面上主销偏置距、车轮中心主销拖距等，对转向盘力特性、回正 性能、直线行驶性等都有显著影响。 主销内倾角 主销 左轮 主销后倾角 车轮中心 主销偏置距 车轮中心 主销拖距 接地面上入。 主销偏置距 主销拖距 前视图 侧视图 图5-56 主销位置几何参数 6 汽车理论（第5版）教学课件

￾ 主销位置几何参数，如主销内倾角、主销后倾角、主销拖距、 接地面上主销偏置距、车轮中心主销拖距等，对转向盘力特性、回正 性能、直线行驶性等都有显著影响。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 6

第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 二、不同工况下对转向系稳定性的要求 口汽车在原地 50 最好与侧向加速度有线性关 小半径弯道低速行 车速100km/h 40 正弦行驶频率0.33Hz 如曲线a。 驶时，要防止转向 在高侧向加速度区域中，若 30 向盘力增长过快，如图曲线！ 盘过于沉重； 则将使驾驶者感到转向盘) 口在高速行驶 趣 于沉重。 时，转向盘力不宜 10 般装有动力转向器的转向 过小而应维持一定 力特性如曲线c。曲线d,0.5 00.10.20.30.40.50.6 数值，以帮助驾驶 侧向加速度/g 时即达到最大值，在高侧向 速度时有所下降，会使驾驶 者稳定驾驶。 0十23456 侧向加速度/(ms2) 有转向盘力消失的感觉。 图5-57转向盘力特性 汽车理论（第5版）教学课件

二、不同工况下对转向系稳定性的要求 ￾ 汽车在原地、 小半径弯道低速行 驶时，要防止转向 盘过于沉重； ￾ 在高速行驶 时，转向盘力不宜 过小而应维持一定 数值，以帮助驾驶 者稳定驾驶。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 最好与侧向加速度有线性关系， 如曲线a。 在高侧向加速度区域中，若转 向盘力增长过快，如图曲线b ，则将使驾驶者感到转向盘过 于沉重。 一般装有动力转向器的转向盘 力特性如曲线c。曲线d，0.5g 时即达到最大值，在高侧向加 速度时有所下降，会使驾驶者 有转向盘力消失的感觉。 7

50 (1)最好与侧向加速度有线性关 车速100km/h 40 系，如曲线a。 正弦行驶频率0.33Hz (2)在高侧向加速度区域中，若 30 转向盘力增长过快，如图曲线b, c 则将使驾驶者感到转向盘过于沉 20 重。 10 (3)一般装有动力转向器的转向 盘力特性如曲线c。 00.10.20.30.40.50.60.70.8 (4)曲线d,0.5g时即达到最大 侧向加速度/g 值，在高侧向加速度时有所下降， 0十2345678 会使驾驶者有转向盘力消失的感 侧向加速度/(ms2) 图5-57转向盘力特性 觉。 8 汽车理论（第5版）教学课件

（1）最好与侧向加速度有线性关 系，如曲线a。 （2）在高侧向加速度区域中，若 转向盘力增长过快，如图曲线b， 则将使驾驶者感到转向盘过于沉 重。 （3）一般装有动力转向器的转向 盘力特性如曲线c。 （4）曲线d，0.5g时即达到最大 值，在高侧向加速度时有所下降， 会使驾驶者有转向盘力消失的感 觉。 8

第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系 停车或低速时 中速时 高速时 大转角范围 大转角范围 普通转角范围 普通转角范围 左 转向盘（操作）力 右 图5-58电控油压反馈动力转向器的转向盘操作力特性 图5-58是电子控制的油压反馈动力转向器的一组转向盘操作 力特性曲线，汽车低速行驶时特性曲线很窄，助力作用大； 随着车速提高，特性曲线越来越宽，助力作用越来越小，防 止了高速时转向盘力太小的弊病。 汽车理论（第5版）教学课件

第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 图5-58是电子控制的油压反馈动力转向器的一组转向盘操作 力特性曲线，汽车低速行驶时特性曲线很窄，助力作用大； 随着车速提高，特性曲线越来越宽，助力作用越来越小，防 止了高速时转向盘力太小的弊病。 9

第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验 转向盘中间位置操纵稳定性试验(On Center Handling Test) 口汽车在高速公路上高速行驶时，具有以力输入 为主和转向盘（反作用）力是重要信息源的特点。 1.试验方法 口汽车以100km/h的速度作正弦曲线的蛇形行驶，正 弦运动的周期为5s,最大侧向加速度为0.2g。 口车上装有转向盘转角、转向盘转矩、车速和横摆角 速度等传感器。 10 汽车理论（第5版）教学课件

三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验—— 转向盘中间位置操纵稳定性试验（On Center Handling Test） ￾ 汽车在高速公路上高速行驶时，具有以力输入 为主和转向盘（反作用）力是重要信息源的特点。 1.试验方法 ￾ 汽车以100km/h的速度作正弦曲线的蛇形行驶，正 弦运动的周期为5s，最大侧向加速度为0.2g。 ￾ 车上装有转向盘转角、转向盘转矩、车速和横摆角 速度等传感器。 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 10