汽车系统动力学pdf

西华大学交通与汽车工程学院

车辆操纵动力学的研究及其状况

摘要：车辆操纵动力学的研究，首先要研究的问题是具有怎样运动规律和行驶性能的汽车容易为不同的人所驾驶；其次要研究优化设计方法来提高汽车的操纵动力学特性

[8]

。传统的研究方法主要采用实车试验法，耗费巨大成本，而且有些试验难以进行；以

计算机仿真技术为手段来研究汽车的操纵稳定性成为必要和可能[2]；在研究方法上采用虚拟试验技术，汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。 1、车辆操纵动力学的研究

1.1 车辆操纵动力学的基本概念

汽车的操纵稳定性指的是驾驶者在不感到过分紧张、疲劳的条件下,汽车能遵循驾驶

者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶, 且当遭遇外界干扰时,汽车能抵抗而保持稳定行驶的能力。

汽车操纵稳定性的影响因素主要有重心位置、车轮侧偏刚度、转向系刚度、转向系传动比、后轴侧倾转向系数及整车绕垂直轴的转动惯量等。

汽车操纵稳定性是汽车本身的固有特性,完全取决于汽车的机构和参数。假定对汽车输入一个操纵动作,汽车对应的输出

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车辆操纵动力学的研究及其状况

摘要：车辆操纵动力学的研究，首先要研究的问题是具有怎样运动规律和行驶性能的汽车容易为不同的人所驾驶；其次要研究优化设计方法来提高汽车的操纵动力学特性

[8]

。传统的研究方法主要采用实车试验法，耗费巨大成本，而且有些试验难以进行；以

计算机仿真技术为手段来研究汽车的操纵稳定性成为必要和可能[2]；在研究方法上采用虚拟试验技术，汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。 1、车辆操纵动力学的研究

1.1 车辆操纵动力学的基本概念

汽车的操纵稳定性指的是驾驶者在不感到过分紧张、疲劳的条件下,汽车能遵循驾驶

者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶, 且当遭遇外界干扰时,汽车能抵抗而保持稳定行驶的能力。

汽车操纵稳定性的影响因素主要有重心位置、车轮侧偏刚度、转向系刚度、转向系传动比、后轴侧倾转向系数及整车绕垂直轴的转动惯量等。

汽车操纵稳定性是汽车本身的固有特性,完全取决于汽车的机构和参数。假定对汽车输入一个操纵动作,汽车对应的输出

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车辆操纵动力学的研究及其状况

摘要：车辆操纵动力学的研究，首先要研究的问题是具有怎样运动规律和行驶性能的汽车容易为不同的人所驾驶；其次要研究优化设计方法来提高汽车的操纵动力学特性

[8]

。传统的研究方法主要采用实车试验法，耗费巨大成本，而且有些试验难以进行；以

计算机仿真技术为手段来研究汽车的操纵稳定性成为必要和可能[2]；在研究方法上采用虚拟试验技术，汽车电子化是当前汽车技术发展的必然趋势。 1、车辆操纵动力学的研究

1.1 车辆操纵动力学的基本概念

汽车的操纵稳定性指的是驾驶者在不感到过分紧张、疲劳的条件下,汽车能遵循驾驶

者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶, 且当遭遇外界干扰时,汽车能抵抗而保持稳定行驶的能力。

汽车操纵稳定性的影响因素主要有重心位置、车轮侧偏刚度、转向系刚度、转向系传动比、后轴侧倾转向系数及整车绕垂直轴的转动惯量等。

汽车操纵稳定性是汽车本身的固有特性,完全取决于汽车的机构和参数。假定对汽车输入一个操纵动作,汽车对应的输出

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湖南大学课程考试试卷

一 20 二 20 三 20 四 40 五 六 七 八 九 十 总分 100 考 试 用 课程名称：汽车系统动力学；课程编码： 试卷编号： A ；考试时间：120分钟 题 号 应得分 实得分 阅卷教师签名 一、选择题 （总共10题，每题2分，共计20分） 专业班级： 1、行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的（ ）以及车轮的运动。 装订线（题目不得超过此线）A 车辆侧滑 B 车辆横摆 C 车身跳动和俯仰 D 车辆侧倾 2、在建立多柔体动力学方程中，（ ）是需要解决的三个关键问题之一。 A 约束问题 B 控制问题 C 数值计算 D 变形问题 3、（ ）是典型的轮胎物理模型。 A 魔术公式轮胎模型 B 幂指数轮胎模型 C 刷子模型 D SWIFT轮胎模型 4、在制动稳定性分析中，（ ）会影响车辆稳定性。 A 前轮先抱死 B 后轮先抱死 C 无车轮抱死 5、（ ）是扭杆弹簧最显著的优点。 A 充分有效利用材料

汽车空气动力学基本理论

第五章、汽车空气动力学设计

主讲人：王金湘

Email：wangjx@

汽车空气动力学基本理论

汽车空气动力学

ch2空气动力学基础

空气的物理属性 气流运动方程 气流粘性性质

Ch6表面污染与气动噪声

Ch5汽车空气动力学设计

汽车气动造型 造型历史演变 造型与气动阻力 造型与流谱 造型与表面压强轿车空气动力学设计

ch3汽车的气动力

气动阻力 气动升力 气动侧力 纵倾气动力矩 横摆气动力矩 侧倾气动力矩

Ch4气动力对汽车性能的影响

汽车动力性 燃油经济性 操纵稳定性

高速直线行驶

赛车空气动力学设计

汽车转向特性

商用车空气动力学设计

汽车空气动力学基本理论

本章概述

气动造型演变历史 最佳气动造型

汽车外部和内部流谱、汽车表面气动压强分布 汽车空气动力学设计原则 轿车空气动力学设计 赛车空气动力学设计

大客车和货车空气动力学设计

本章大作业：以“赛车的空气动力学设计”（学号尾数

为奇数）或“大客车和货车的空气动力学设计”（学号尾数为偶数）为题，在“中国期刊网”、“google学术搜索”或“万方”上查阅资料，做时间约10～15分钟的ppt介绍。要求11月30日之前将ppt发到邮箱wangjx@

