当前课程知识点：汽车理论 > 第五章：汽车的操纵稳定性 > 知识点5.8：稳态响应的评价方法 > 稳态响应的评价方法
同学们大家好
下面介绍第五章
汽车操作稳定性知识点5.8
稳态响应的评价方法
我们在上一节
已经导出了汽车稳态横摆角速度
增益评价稳态响应的方式
根据K值等于零
大于零 小于零
这样把它区分成为
中性转向 不足转向和过多转向
实际我们在工程当中
为了试验和分析的方便
还经常采用其它一些参数
来描述和评价
汽车的稳态响应
这些方法主要有三种
一种是采用
前后轮侧偏角的绝对值之差
也就是把前后轮侧偏角
它只关心它的数值的大小
不关心它的符号的正负
用前后轮的侧偏角的绝对值之差
来评价稳态响应
第二种方法
采用转向半径的比值
也就是我们用瞬时的转弯半径
比上它的原始的转弯半径
也就是R比R0这样方法
第三种
采用静态储备系数
实际静态储备系数这种方法
主要采用你的质心的位置
和一个所谓中性转向点的位置
这样来比较
实际为了突出质心的位置
对于稳态响应的这样影响参数
首先我们先看一看
前后轮侧偏角之差这种方法
为了确定汽车的稳态响应
常常对汽车输入一个
固定的方向盘的转角
令汽车以不同的速度
作圆周的行驶
测量出其前后
侧偏角的绝对值α1和α2
并以前后轮侧偏角的
绝对值的之差
与侧向加速度的关系
来评价汽车的稳态响应
这个曲线
见下边这个图
图的左边这个曲线
实际就是表征前后轮侧偏角之差
和侧向加速度的关系
横坐标是侧向加速度
纵坐标是前后轮侧偏角的
绝对值之差
然后K大于零的时候
实际侧偏角绝对值之差
也是大于零的
它是一个向上的直线
对于中性转向的车来讲
K等于零的情况下
实际它的前后轮侧偏角之差
也等于零
对于过多转向K小于零的情况下
实际前后轮侧偏角
绝对值之差也小于零
在这个图当中 右边这个曲线
实际是一系列的
汽车的试验曲线
下面我们讨论一下
前后轮侧偏角的绝对值之差
和稳定性因素K之间的关系 这个表达式
就是稳定性因素K的表达式
在这个表达式的上下
都乘以侧向加速度
我们就可以得到
这样一个表达式
下边的表达式
括弧里边第一项
就变成了后轮的侧向力
比上侧偏刚度
第二项
是前轮的侧向力比上侧偏刚度
实际上第一项
就是后轮的侧偏角
第二项
就是前轮的侧偏角
由于侧向加速度
与前后轮的侧偏角的
符号是相反
因此在这种情况下
我们取绝对值
这样刚才括弧里边在α2 - α1
如果你取绝对值
正好就变成了α1 - α2
变换过来的表达式
我们要是以
前后轮侧偏角绝对值之差
把它挪到等号的左边
等号的右边就变成了
稳定性因素乘以侧向加速度
再乘以轴距
当前后轮侧偏角的绝对值之差
大于零的时候
实际上K也是大于零的
是不足转向
当前后轮侧偏角
绝对值之差等于零的时候
稳定性因素K也等于零
它是中性转向
当前后轮侧偏角
绝对值之差小于零的时候
这时候稳定性因素K
也是小于零
因此为过多转向
并且前后轮侧偏角绝对值之差
它与侧向加速度
也是成线性的关系
它的斜率
等于轴距和稳定性因素K的乘积
为了说明前后轮侧偏角
绝对值之差
与稳态响应的内在联系
下面我们讨论一下
前后轮侧偏角绝对值之差
与汽车转向半径R的关系
我们稳态横摆角速度增益的表达式
是这样一个式子
这样我们把前轮转角把它提取出来
它就转化成为轴距除以转弯半径
然后加上L K乘以ay
这样我们把后面这一项
用前后轮的侧偏角绝对值之差
把它带进去就变成了等式
所以我们就有
转弯半径等于这样一个表达式
分子是轴距
分母是前轮转角
减去前后轮的侧偏角绝对值之差
通过转弯半径表达式
我们就可以知道
当前轮转角等于δ
如果车速非常低
侧偏角可以忽略不计的情况下
这时候转弯半径
实际上就是R0
R0 实际等于L比上δ
当车速提高以后
前后轮有了侧偏角
如果它的前后轮侧偏角
绝对值之差是正值
这时候我们的转弯半径
就会大于R0
汽车的转向效果受到抑制
这时就是不足转向
如果绝对值之差是负值
我们的R就会小于R0
汽车的转向效果就会加强
这时是过多转向特性
因此前后轮侧偏角
绝对值之差是可以作为表征
汽车稳态响应的评价指标的
通过图527我们也可以看到
实际上是一系列的试验曲线
在这些曲线当中
当我们侧向加速度
相对比较小的时候
它大体上还有一些线性的关系
当侧向加速度稍稍大一点以后
由于轮胎进入了非线性
所以这些曲线
或者是有些向下弯曲
或者是向上弯曲的
在这里边
还表征出来某一个货车
在最开始的时候
实际它前后轮侧偏角的绝对值之差
也是大于零的
但是我们真正在评价
是不足还是过多转向的时候
常常是以曲线的斜率来表征
当曲线的斜率等于零的时候
实际也就意味着
你在增加侧向加速度的时候
实际上侧偏角已经不变了
或者说它的转弯半径
也已经不变了
当斜率小于零的情况下
随着你的侧向加速度的增加
实际它的转弯半径
已经是在变小了
我们在工程上判定的时候
常常也就把它当成了过多转向
所以我们在实际的
前后轮侧偏角
与侧向加速度的曲线当中
经常是以曲线的斜率
来判断其转向特性的
斜率大于零的时候
随着侧向加速度的增加
前后轮侧偏角绝对值（之差）
增加的转弯半径也是增加的
这时我们把它称之为不足转向特性
斜率小于零的时候
就把它叫做过多转向
斜率等于零的时候
就把它称之为中性转向
下面我们讨论一下
转弯半径的比值R比R0指标
怎么来表征稳态转向特性
在前轮转角一定的情况下
如果车速极低
侧向加速度接近于零的情况下
这时的转弯半径
我们把它定义成为R0
也就是相当于前后轮
没有侧偏角的时候
这时它的转弯半径
是用R0来表示
而有一定车速
和有一定侧向加速度的时候
它的转弯半径是用R来表示
则这样两个转弯半径的比值
它也是可以表征稳态响应的
下面确定一下
R比R0的数值
与稳定性因素K的关系
这个表达式
实际就是我们瞬时转弯半径
