瞬态响应的稳定条件答:当汽车的行驶速度较低时,汽车的横摆角速度(2)`收敛,汽车是稳定的。随着汽车行驶速度的增加,且汽车为过多转向时,(2)`有可能为负值 (2)`即发散,汽车是不稳定的。第四题 应用题1.画出线性二自由度汽车模型,并列出其运动微分方程和稳态响应。(2)`运动微分方程:(2)`(2)`稳态响应:(2)` (2)`(2)`2.6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象,工程师们在悬架上加装横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度,结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论依据(要求有必要的公式和曲线)。答:由课本知识分析可知:汽车稳态行驶时,车厢侧倾角决定于侧倾力矩(2)`和悬架总的角刚度(2)`,即(2)`。前、后悬架作用于车厢的恢复力矩增加:(2)`,(2)`其中(2)`,(2)`分别为前、后悬架的侧倾角刚度,悬架总的角刚度(2)`为前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。由以上的分析易知,当增加横向稳定杆后汽车前悬架的侧倾角刚度增大,后悬架侧倾角刚度不变,所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加(总侧倾力矩不变),由此汽车前轴左、右车轮载荷变化量就较大。在这种情况下,如果左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区,则汽车趋于增加不足转向量。3.某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型,其稳态转向特性为过多转向,试找出五种改善其特性的方法。答:①增加主销内倾角;②增大主销后倾角;③在汽车前悬架加装横向稳定杆;④使汽车前束具有在压缩行程减小,复原行程增大的特性;⑤使后悬架的侧倾转向具有趋于不足转向的特性。4.汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性?答:不具有相同的操纵稳定。因为汽车空载和满载时汽车的总质量、质心位置会发生变化,这些将会影响汽车的稳定性因数、轮胎侧偏刚度、汽车侧倾刚度等操纵稳定性参数。5.试用有关公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。答:以静态储备系数为例说明汽车质心位置对稳态响应指标的影响:(2)`((2)`,为中性转向点至前轴的距离)当中性转向点与质心位置重合时,S.M.=0,汽车为中性转向特性;当质心在中性转向点之前时,(2)`,S.M.为正值,汽车具有不足转向特性;当质心在中性转向点之后时,(2)`,S.M.为负值,汽车具有过多转向特性。6.二自由度轿车模型的有关参数如下:总质量 m=1818.2kg绕Oz轴转动惯量 (2)`轴距 L=3.048m质心至前轴距离 a=1.463m质心至后轴距离 b=1.585m前轮总侧偏刚度 k1=-62618N/rad后轮总侧偏刚度 k2=-110185N/rad转向系总传动比 i=20试求:1)稳定性因数K、特征车速uch。2)稳态横摆角速度增益曲线(2)`、车速u=22.35m/s时的转向灵敏度(2)`。3)静态储备系数S.M.,侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差(2)`与转弯半径的比值R/R(R=15m)。4)车速u=30.56m/s时,瞬态响应的横摆角速度波动的固有(圆)频率(2)`、阻尼比(2)`、反应时间(2)`与峰值反应时间(2)`

瞬态响应的稳定条件

答:当汽车的行驶速度较低时,汽车的横摆角速度收敛,汽车是稳定的。随着汽车行驶速度的增加,且汽车为过多转向时,有可能为负值 即发散,汽车是不稳定的。

第四题 应用题

1.画出线性二自由度汽车模型,并列出其运动微分方程和稳态响应。

运动微分方程:

稳态响应:

2.6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象,工程师们在悬架上加装横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度,结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论依据(要求有必要的公式和曲线)。

答:由课本知识分析可知:汽车稳态行驶时,车厢侧倾角决定于侧倾力矩和悬架总的角刚度,即。

前、后悬架作用于车厢的恢复力矩增加:

,

其中,分别为前、后悬架的侧倾角刚度,悬架总的角刚度为前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。

由以上的分析易知,当增加横向稳定杆后汽车前悬架的侧倾角刚度增大,后悬架侧倾角刚度不变,所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加(总侧倾力矩不变),由此汽车前轴左、右车轮载荷变化量就较大。在这种情况下,如果左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区,则汽车趋于增加不足转向量。

3.某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型,其稳态转向特性为过多转向,试找出五种改善其特性的方法。

答:①增加主销内倾角;②增大主销后倾角;③在汽车前悬架加装横向稳定杆;④使汽车前束具有在压缩行程减小,复原行程增大的特性;⑤使后悬架的侧倾转向具有趋于不足转向的特性。

4.汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性?

答:不具有相同的操纵稳定。因为汽车空载和满载时汽车的总质量、质心位置会发生变化,这些将会影响汽车的稳定性因数、轮胎侧偏刚度、汽车侧倾刚度等操纵稳定性参数。

5.试用有关公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。

答:以静态储备系数为例说明汽车质心位置对稳态响应指标的影响:

(,为中性转向点至前轴的距离)

当中性转向点与质心位置重合时,S.M.=0,汽车为中性转向特性;

当质心在中性转向点之前时,,S.M.为正值,汽车具有不足转向特性;

当质心在中性转向点之后时,,S.M.为负值,汽车具有过多转向特性。

6.二自由度轿车模型的有关参数如下:

总质量 m=1818.2kg

绕Oz轴转动惯量

轴距 L=3.048m

质心至前轴距离 a=1.463m

质心至后轴距离 b=1.585m

前轮总侧偏刚度 k1=-62618N/rad

后轮总侧偏刚度 k2=-110185N/rad

转向系总传动比 i=20

试求:

1)稳定性因数K、特征车速uch。

2)稳态横摆角速度增益曲线、车速u=22.35m/s时的转向灵敏度。

3)静态储备系数S.M.,侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差与转弯半径的比值R/R(R=15m)。

4)车速u=30.56m/s时,瞬态响应的横摆角速度波动的固有(圆)频率、阻尼比、反应时间与峰值反应时间