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提升汽车稳定性效能-汽车结构性能与使用

时间:2023-09-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车操纵稳定性是指在驾驶员不感到过分紧张、疲劳的条件下,汽车能按照驾驶员给定方向行驶的能力,以及对各种企图改变其行驶方向的外界干扰的抵抗的能力。汽车操纵稳定性不仅影响汽车能否如意驾驶,而且也是保证汽车高速安全行驶的一个主要性能。汽车操纵稳定性包括密切相关的两个部分,即操纵性和稳定性。

提升汽车稳定性效能-汽车结构性能与使用

汽车操纵稳定性是指在驾驶员不感到过分紧张、疲劳的条件下,汽车能按照驾驶员给定方向行驶的能力,以及对各种企图改变其行驶方向的外界干扰的抵抗的能力。汽车操纵稳定性不仅影响汽车能否如意驾驶,而且也是保证汽车高速安全行驶的一个主要性能。汽车操纵稳定性包括密切相关的两个部分,即操纵性和稳定性。汽车稳定性的好坏直接影响操纵性的好坏,二者互相联系,很难分开,都直接影响汽车达到行驶安全和汽车动力性的发挥。

汽车操纵性是指汽车对驾驶员转向指令的响应能力,直接影响到行车安全。轮胎的气压和弹性、悬架装置的刚度以及汽车重心的位置都对该性能有重要影响。

汽车稳定性是指汽车在受到外界干扰后,恢复原来运动状态的能力,以及抵御发生倾覆和侧滑的能力。对于汽车来说,侧向稳定性尤为重要。当汽车在横向坡道上行驶,转弯以及受其他侧向力时,容易发生侧滑或者侧翻。汽车重心的高度越低,稳定性越好。合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力,提高了汽车直线行驶的稳定性。装载超高、超载,转弯时车速过快,横向坡道角过大以及偏载等,都容易造成汽车侧滑及侧翻。

6.6.1 汽车稳态转向特性

汽车稳态转向特性是指由驾驶员操纵方向盘,转过某一角度并保持这个角度不变,经过一段时间汽车达到稳定的等速圆周行驶状态,且不随时间而改变。弹性车轮的侧向偏离,使汽车的实际转向特性与刚性车轮有明显差异。汽车转向行驶时,离心力等侧向力引起弹性车轮的侧向偏离,汽车的运动轨迹亦将偏离转向轮给定的方向。汽车转向特性有以下3种类型:

1.中性转向

转向盘保持某一固定转角,令汽车以不同的固定车速行驶,其转向半径不变,称为中性转向。

汽车在直行中,遇到侧向力作用,车轮发生侧向偏离,会驶出路面。欲使汽车沿路面纵向中心线行驶,应转动转向盘,向侧向偏离相反方向转动,再回正方向,才能使汽车正常直行。

具有中性转向的汽车,当受到侧向力作用时,没有阻止侧偏的作用,使驾驶员操作频繁,而且有突发性变化时,很容易转变成过多转向。

2.不足转向

当使方向盘保持某一固定的转角,令汽车以不同的固定车速行驶,随着汽车车速的提高,转向半径将不断增大,称为不足转向。

具有不足转向特性的汽车直行时,遇到侧向力作用时,会发生侧向偏离,经过受力分析知,有阻碍侧偏的作用。当侧向力消失后,能使汽车自动回正。所以,不足转向特性的汽车在受到干扰时,具有良好的保持直行能力,具有良好的操纵性。

3.过多转向

当使方向盘保持某一固定的转角,令汽车以不同的固定车速行驶,转向半径变小,随着汽车车速的提高,转向半径越来越小,称为过多转向。

具有过多转向特性的汽车在直行时,受到突发侧向力的干扰。经过受力分析知,使侧偏现象更为严重,这将导致转向半径进一步缩小,在某个临界车速时,这种恶性循环能不断进行下去,汽车会出现急转,发生侧滑,汽车完全失去操纵。

具有过多转向特性的汽车,若不及时纠正方向,容易侧翻或侧滑,尤其是当汽车车速超过某一车速后,稍有微小的前轮转角,也会导致汽车调头甩尾,而且转向半径越来越小,使驾驶员难以操纵。(www.xing528.com)

汽车应具有一定的不足转向特性,才能保持行车安全。为了使汽车具有一定不足转向特性,在总布置设计中应注意重心位置。重心到前、后轴的距离,决定了转弯时离心力在前、后轴的分配,因而直接影响前后轮侧偏角。轮胎的气压对侧偏角影响很大,气压低,侧偏角大。

综上所述,影响汽车操纵稳定性的因素主要有重心的位置,汽车的轴距、轮距,道路状况,前轮定位的调整,轮胎的弹性和技术状况,装载情况和行驶速度等。

6.6.2 汽车行驶时的翻倾和整车侧滑

1.汽车的纵向翻倾

汽车等速上坡行驶时,当前轮的法向反作用力FZ1=0时,汽车便开始绕后轮与地面接触中心点向后翻倾,通常称为纵翻。

正常装载的汽车,不会发生纵翻。但是,如果装载不合型,使汽车的质心过高,又过分靠后,则有可能发生纵翻。

2.汽车在弯道行驶时的侧翻和整车侧滑

为了提高汽车行驶的安全性,在公路的弯道处常筑有一定的横向坡度。

(1)汽车在离心力作用下的侧翻

汽车在具有横坡的弯道上等速转向运动时,当内侧的法向反作用力Fz1=0时,汽车开始绕中心点向外侧翻倾,通常称之为侧翻。公路弯道处筑有适当的横坡,可提高不发生侧翻的极限车速,有利于行车安全。

(2)汽车在离心力作用下的侧滑

弯道处有适当的横坡,可提高允许车速,减少侧滑的发生。同时应看到,当路面湿滑时,φ1减小,允许车速降低,驾驶者应充分注意,以免发生侧滑的危险。

通常认为,在多数情况下,侧翻造成的危害比侧滑更大,为了安全起见,希望侧滑发生在侧翻之前。

3.汽车在横坡直线行驶或静止时的侧翻

汽车在横向坡道直线行驶或静止时,如果横向坡度角超过某一值时,汽车将发生侧翻。降低质心高度hg,适当增大轮距B,均有助于提高汽车的抗侧翻能力。

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