自考汽車理論答案余志安汽車操縱穩(wěn)定性

1、第五章5. 1 轎車（每個）前輪胎的側偏剛度為-50176N/rad、外傾剛 度為-7665N/rad。若轎車向左轉彎，將使兩前輪均產生正的外傾角， 其大小為40。設側偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪載荷轉移的影 響.試求由外傾角引起的前輪側偏角。答： 由題意：FY=kk =故由外傾角引起的前輪側偏角：k k=05. 2 6450輕型客車在試驗中發(fā)現(xiàn)過多轉向和中性轉向現(xiàn)象，工程師們在前懸架上加裝前橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的側傾角剛 度，結果汽車的轉向特性變?yōu)椴蛔戕D向。試分析其理論根據（要求有必要的公式和曲線）。答：穩(wěn)定性系數：L & ki 丿ki、k?變化，原來K0,現(xiàn)在K>0,即變

2、為不足轉向。5. 3汽車的穩(wěn)態(tài)響應有哪幾種類型？表征穩(wěn)態(tài)響應的具體參數有哪些？它們彼此之間的關系如何（要求有必要的公式和曲線）？ 答：汽車穩(wěn)態(tài)響應有三種類型：中性轉向、不足轉向、過多轉向。幾個表征穩(wěn)態(tài)轉向的參數：1前后輪側偏角絕對值之差(轉向半徑的比R/R。；3.靜態(tài)儲備系數S.M.彼此之間的關系見參考書公式(5-13) (5-16) (5-17 )。5 .4舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性的方法，并說明汽車重心前后位置和內、外輪負荷轉移如何影響穩(wěn)態(tài)轉向特性？答：方法：1.時為不足轉向，時為中性轉向，<0時為過多轉向；2.R/R0>1時為不足轉向，R/R0=1時為中性轉向，R/R0&l

3、t;1時為過多轉向；3.S.M.>0時為不足轉向，S.M.=0時為中性轉向，S.M.V0時為過多轉向。汽車重心前后位置和內、外輪負荷轉移使得 汽車質心至前后軸距離a、b發(fā)生變化，K也發(fā)生變化。5.5汽車轉彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？答：否，因轉彎時車輪受到的側偏力，輪胎產生側偏現(xiàn)象，行駛 阻力不一樣。5.6主銷內傾角和后傾角的功能有何不同？答：主銷外傾角可以產生回正力矩，保證汽車直線行駛；主銷內 傾角除產生回正力矩外，還有使得轉向輕便的功能。5. 7橫向穩(wěn)定桿起什么作用？為什么有的車裝在前懇架，有的裝在后懸架，有的前后都裝？答：橫向穩(wěn)定桿用以提高懸架的側傾角剛度。裝在前懸架是使

4、汽車穩(wěn)定性因數 K變大，裝在后懸架使K變小， 前后懸架都裝則使前后懸架側傾角剛度同時增大。5.8某種汽車的質心位置、軸距和前后輪胎的型號已定。按照二自由度操縱穩(wěn)定性模型，其穩(wěn)態(tài)轉向特性為過多轉向，試找出五 種改善其轉向特性的方法。答： 即要K變大，可在前懸架上裝橫向穩(wěn)定桿，后懸架不變；前懸架不變，減小后懸架側傾角剛度；同時在前后懸架裝橫向穩(wěn)定桿，但保證a/k2-b/k1變大；同時減小前后懸架側傾角剛度， 但保證a/k2-b/k1變大；增大汽車質量。5.9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性 ？答： 否，m不同，空載時的汽車m小于滿載時的m,即滿載時的K 更大，操縱穩(wěn)定性更好。5. 10試用有

5、關計算公式說明汽車質心位置對主要描述和評價汽車操縱穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)響應指標的影響。答：穩(wěn)定性系數公式：K=弓"旦-衛(wèi)L2也ki丿汽車質心位置變化，則a、b變化，即K也隨之改變。5.11二自由度轎車模型的有關參數如下：總質量 m = 1818. 2kg繞Oz軸轉動慣量I 3885kg m2軸距 L=3.048m質心至前軸距離a=1.463m質心至后軸距離b=1.585m前輪總側偏剛度ki =62618N/rad后輪總側偏剛度k -110185 N/rad轉向系總傳動比i=20試求:1）穩(wěn)定性因數K、特征車速uch o2）穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線 丄）s- ua車速u=22.35m/s時的轉向