表达式
当然这个转弯半径
一般来讲就等于
车速除以横摆角速度
是我们在进行数据处理
等等时候形成的共识
然后我们的车速
比上横摆角速度
我们把它代入
稳态横摆角速度增益的
表达式以后
它就简化成为等式
然后
我们由于L比上δ就等于R0
所以它最后
就变成了这样一个表达式
最后我们就会导出来R比R0
实际上就等于1加上稳定性因素
与车速平方的乘积
这样的话
我们当稳定性因素K等于零的时候
R / R0 = 1
实际上也就是它们是相等的
当K＞0的时候
R / R0
它实际就是大于1的
这和我们的一般
对于不足转向的
定义的常识也是一致的
因为它随着车速的提高
半径也是逐渐变大
当K＜0的时候
R / R0 ＜1
也就是过多转向的汽车
转弯半径总是小于R0的
转弯半径随着车速的增大
它是减小的
我们这张图里边
则显示了各种不同的汽车
它们的转弯半径
它的变化的情况
我们这左上角的这个图
它的横坐标
它当然是车速的平方
纵坐标R / R0
它所展示出来的就是R / R0
它怎么来表征汽车的稳态响应
对于中性转向的汽车来讲
它就是恒等于1
对于不足转向汽车来讲
它是为起点等于1
一个向上倾斜的曲线 直线
然后 对于过多转向汽车
它也是起点等于1
斜率是负的一条直线
我们右上角一幅图
它表征的是五十铃小卡车
它的R / R0的曲线
通过这个也可以看出来
它是不足转向的汽车
当然我们通过行驶车速的平方
为横坐标来表达式
实际我们是可以提取出来
它里边的K值的
因为我们R / R0 = 1 + Ku方
通过它的斜率
实际上是可以
把它稳定性因素K求出来
当然我们的右边
分别是两种汽车的
它的横坐标是侧向加速度
纵坐标是稳定性因素的情况下
它的曲线
因为也就是说从这里边
把它的K值提取出来以后
我们左边这个图
K值提取出来完以后
把它表征出来
随着侧向加速度
它的稳定性因素的变化
它这是一辆桑塔纳汽车
最下边的下角的这样一条线
它实际上是一个奔驰汽车的
稳定性因素
随着侧向加速度
它变化的这么一个曲线
实际上R / R0
这样一种表达方式
是我们在试验当中
最常用的一种表达方式
为什么呢
因为我们瞬时转弯半径
是非常容易求出来
只需要测量汽车行驶车速
和横摆角速度
因为在任何一个
操作稳定性试验当中车速
横摆角速度是肯定要测的
当然你有一个初始的R0值
你再有一个瞬时的转弯半径
它们的比值呢
是非常容易的
实时就可以得到
所以这是我们的工程试验当中
最常用的方法
第三种表征稳态响应的方法
就是所谓的
用静态储备系数来表达
当然静态储备系数
是和中性转向点概念相联系的
也就是这个中性转向点
是怎么来定义的呢
也就是说使得汽车前后轮
产生同样大小侧偏角的
侧向力作用点
我们把它称之为中性转向点
当然中性转向点
按照我们的定义
根据力矩平衡
是很容易把它求出来的
比如这个图
当我们的中性转向点
我们用cn来表示
一般质心在这里边
用c来表示
当然中性转向点cn
然后距离前轴的距离
我们是用a'来表示
距离后轴的距离呢
是用b'来表示
然后当我们的侧向力
作用在中性转向点的时候
前后轮的侧偏角它是一样的
根据这个定义
既然前后轮侧偏角是一样的
我们就可以求出来
中性转向点
是前轴的距离a'
根据刚才那个图
力矩平衡的表达式
这个a'就应该等于
后轮的侧向力除以（乘以）轴距
然后比上前轮和后轮的
侧向力之和
由于前后轮的侧偏角是一样的
这样的话表达式就变成为
后轮的侧偏刚度
比上前轮加上后轮的侧偏刚度
最后乘上一个轴距
我们静态储备系数的定义
就是中性转向点
是前轴距离与汽车质心
至前轴距离之差
也就是说a' - a
与轴距之比
是我们把它定义成为
静态储备系数
静态储备系数的表达式
就是静态储备系数在这里边
我们用S.M.来表示
它当然是a'减去a是分子
分母是轴距
然后把它展开
就是这样的一个表达式
当中性转向点
与质心重合的情况下
也就是因为我们
汽车在转向的时候
侧向力
总是作用在质心上头
都是作用在质心上头
这时呢
由于这两个重合
那当然了就会使得
前后轮的侧偏角一样大小
这时就是中性转向
当质心在中性转向点之前的时候
也就是我们这个时候a'
是大于a的
在这种情况下
由于你的质心
是在中性转向点之前
这时分配给前轮的侧向力
实际就会大于后轮
这时前轮产生的侧偏角
就会大一点后轮就小了
因此按照这个定义
前后轮的侧偏角绝对值之差
就会大于0
在这种情况下
它就是不足转向了
也就是当你的中性转向点
位于质心的后边
或者说我们的质心
位于中性转向点之前的时候
它是不足转向
另一个角度来讲
当我们的质心
位于中性转向点之后
这时候就会造成后轮的侧偏角
大于前轮的侧偏角
这时候就会变成为过多转向
好 这方面的知识点
就介绍到这里
-绪论
--默认
-知识点1.1：汽车动力性的评价
--视频-1.1
-知识点1.1：汽车动力性的评价--作业
-知识点1.2：汽车的驱动力
-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力--作业
-知识点1.4：汽车的行驶阻力（2）空气阻力
-第一章汽车的动力性-知识点1.4：空气阻力
-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力
-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力--作业
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图--作业
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解--作业
