第十一讲 汽车的操纵稳定性.docVIP

汽车的操纵稳定性 授课班级 课程名称 汽车使用性能与检测技术 第 11 讲 章节 第六章 汽车操纵稳定性与检测 课题 汽车的操纵稳定性 学时 2 本讲主要内容 车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应；人一汽车闭路系统；轮胎的侧偏特性；汽车的转向特性 本讲教学目的 知识点： 了解车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应、人一汽车闭路系统、轮胎的侧偏特性、汽车的转向特性的定义和内涵 能力点： 学会分析汽车的操纵稳定性的影响因素 教学重点 转向盘角阶跃输入下的时域响应、轮胎的侧偏特性、汽车的转向特性。 教学难点 影响转向特性的因素。 教学方法及手段 导入、讲授、演示、多媒体 课外作业 1、什么是汽车操纵稳定性？ 2、什么是稳定响应和瞬态响应？ 3、汽车侧翻的条件是什么？ 4、什么是瞬态响应的稳定条件？ 本讲主要教学内容 由汽车安全驾驶导入本讲内容 引题：汽车操纵的结构 重点介绍车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应 重点介绍人一汽车闭路系统 重点介绍影响侧偏特性的因素 重点介绍影响转向特性的因素 归纳总结汽车操纵稳定的各因素 一、 汽车的操纵稳定性 1、汽车的操纵稳定性定义 汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系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。 2、汽车的操纵稳定性的重要性 汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，也是决定高速汽车安全行驶的 一个主要性能，成为现代汽车的重要使用性能之一。 二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应 1、时域响应的分类 （1）不随时间变化的稳态响应 汽车转向盘稳态响应，虽然在实际行驶中不常出现，却是表征汽车操纵稳定性的一个重要的时域响应，一般也称它为汽车的稳态转向特性。汽车的稳态转向特性分为三种类型:不足转向、中性转向和过多转向这三种不同转向特性的汽车具有如下行驶特点:在转向盘保持一固定转角下，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，不足转向汽车的转向半径增大;中性转向汽车的转向半径维持不变;而过多转向汽车的转向半径则愈来愈小。操纵稳定性良好的汽车不应具有过多转向特性，也不应具有中性转向特性，因为中性转向汽车在使用条件变动时，有可能转变为过多转向特性。 （2）随时间变化的瞬态响应 汽车的瞬态响应，它具有如下几个特点： ①时间上的滞后 ②执行上的误差 ③横摆角速度的波动 ④进入稳态所经历的时间 三、汽车操纵稳定性包含的内容 汽车操纵稳定性涉需要采用较多的物理参量从几个方面来评价。 在汽车操纵稳定性的研究中，常把汽车作为一控制系统，求出汽车曲线行驶的时域响应与频率响应特性，并以它们来表征汽车的操纵稳定性能。汽车曲线行驶的时域响应系指汽车在转向盘输入或外界侧向干扰输人下的侧向运动响应。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应及转向盘角阶跃输人下的瞬态响应，就是表征汽车 操纵稳定性的转向盘角位移输人下的时域响应。回正性是一种转向盘力输人下的时域响应。 横摆角速度频率响应特性是转向盘转角正弦输人下，频率由0→时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化图形。它是另一个重要的表征汽车操纵稳定性的基础特性。 四、人一汽车闭路系统 在对汽车时域响应的讨论中，假定驾驶者的任务只是机械地急速转动转向盘至某一转角并维持此角度不变，而不允许根据汽车的转向运动作出任何操纵修正动作，即不允许驾驶者起任何反馈作用。因此，汽车的时域响应只是把汽车作为开路控制系统的控制特性。它们完全取决于汽车的结构与参数，是汽车本身固有的特性。汽车作为开路系统的时域响应可以通过建立数学模型进行理论分析，也可以使用测试设备在试验中客观地进行测量。 但是，汽车的操纵稳定性最后应该是由驾驶者来评定的，操纵稳定性与架驶者的操作特性又是紧密相关的。因此操纵稳定性和研究对象应该是把驾驶者与汽车作为统一整体的人一汽车系统，而不能忽略驾驶者的反馈作用。在汽车行驶中，驾驶者根据需要，操纵转向盘使汽车作一定的转向运动;路面的凸凹不平，侧向风等亦影响汽车的行驶。与此同时，驾驶者根据随之出现的道路、交通等情况和通过眼睛、手及身体感知到的汽车运动状况，经过头脑的分析、判断，修正他对转向盘的操纵。如此;不断反复循环，驾驶者操纵汽车行驶前进。由此可见，在人一汽车系统中，通过驾驶者把系统:的输出参数反馈到输人控制中去，所以人一汽车系统是一个闭路系统。不过驾驶者的反馈作;用十分复杂，目前对于人一汽车闭路系统的理论研究还很不成熟，人一汽车系统的汽车操纵稳;定性还只能用试验方法来实际测定。试验时令汽车以一定车速，或以驾驶者感到安全的最高车速通过试验通道。试验可以对汽车的横摆角速度响应、车厢侧倾等进行