汽车理论第五版.docx

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1、第五章汽车的操纵稳定性5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为50176N/rad、外倾刚度为7665Nrad.若轿车向左转弯，将使前轮均产生正的外倾角，其大小为4度。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮负载转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。解：有外倾角时候的地面侧向反作用力为F=ka + kr （其中k为侧偏刚度，k,为外倾刚度，为外倾角）于是，有外倾角引起的前轮侧偏角的大小为：代入数据，解得的=0.611 rad,此外由分析知正的外倾角应当产生负的侧偏角，所以由外倾角引起的前轮侧偏角为-0.611 rad。5.2 6450N轻型客车在试验中发觉过多转向和中性转向现象，工程师们在悬架上加

2、装横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论依据（要求有必要的公式和曲线）。答：由课本P138-140的分析知，汽车稳态行驶时，车厢侧倾角打算于侧倾力矩M,和悬架总的角刚度即S前、后悬架作用于车厢的恢复力矩增加:T妣1 - Kgr， Tr2 = Kr2r其中k2分别为前、后悬架的侧倾角刚度，悬架总的角刚度EK灯为前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。由以上的分析易知，当增加横向稳定杆后汽车前悬架的侧倾角刚度增大，后悬架侧倾角刚度不变，所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加（总侧倾力矩不变），由此汽车前轴左、右车轮载荷变化量就较大。由课本图5-46知在这种状况

3、下，假如左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区，则汽车趋于增加不足转向量。5.3 汽车的稳态响应有哪儿种类型？表征稳态响应的详细参数有哪些？它们彼此之间的关系如何？答：汽车的稳态响应有三种类型，即中性转向、不足转向和过多转向。表征稳态响应的参数有稳定性因数，前、后轮的侧偏角角肯定值之差（四-%），转向半径的比R/R。，静态储备系数S.M.等。它们之间的彼此关系为：K=（-a2）（/为侧向加速度的肯定值）；%- = l + Ku2,当S.M=-（为，依分别为汽车前、后轮的侧偏刚度，。为汽车质心到前轴的距离，L为前，后轴之间的距k+k） L离）。5.4 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心

4、前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？答：表示汽车稳态转向特性的参数有稳定性因数，前;后轮的侧偏角肯定值之差（？-%），转向半径的比R/R。，静态储备系数S.M.等。争论汽车重心位置对稳态转向特性的影响，由式（5-17）z71一 kftS.M= =-（优为中性转向点至前轴的距离）L kx +k2 L当中性转向点与质心位置重合时，S.M.=O,汽车为中性转向特性；当质心在中性转向点之前时，优, S.M.为正值，汽车具有不足转向特性；当质心在中性转向点之后时，a4, S.M.为正值，汽车具有不足转向特性；当质心在中性转向点之后时，cCa, S.M.为负值，汽车具有过多转向特性。5.11二

5、自由度轿车模型的有关参数如下：总质量m=l 818.2kg绕Oz轴转动惯量Iz = 3885依 m2轴距质心至前轴距离质心至后轴距离前轮总侧偏刚度后轮总侧偏刚度转向系总传动比试求：1)稳定性因数K、L=3.048ma= 1.463mb= 1.585mk1=-62618Nradk2=-110185Nradi=20特征车速Uc1o2)稳态横摆角速度增益曲线幺一练、车速u=22.35ms时的转向灵敏度3) 静态储备系数S.M.,侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角肯定值之差%一%与转弯半径的比值RRo(Ro=15m)o4) 车速u=30.56ms时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有(圆)频率阻尼比4

6、、反应时间了与峰值反应时间留意：2)所求的转向灵敏度丝中的R“是指转向盘转角，除以转向系传动比才是车轮转角。黑解：1)稳定性因数1818.2(1.4631.585、3.0482 0, 41,将随车速得增加而渐渐SSVq卬oq卬o$卬。增大；K0, -1,瓦卬将随车速得增加而渐渐减小。5.14习题图4是滑柱连杆式独立悬架(常称为Me Pherson strut suspension)示意图。试证:1) R.C.为侧倾中心。2)悬架的侧倾角刚度为K.r= 24()2,式中，ks为一个弹簧的(线)刚度。n分析：计算悬架侧倾角刚度时，要采用虚位移原理进行推导。推导时留意，本题和书中的单横臂独立悬架是有

7、区分的，主要是本题有一个角a。证明：1)先对左侧悬架分析。当车轮上下跳动时，CB杆绕B点转动，故AC杆的瞬心必在CB所在的直线上；由于AC杆导向机构的约束，A点的运动方向平行与AC杆自身，故AC杆的瞬心必在过A点，垂直AC的直线上。由此可得到左侧车轮的瞬心。点，侧倾中心就在DCT与汽车中心线的交点上，如图中所示。2) a.求悬架的线刚度Kl设车厢不动，汽车处于静止受力状态，作用在轮胎上的地面法向反作用力为凡.，再在轮胎上加一微元力尺，Ss为弹簧的虚位移，4s为车轮的虚位移，弹簧力相应增加AQ,则AQ = 4M设0，D与水平面的夹角为0 ,由于0,为左侧车轮的运动瞬心，由图可知cos vz-Om n依据力矩平衡：刀cos = Qm = ksssm。A Fj77单侧悬架的线刚度为K=- = &()2。As,n cos a由式(5-42)整个悬架的侧倾角刚度为：K =K(2pcoso)2=24(竺 儿2n5.17 习题图5为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化的影响。试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向效果？答：曲线1对应的前独立悬