6、6靈敏度丄。§sw3）靜態(tài)儲備系數S.M.，側向加速度為0. 4g時的前、后輪側偏角絕對值之差aa2與轉彎半徑的比值R/R0（R0=15m）o4）車速u=30.56m/s,瞬態(tài)響應的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率0、阻尼比、反應時間與峰值反應時間；。提示：1）穩(wěn)定性系數：旦BL也 k1丿特征車速h £2)轉向靈敏度叫=UL26 丿s 1 + Ku23)K-妝1 _口2 )二口1,a丄&抵6 'R 二-1 - 2Ro4)固有圓頻率 0阻尼比丄丄2 om"arctg峰值反應時間.12穩(wěn)態(tài)響應中橫擺角速度增益達到最大值時的車速稱為特征車速Uch。證明:特

7、征車速Uch=1/K，且在特征車速時的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益,為具有相等軸距L中性轉向汽車橫擺角速度增益的一半。答:轉向靈敏度丄s 1皿特征車速Uch上,中性轉向時、s L得證。5. 13測定汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性常用兩種方法，一為固定轉向盤轉角法，并以R/Ro ay曲線來表示汽車的轉向特性（見第五章第三 節(jié)二）；另一為固定圓周法。試驗時在場地上畫一圓，駕駛員以低速 沿圓周行駛，記錄轉向盤轉角-.wo,，然后駕駛員控制轉向盤使汽車始終在圓周上以低速持續(xù)加速行駛。隨著車速的提高，轉向盤轉角:.sw（一般）將隨之加大。記錄下 5角，并以二-ay曲線來評價汽車的 §SW0轉向特性，試證二=1 Ku2

8、"swO，說明如何根據 A -ay曲線來判斷汽車swy swO的轉向特性。證明：轉向半徑u(u/L 2仔J + Ku2 丿1 Ku2 Ld=1 Ku2 Ro上=1 Ku2 R-'swORo5. 14習題圖4是滑柱連桿式獨立懸架（常稱為Me Phersonstrut susp nsion）示意圖。試證：1）R.C. 為側傾中心。2）懸架的側傾角剛度為 K r =2ks（mP）,式中ks為一個彈簧的n（線）剛度。習題圖4滑柱連桿式獨立懸架示意圖提示：1）畫出地面對于車廂的瞬時轉動中心，即為側傾中心R.C.2) 證明參考書P135-1365. 15試求計算穩(wěn)態(tài)響應質心側偏角增益 -

9、)s的公式，并求題5. 11中轎車在u=31. 3m/s(70 mile /h)、a0.4g時的質心側偏角。 計算u=31. 3m/s時的瞬態(tài)響應峰值反應時間；和轎車的汽車因數 T.B.值。提示：將方程組(5-9)兩式聯(lián)立，vfr =0,消去°)s65 . 16為什么有些小轎車后輪也設計有安裝前束角和外傾角?答：因為轎車后輪安裝前束角和外傾角是為提高操縱穩(wěn)定性。5. 17習題圖5為三種前獨立懸架對車輪相對車身垂直上下位移時前束變化的影響。試問圖中哪一條曲線具有側傾過多轉向效 果？壓端習題圖3車身垂直上下 位移時前束的變化曲線答：圖中點劃線所表示的具有過多轉向效果5. 18轉向盤力特性

10、與哪些因素有關，試分析之 答： 轉向盤力特性決定于以下因素：轉向器傳動比及其變化規(guī)律、 轉向器效率、 動力轉向器的轉向盤操作力特性、 轉向桿系傳動 比、轉向桿系效率、由懸架導向桿系決定的主銷位置、輪胎上 的載荷、輪胎氣壓、輪胎力學特性、地面附著條件、轉向盤轉 動慣性、轉向柱摩擦阻力及汽車整體動力學特性。519 地面作用于輪胎的切向反作用力是如何控制轉向特性 的?提示： 參考書 P152-155。僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniq