2019/1031 操纵特性分析 系数称为稳定性因数,定义为:k=公 m(bC 按照k值符号的不同,将车辆 稳态特性分为三种情况: 过多转向 k>0不足转向( Under steer) k=0中性转向( Neutral steer) k<0过多转向( Over steer) Wa/(km.-) 汽车的稳态横摆角速度增益曲线 蔬定延大 操纵特性分析 影响稳定性因数K的因素 m(bCo -aC,) 如果 由于Ca0,Ca0b/Ca>a/ Ca14,Ca↑,bt,a4,不足转向量越大 奔驰CLK跑车:前轮20555R16,后轮22550R16。 前205、后225的轮胎组合,使得前轮的侧偏刚度小于后轮 有利于营造不足转向特性 -=--m--==--------== 11
2019/10/31 11 系数k称为稳定性因数，定义为： 按照k值符号的不同，将车辆 稳态特性分为三种情况： ➢ k>0 不足转向（Under steer） ➢ k=0 中性转向（Neutral steer） ➢ k<0 过多转向（Over steer） 汽车的稳态横摆角速度增益曲线 操纵特性分析 ( ) r f f r m bC aC k LC C − = 操纵特性分析 影响稳定性因数 K 的因素 0 r f a b c c − 如果 K > 0 由于 <0 , <0 f / / r b C a C | |↓,| |↑,b↑,a↓,不足转向量越大。 奔驰CLK跑车：前轮205/55R16，后轮225/50R16。 前205、后225的轮胎组合，使得前轮的侧偏刚度小于后轮， 有利于营造不足转向特性。 ( ) r f f r m bC aC k LC C − = 21 22
2019/1031 操纵特性分析 其他几个表征稳态响应的参数 1)前、后轮侧偏角绝对值之差a1-a2 2)转向半径的比RR0 3)用静态储备系数SM来表征汽车稳态响应 中性转向点:使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力 鲁态情备系数SML 质心到前轴跑高a之 上之物与抽南之比 到前轮的距高a与汽车 : 蔬定延大 操纵特性分析 稳态性分析(小输入,如风的扰动或路面不平度的激励,使其偏离平衡状态的性能 在无转向输入的情况下,系统状态方程转变成齐次方程 X-AX= 0 其解为 x oe 方程可转变为 12
2019/10/31 12 其他几个表征稳态响应的参数 操纵特性分析 1）前、后轮侧偏角绝对值之差α1-α2 ( ) 1 2 1 = − a L K y 2）转向半径的比R/R0 2 0 1 Ku R R = + 3）用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应 中性转向点：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力 作用点。 静态储备系数 S.M.：中性转向点到前轮的距离 与汽车 质心到前轴距离 a 之差与轴距L之比。 L a − a S.M. = a ➢ 稳态性分析（小输入，如风的扰动或路面不平度的激励，使其偏离平衡状态的性能） 操纵特性分析 在无转向输入的情况下，系统状态方程转变成齐次方程： 方程可转变为 其解为 23 24
2019/1031 稳态性分析 操纵特性分析 只有当/-4=0方程才有非零解。 其特征方程可筒化为 2+ I(Car +Ca)+m(a'C +b ca) (a+bC C bCo-aC k=0 22 +D+S=0 或写成x2+25v,A+12=0 固有圆频率 阻尼项刚度项 阳尼固有圆频率v4= 蔬定延大 操纵特性分析 稳定性分析 对于刚度项来说,根据稳定裕度符号的不同,有两种不同的情况 (1)bCar >acaf 2)bCar <acal 1.S总为正,其大小随行驶速度 1.当车速增加到临界车速时,S减小 uc的增加而减小。 到零;当车速大于临界车速时,S 为负,此时给出了不稳定的分界 系统无条件稳定。 3.系统表现为阻尼振动特性 阻尼总是很高,且随着车速增加 4.由于阻尼随车速uc的增加而减 而减小,即使车速取值不大,阻 小,从而系统可能出现显着的 尼也会大于临界值
2019/10/31 13 只有当 I A − = 0 方程才有非零解。 其特征方程可简化为： 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 0 af ar af ar af ar ar af c c I C C m a C b C a b C C bC aC mIu mIu I + + + + − + + + = D S 2 + + = D S 0 阻尼项 刚度项 ➢ 稳态性分析 操纵特性分析 ➢稳定性分析 对于刚度项来说，根据稳定裕度符号的不同，有两种不同的情况。 r f (1) bC aC 1. S总为正，其大小随行驶速度 uc的增加而减小。 2. 系统无条件稳定。 3. 系统表现为阻尼振动特性。 4. 由于阻尼随车速uc的增加而减 小，从而系统可能出现显著的 振动。 r f (2) bC aC 1. 当车速增加到临界车速时，S减小 到零；当车速大于临界车速时，S 为负，此时给出了不稳定的分界 点。 2. 阻尼总是很高，且随着车速增加 而减小，即使车速取值不大，阻 尼也会大于临界值。 操纵特性分析 25 26
2019/1031 操纵特性分析 稳定性分析 22+D+S=0 方程的解有两种形式,或都为实数,或两个解为一对共轭复数根。 A=12=2或=a+io2=-io 不论哪一种情况,转征方程组解的实部和符号都决定着系统的稳定性。若任何一个实部为正,则系 统不稳定;否则,系统稳定。 固有频率和阻尼比与特征根有如下关系: 1.特征根至原点的距高表示了系统 无阻尼固有圆频率 2.征根的虚部即为阻尼团有圆频 3.特征矢量与虚轴之间夹角的正弦 即为阻尼比。 蔬定延大 操纵特性分析 稳态性分析 通过改变车辆质心位置,改变车辆的稳定裕度。 不是转向 车速从10m/s递增 至50m/s 不同转向特性车新在不同车遠下的系统特征根
2019/10/31 14 ➢ 稳定性分析 操纵特性分析 2 + + = D S 0 1 1 = 2 2 = 或 2 = − i 1 = +i 方程的解有两种形式，或都为实数，或两个解为一对共轭复数根。 不论哪一种情况，特征方程组解的实部和符号都决定着系统的稳定性。若任何一个实部为正，则系 统不稳定；否则，系统稳定。 固有频率和阻尼比与特征根有如下关系： 1. 特征根至原点的距离表示了系统 无阻尼固有圆频率。 2. 特征根的虚部即为阻尼固有圆频 率。 3. 特征矢量与虚轴之间夹角的正弦 即为阻尼比。 操纵特性分析 通过改变车辆质心位置，改变车辆的稳定裕度。 ➢ 稳态性分析 不同转向特性车辆在不同车速下的系统特征根 27 28