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件--作业
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力--作业
-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力
-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力--作业
-知识点1.11：汽车的附着率
--汽车的附着率
-知识点1.11：汽车的附着率--作业
-知识点1.12：汽车的功率平衡和动力特性图
-知识点1.12：汽车的功率平衡和动力特性图--作业
-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价
-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价--作业
-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算
-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算--作业
-知识点2.3：影响汽车燃油经济性的因素（1）
-知识点2.3：影响汽车燃油经济性的因素（1）--作业
-知识点2.4：影响汽车燃油经济性的因素（2）
-知识点2.4：影响汽车燃油经济性的因素（2）--作业
-知识点2.5：电动汽车的研究
--电动汽车的研究
-知识点2.5：电动汽车的研究--作业
-知识点3.1：汽车动力装置参数及其发动机功率的选择
-知识点3.1：汽车动力装置参数及其发动机功率的选择--作业
-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择
-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择--作业
-知识点3.3：传动系挡位数与各挡传动比的选择
-知识点3.3：传动系挡位数与各挡传动比的选择--作业
-知识点3.4：利用燃油经济性—加速时间曲线确定主减速器传动比
-知识点3.4：利用燃油经济性—加速时间曲线确定主减速器传动比--作业
-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比
-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比--作业
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
--利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比--作业
-知识点4.1：制动性的评价指标
--制动性的评价指标
-知识点4.1：制动性的评价指标--作业
-知识点4.2：制动时车轮的受力
--制动时车轮的受力
-知识点4.2：制动时车轮的受力--作业
-知识点4.3：硬路面的附着系数
--硬路面的附着系数
-知识点4.3：硬路面的附着系数--作业
-知识点4.4：制动效能及其恒定性
--制动效能的恒定性
-知识点4.4：制动效能及其恒定性--作业
-知识点4.5：制动距离的计算分析
-知识点4.5：制动距离的计算分析--作业
-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性
-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性--作业
-知识点4.7：制动时汽车的跑偏
--制动时汽车的跑偏
-第四章：汽车的制动性--知识点4.7：制动时汽车的跑偏
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失
-知识点4.8：制动时汽车的侧滑和转向能力丧失--作业
-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
--知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系--作业
-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线--作业
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数--作业
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-知识点5.2：汽车操纵稳定性概述(2)评价方法
-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法--作业
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性
-知识点5.11：横摆角速度的频率响应特性--作业
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系
-知识点5.12：汽车操纵稳定性与悬架的关系--作业
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度--作业
-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响--作业
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
