《汽车理论》课程教学课件（PPT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”。 >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 >转动转向盘时 O一0正弦行驶频率0.33Hz 60 速度100km/h 所需要的力随汽车 50 过去4年间(25辆汽车) 运动状况而变化的 Z 速度100km/h的 40 平均值士σ的范围 规律，称为转向盘 09 30H 群 力特性。 20 00 10 0 0.1020.30.40.50.60.70.80.9 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 3 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 o0侧向加速度0.05g(0.49m/s2) 0一0等速圆周行驶 o一o侧向加速度0.10g0.98m/s2) 60H 加速回转行驶 50H 等速圆周行驶，过去 40 4年间(27辆汽车)的 10H 相 平均值士σ的范围 30 翠 过去4年间(25辆汽车) 20 ■000 侧向加速度0.058的平 均值士o的范围 10 20 4060 80 100120 0 0.10.2030.40.50.60.70.80.9 速度/(kmh-l) 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 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 >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。 5 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 >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 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 50 >汽车在原地、 最好与侧向加速度有线性关 小半径弯道低速行 40 车速100km/h 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； 20 则将使驾驶者感到转向盘过 >在高速行驶时， 沉重。 转向盘力不宜过小 10 般装有动力转向器的转向 而应维持一定数值， 力特性如曲线c。曲线d,0. 0 0.1 0.20.30.40.50.6 以帮助驾驶者稳定 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 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, d 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。 0 0.10.20.30.40.50.60.70.8 (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 侧向加速度/(ms2) 会使驾驶者有转向盘力消失的感 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。 9 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) >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。 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