轮自动回正，可保证汽车支线行驶的稳定性。
汽车转向轮的回正力矩来源于两个方面，一个是主销内倾角，依靠前轴轴荷，和车速无关；一个是主销后倾角，依靠侧倾力，和车速有关；速度越高，回正力矩就越大。
5.7横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前悬架，有的装在后悬架，有的前后都装？
答：横向稳定杆的主要作用是增加汽车的侧倾刚度，避免汽车在转向时产生过多的侧倾。另外，横向稳定杆还有改变汽车稳态转向特性的作用，其机理在题5.2中有述。横向稳定安装的位置也是由于前、后侧倾刚度的要求，以及如何调节稳态转向特性的因素决定的。
5.8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，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。6.轮胎压力
5.9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。
5.10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：
S.M.=a'?aL?k2k1?k2?aL（a'?k2k1?k2L，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，a'?a，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，a'?a，S.M.为负值，汽车具有过多转向特性。 5.11二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 Iz?3885kg?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=-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
?r??r。 ??ua、车速u=22.35m/s时的转向灵敏度
??s?sw3) 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?1??2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?0、阻尼比?、反应时间?与峰值反应时间?
注意：2）所求的转向灵敏度解：
1）稳定性因数
?r?sw中的?sw是指转向盘转角，除以转向系传动比才是车轮转角。
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K?m?L2?ab?1818.2?1.4631.585?22?????????0.0024s/m ?k22k1?3.048??110185?62618?特征车速uch?1/K? 20.6m/s?74.18km/h
2）
稳态横摆角速度增益曲线
?r??u???a如下图所示：
s车速u=22.35m/s时的转向灵敏度
?r??3.3690/20=0.168
sw
3）
态储备系数S.M.?a?-a2L?kk?a.1576，
1?k2L?0ay?0.4g时前、后轮侧偏角绝对值之差
??1??2?K?ayL?0.0024?0.4g?3.048?0.0281rad?1.6
RL0??,??LR,R?L?????17.4113,R/R0?1.16
1??2?4） 速u=30.56m/s时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有?k1k220?LumI?1?Ku??5.58rad/s,f0?0.8874Hz，
Z阻尼比???m?a2k21?bk2??IZ?k1?k2?2LmIZk1k2?1?Ku2??0.5892，
???2?arctan?1?????mua?0???反应时间????Lk2??0.1811s
?01??2?第 22 页 共 32 页
圆）频率
（
峰值反应时间???1??arctan????2?????01??2???0.3899s
5.12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?特征车速时的横摆角速度增益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。
答：特征车速指汽车稳态横摆角速度增益达到最大值时的车速，汽车稳态横摆角速度增益为：
1/K，且在
?r?)s?u/L1?Ku2?L(11u?Ku)?2L11u?Ku?12LK
当
1u?Ku，即u?1/K时等号成立，所以特征车速uch?1/K。此时的横摆角速度增益
?r?)s?u2L，具
有相等轴距L中性转向汽车的横摆角速度增益为u/L，前者是二者的一半。
5.13测定汽车稳态转向特性常用两种方法，一为固定方向盘转角法，并以R/R0-ay曲线来表示汽车的转向特性；另一为固定圆周法。试验时在场地上画一圆，驾驶员以低速沿圆周行使，记录转向盘转角?sw0，然后驾驶员控制转向盘使汽车始终在圆周上以低速连续加速行使。随着车速的提高，提高转向盘转角?sw（一般）将随之加大。记录下?sw角，并以
?sw?sw0?ay曲线来评价汽车的转向特性。试证：
?sw?sw0?1?Ku，说明如何根据
2?sw?sw0?u曲线来判断
2汽车的转向特性。
证明：设转向器的总传动比为i,设低速运动时的前轮转角为?0，则 ?sw0??0/i?LiR，（其中R为圆周半径）。
连续急速行使时，由式（5-11）：???sw??/i?LiR(1?Ku)。
2?r1(?Ku)u/L2，又?r?u/R，得
所以
?sw?sw0?1?Ku，证毕。
2中性转向时，K=0，
?sw?sw0?1，
?sw?sw0?u是一条直线；不足转向时，K>0，
2?sw?sw0?1， ?sw将随车速得增加而逐
渐增大；K<0，
?sw?sw0?1，?sw将随车速得增加而逐渐减小。
5.14习题图4是滑柱连杆式独立悬架（常称为Mc Pherson strut suspension）示意图。试证： 1）R.C.为侧倾中心。
2）悬架的侧倾角刚度为K?r?2ks(mpn)，式中，ks为一个弹簧的（线）刚度。
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分析：计算悬架侧倾角刚度时，要利用虚位移原理进行推导。推导时注意，本题和书中的单横臂独立悬架是
有区别的，主要是本题有一个角?。
证明：
1）先对左侧悬架分析。当车轮上下跳动时，CB杆绕B点转动，故AC杆的瞬心必在CB所在的直线上；由于AC杆导向机构的约束，A点的运动方向平行与AC杆自身，故AC杆的瞬心必在过A点，垂直AC的直线上。由此可得到左侧车轮的瞬心O’点，侧倾中心就在DO’与汽车中心线的交点上，如图中所示。
2) a.求悬架的线刚度Kl
设车厢不动，汽车处于静止受力状态，作用在轮胎上的地面法向反作用力为Fz'，再在轮胎上加一微元力?Fz'，△ss为弹簧的虚位移，△st为车轮的虚位移，弹簧力相应增加?Q,则?Q?ks?ss。
设O’D与水平面的夹角为?，因为O’为左侧车轮的运动瞬心，由图可知 ?sscos??st?。
mn根据力矩平衡：?Fz'ncos???Qm?ks?ssm。 单侧悬架的线刚度为Kl??Fz'?st?ks(mncos?)。
2由式（5-42）整个悬架的侧倾角刚度为：
K?r?12Kl(2pcos?)?2ks(2mpn)。
2
5.17 习题图5为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化的影响。试问图中哪一条曲线具有侧
倾过多转向效果？
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