汽车横向动力学.pptVIP

《汽车系统动力学》 ☆ 忽略转向系的影响，以前轮转角作为输入； ☆ 车辆只进行平行于地面的平面运动，而忽略悬架的作用； ☆ 车前进（纵轴）速度不变，只有沿y轴的侧向速度和绕z轴的横摆运动(ay<0.4g) ； ☆ 驱动力不大，对侧偏特性无影响； ☆ 忽略空气阻力； ☆ 忽略轮胎因载荷变化引起轮胎特性的变化； ☆ 忽略回正力矩的变化。 四 前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应－－等速圆周运动 1 稳态响应的评价指标： 稳态横摆角速度增益或转向灵敏度 2 稳态响应的三种类型 过度转向 Over-Steering ?过度转向车车速达到临界车速时将失去稳定性。因为只要一个很小的转角?，横摆角速度增益?r/ ?就趋于无穷大。 ?因为假设纵向速度为优先值，根据纵向速度与角速度的关系可知，车的转向半径极小，这样车必定发生激转而发生侧滑或侧翻。 侧倾转向是在侧向力作用下，车厢发生侧倾，而引起车轮偏转，即车轮围绕垂直轴线或转向节主销转动。 后轴转向是因悬架杆系的运动学关系所产生的车轮转向角。 侧倾干涉转向是转向轴因转向杆系和悬架杆系运动学关系干涉所产生的车轮转向角变动。 轴转向是发生侧倾转向时，车轴发生的绕垂直轴线的转动。 运动学侧偏是车轴和车轮围绕垂直轴线的转动与轮胎侧偏之效果一样。 变形转向：悬架导向杆系元件在各种力和力矩作用下的弹性变形可能引起车轮围绕主销或垂直地面的轴线的转动。 三自由度模型 ESP电控车辆稳定系统4WS四轮转向汽车 什么是ESP ESP---Electrics Stability Program VSC---Vehicle Stability Control System VDC---Vehicle Dynamic Control System 还有一些来自德文和英文的缩写 DSC，PSM，ASMS，ASTC，CBWBS，FSR，ICCS 是在ABS基础上发展起来的，防止汽车在转弯和变换车道时发生侧翻事故，确保汽车的横向稳定性。 系统主要在大侧向加速度，大侧偏角的极限工况下工作。 ESP的应用情况 1994年TOYOTA皇冠汽车上装有VSC 1998年Mercedes—benz公司在其A级微型轿车上批量安装了ESP以克服该轿车在蛇行路线测试时出现的侧翻现象 1999年Mercedes—benz公司在其新出厂的各种轿车上均安装了ESP 其他如BMW（DSC），Porsche（保时捷）（PSM）等公司的轿车中也开始采用ESP ESP的作用 ESP保证汽车在线内行驶 极限工况下前轴侧滑和后轴侧滑的特点 日本丰田汽车公司7自由度汽车模型正弦输入模拟结果 120km/h，0.6Hz转向角输入 1、正弦输入幅值超过一定值后，汽车前后轮侧偏角大幅度增大，失去稳定性； 2、汽车是否稳定取决于汽车（质心）侧偏角和侧偏角速度 转向系统振动分析 转向系统结构 转向几何关系 转向系统振动分析 车辆前轴的侧倾振动 前轮饶主销的摆振 前轴与前轮的耦合振动 4WS四轮转向系统 4WS汽车 Robot Vehicles What Distinguishes a Robot? Autonomous? “Intelligent” Mechanism? Useful Task? Two Wheel (Bicycle) ModelLow Speed Turning R= L/? (for small ?) Two Wheel (Bicycle) ModelHigh Speed Cornering Tires Slip During All Cornering Center of Turn Dictated by Front vs. Rear Slip Tire Slip Angle Difference Between Direction of Travel and Direction the Wheel is Pointing Torsional Spring- Hand on Table Example Camber Thrust Camber: Angle of Tire Lean From Vertical Examples: Motorcycle Road Grader Tracking Grooves in Road Stability- Oversteer (Loose) Rear Lateral Traction Exceeded Vehicle Enters a Spin Completely Unstable Above Critical Speed Critical Speed- Equations ( ) = 0 Understeer (Push) Fron