第五章汽车的操纵稳定性

5 汽车的操纵稳定性

1. 何谓汽车的操纵稳定性？其性能如何在时域和频域中进行评价？具体说明有几种型式可以判定和表征汽车的稳态转向特性？

2. 解释下列名词和概念 侧偏现象 侧偏刚度 回正力矩 转向灵敏度 特征车速 临界车速 中性转向点侧向力变形转向系数 侧向力变形外倾系数 转向盘力特性 静态储备系数S.M. 轮胎拖距

3. 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？

4. 汽车的稳态响应由哪几种类型？表征稳态响应的具体参数由哪些？它们彼此之间的关系如何（要求有必要的公式和曲线）。

5. 汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？

6. 主销内倾角和后倾角的功能有何不同？

7. 横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前悬架，有的车装在后悬架，有的前后都装？

8. 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，请找出5种改善其转向特性的方法。

9. 汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性？

10. 试用有关计算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。

11. 为什么有些小轿车后轮也没有设计有安装前束角和外倾角？

12. 转向盘力特性与哪些因素有关，试分析之。

13. 地面作用于轮胎的切向反力是如何控制转向特性的？

14. 汽车的三种稳态转向特性是什么？我们希望汽车一般具有什么性质的转向特性？为什么？有几种型式可以判定或表征汽车的稳态转向特性？具体说明。

15. 画出弹性轮胎侧偏角和回正力矩特性曲线，分析其变化规律的原因。

16. 轮胎产生侧偏的条件是什么？侧偏的结果又是什么？试分析侧倾时垂直载荷在左、右车轮上重新分配对汽车操纵稳定性的稳态响应有什么影响？

17. 试述外倾角对车轮侧偏特性的影响。

18. 汽车表征稳态响应的参数有哪几个？分别加以说明。

19. 汽车重心位置变化对汽车稳态特性有何影响？

20. 用何参数来评价汽车前轮角阶跃输入下的瞬态特性？试加以说明。

21. 车厢侧倾力矩由哪几种力矩构成？写出各力矩计算公式。

22. 试述等效单横臂悬架的概念。

23. 什么是线刚度？如何计算单横臂独立悬架的线刚度？

24. 试述汽车瞬态响应的稳定条件。

25. 转向时汽车左右轮的垂直载荷变化对车轮侧偏特性有何影响？

26. 汽车在前轴增加一横向稳定杆后不足转向量有何变化？为什么？

27. 非独立悬架汽车车厢侧倾力矩由哪两种力矩组成？写出其计算公式。

28. 何谓转向系统和纵置钢板弹簧悬架的运动干涉？如何减少这种干涉？

29. 画出汽车操纵稳定性试验的仪器框图。

30. 试述汽车侧翻的评价指标。

31. 一轿车（每个）前轮胎的侧偏刚度为－38142N/rad、外倾刚度为－37485N/rad。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为2°。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。

32. 6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据（要求由必要的公式和曲线）。

33. 二自由度轿车模型的有关参数如下：

总质量 m＝2120kg

绕Oz轴转动惯量 Iz=4105kg.m2

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=63743N/rad

后轮总侧偏刚度 k2=-113205N/rad

转向系总传动比 i=22

试求：

1） 稳定性因数K、特征车速uch。

rr)sa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sw。

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a1-a2与转弯半径的比值R/R0(R0=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ω0、阻尼比ζ、反应时间τ与峰值反应时间ε。

34. 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特征车速uch。证明：

特征车速uch1/K，且在特征车速时的稳态横摆角速度增益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。

35. 计算题20中轿车在车速ua=110km/h下，频率由0～3Hz的频率响应特性（画图时采用双对数坐标，横坐标为输入频率的对数值，纵坐标为增益的分贝值）。

36. 已知某4×2小客车前、后单胎，总质量2010kg，轴距L为3.2m，其轴荷分配前轴为53.5%，每个前轮胎侧偏刚度k1为-38142N/rad，每个后轮胎侧偏刚度k2为-37485K/rad。试确定该车的稳态转向特性是哪种？如果该车以36km/h车速、方向盘转向角为330度做定向圆周行驶时，求此时汽车的横摆角速度ωr是多少（转向系总传动比i=22）？（悬架侧倾的影响不予考虑）。

37. 已知一汽车总质量为2150kg，轴距为2.8m，前、后单胎，其轴荷分配：前轴荷为54%，后轴荷为46%，现前后轮装用不同轮胎，每个前轮的侧偏刚度为46800N/rad，每个后轮侧偏刚度为38650N/rad，试确定该车的稳态转向特性的性质及其特征车速或临界车速是多少(km/h)？