汽车圆周行驶时的稳定性

一、汽车圆周行驶时的稳定性

汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应是等速圆周行驶。汽车等速圆周行驶时产生的离心力是导致侧偏现象发生的侧向力，若转向半径为R（m），汽车行驶速度为v（m/s），则产生的离心力F_j（N）为

F_j与圆周的切线垂直，作用在质心处。该作用力使前车轮和后车轮的轮轴处受到侧向力F_y1′和F_y2′的作用，其大小可由F_j分解得到：

侧向力F_y1′和F_y2′只能由作用在前后车轮与地面间的侧向反作用力平衡。因此，前后车轮受到的地面侧向反作用力（侧偏力）F_y1、F_y2与F_y1′、F_y2′大小相等、方向相反，即

式中，，，分别称为前后轴的悬架质量。

在前后车轮地面侧向反力F_y1、F_y2的作用下，前后车轮产生的侧偏角为(https://www.daowen.com)

把式（6-6）代入式（6-4）和式（6-5），得到转向半径R（m）和转向横摆角速度ω_r（rad/s）为

由式（6-7）和式（6-8），并与转向特性的定义比较可知：

①如果当或k₁L₁=k₂L₂时，有、。此时，R与v无关；随着v提高，ω_r与v成正比增加。此时，汽车具有中性转向特性。

②当或k₂L₂＜k₁L₁时，随着行驶速度v的增大，有R＞R₀、ω_r＜ω₀。此时，汽车具有不足转向特性。

③当或k₂L₂＞k₁L₁时，随着行驶速度v的增大，有R＜R₀、ω_r＞ω₀。此时，汽车具有过度转向特性。

以上各式说明了具有不同转向特性的汽车所具有的一些结构特征，根据这些结构特征，可以判断汽车的稳态转向特性的类型。