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1、5.4 汽车操纵稳定性与悬架的关系,这里1， 2等于Fy1/k1， Fy2/k2。这里k1，k2是假定轮胎垂直载荷不变、外倾角为0、且侧偏角较小时的侧偏刚度，是一种简化的模型。实际上和许多其他因素有关：轮胎垂直载荷；外倾角；悬架导向杆系变形、车身侧倾等。故汽车轮胎的实际总侧偏角应为：,=弹性侧偏角（考虑了轮胎垂直载荷和外倾角） +车身侧倾转向角+悬架导向杆系变形转向角。 也就是说，侧偏角不但和轮胎特性与载荷有关，而且与汽车悬架、转向系有关。,一、汽车的侧倾,（一）车厢侧倾轴,车厢相对地面转动的瞬时轴线称为车厢侧倾轴。它与前后轴处的垂直断面的交点称为前、后侧倾中心。它由悬架导向机构决定，可由图解
2、或实验求得。,无侧向力,有侧向力,麦弗逊式独立悬架三维图,（二）悬架的角刚度,1. 悬架的线刚度,2. 悬架的角刚度,用等效弹簧求悬架侧倾角刚度,设悬架单侧线刚度为 ,车厢的弹性恢复力矩为,侧倾角刚度为：,汽车总的悬架侧倾角刚度,汽车总的侧倾角刚度=前后侧倾角刚度+横向稳定杆角刚度。 实际轿车的前侧倾角刚度为300-1200 Nm/ ()。后侧倾角刚度为180-700Nm/ () 。,（三）车厢的侧倾角,车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。它也影响乘员感觉，车厢侧倾角过大，乘员会很不舒适。侧倾角过小，平顺性差，凸凹不平路面对汽车单边冲击很大，同时会影响驾驶员路
3、感。,式中，M r是侧倾力矩，K r是悬架总的侧倾角刚度。 侧倾力矩由下列三部分组成：,1.悬挂质量离心力引起的侧倾力矩,式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为,汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的离心力为,式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。,悬挂质量离心力引起的侧倾力矩,侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩,2. 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩,式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。,从图中有,3.独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩,式中，Fr是铰链处的反作用力。,对图中G点取力矩，有,即,从图中有,故,车厢侧倾角计算,式中，M r是侧倾力矩，K
4、 r是悬架总的侧倾角刚度。,二、垂直载荷重分配及对稳态特性的影响,侧倾时前后左右车轮垂直载荷的变化,1. 侧顷时垂直载荷重分配,式中,侧顷时前左轮垂直载荷变化量为,Fz1l 侧顷时前左轮垂直载荷变化量 Fsy车厢上作用的离心力 bs 车厢质心到后轴的水平距离,L 轴距 h1前侧顷中心离地高度 K r1 前悬架侧顷角刚度 K r 汽车总侧顷角刚度 M r 作用在车厢的外侧顷力矩之和Fu1y前簧下质量产生的离心力 hu1前簧下质心离地高度 B1 前轮距,从上式可知，车厢作用的离心力越大(Fsy大)，或质心越靠前(bs 大)，或前侧顷中心越高 (h1大) ，或前悬架侧顷角刚度占总侧顷角刚度比例越高
5、(K r1 / K r大) ，或前轮距越小，则前左轮垂直载荷变化量就越大。,对前右轮，有： Fz1r= -Fz1l,2. 侧顷时垂直载荷变动对侧偏刚度和稳态特性的影响,无侧向力时，左右轮垂直载荷W0都对应于侧偏刚度k0，左右轮侧偏角都为： ，式中Fy为左右轮侧偏力之和。 汽车转弯受到侧向力时，设左右轮垂直载荷变化为W，内外轮的侧偏刚度分别为kl，kr。但内外轮的侧偏角相同,式中,是左右轮垂直载荷变动时的平均侧偏刚度。从图可知，,增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚度，会使前轮垂直载荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。,K增大，不足转向量增大。 反之，如左右后轮垂直载荷变动较大时，则|k2|减少， K减少，不足转向量减少。,因此，左右前轮垂直载荷变动较大（例如前侧顷角刚度较大）时，则|k1|(这里|k1|即上式中的 )减少，根据,
汽车操纵稳定性与悬架的关系