汽车空气动力学基本理论

气动造型的演变历史

马车型

18

纵向动力学

纵向动力学性能分析

动力的需求与供应、动力性、燃油经济性、驱动与附着极限和驱动效率、制动性 汽车动力性能 最高车速、爬坡能力、加速能力。 动力的需求与供应

车辆对动力的需求（行驶阻力）

稳态匀速行驶阻力：车轮滚动阻力、空气阻力、坡度阻力 瞬态加速行驶阻力（加速阻力） 车辆对动力的需求

FG?(mv?mc)gsin?G?(mv?mc)giGFR?fRFZ,WFD?CDA

?a2u2旋转质量总等效转动惯量

发动机、离合器；某特定传动比时的传动系统；驱动桥、差速器；车轮（包括制动鼓或制动盘及半轴） 加速阻力分量 222????i??i旋转质量转动惯量 iw0dr0ig(?e??c??Ti)定义质量换算系数 i 有 Fa?(?imv?mc)ax????1i rd2

代表车辆动力需求的车辆总行驶阻力

???Ma???itwFa,t?(mv?mc)ax Fa,r???2axrdrdrdFDem?Fa?FG?FR?FD ?(?imv?mc)ax?(iG?fR)(mv?mc)g?CDA?a2u2车辆的动力供应

驱动轮毂的转矩 MH?(Me?ML)i0igP发动机额定工况下的转矩损失

汽车动力学学习总结

严格地说，车辆动力学是研究所有与车辆系统运动有关的学科。它涉及的范围很广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应（如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素）外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰以及车轮的运动；而操纵动力学研究车辆的操纵性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆侧滑、横摆和侧倾运动。

1轮胎动力学

轮胎是车辆重要的组成部分，直接与地面接触。其作用是支承整车的重量，与悬架共同缓冲来自路面的不平度激励，以保证车辆具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面具有良好的附着性，以提高车辆驱动性、制动性和通过性，并为车辆提供充分的转向力。所以轮胎动力学的研究对于整车动力学研究具有重要意义。

轮胎的结构特性很大程度上影响了轮胎的物理特性。所以轮胎模型的建立对于车辆轮胎动力学特性的研究具有重大影响。轮胎模型描述了轮胎六分力与车轮运动参数之间的数学关系，轮胎模型在特定工作条件下的输入量有纵向滑动率s侧偏角α径向变形ρ车轮外倾角γ车轮转速ω转偏率φ而输出量为纵向力 侧向力 法向力

系统动力学自学教程

3. DYNAMO语言简介

方程式 延迟、平滑 函数 Vensim软件

系统动力学自学教程

3.1 DYNAMO语言概述

DYNAMO是一种计算机模拟语言系列。取名来自Dynamic Models(动态模型)的混合缩写。 顾名思义，DYNAMO的涵义在于建立真实系统的模型，并借助 于计算机进行系统结构、功能与动态行为的模拟。 DYNAMO系列是伴随系统动力学，相辅相成地发展起来的。 DYNAMOⅠ、 DYNAMO Ⅱ、 DYNAMO Ⅲ、 DYNAMO Ⅳ…… DYNAMO是特地为模拟动态反馈系统而设计的专用语言。它能 够方便地以表格、图形等形式输出数据型的模拟结果。

系统动力学自学教程

3.1 DYNAMO 语言概述

当模拟一个动态反馈系统时， DYNAMO按每一个时间 间隔(DT)为一步，对系统进行定量模拟，并逐步地 模拟下去，从而得出系统的行为。

时间下标：J、K、L 时间间隔：DT→→准确度

DYNAMO中的时间下标

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3.2 变量与方程的表示

DYNAMO中所有的数量可 划分为两大类： (1)常数

(2)变量

变量的通用符号

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DYNAMO模型中各种方程L 状态(State, level)变量方程

汽车系统动力学 上机指导书

一、上机目的

通过实验使学生了解汽车系统动力学的基本原理和研究方法，掌握系统仿真语言MATLAB的基本编程技术及其Simulink工具箱的应用。

二、上机要求

1. 熟悉MATLAB软件以及Simulink软件包的基本功能；

2. 建立汽车子系统的动力学模型，上机仿真计算，并对结果进行分析； 3. 对上述系统，应用汽车系统动力学理论进行仿真分析，比较仿真结果并得出结论；

三、上机环境

PC机、MATLAB软件

四、实验内容

（一）制动系统建模、仿真及ABS控制器设计

通过两自由度单轮模型为例，介绍在MATLAB环境下的控制系统力学建模、ABS控制器设计及仿真分析过程。

1. 动力学建模

某车辆简化后的制动力学模型如右图所示。其中单轮模型质量m，车轮滚动半径rd，车轮转动惯量为Iw，车辆旋转角速度为ω，车轮轮心前进速度为uw，地面制动力为Fxb。作用于车轮的制动力矩为Tb。若忽略空气阻力与车轮滚动阻力，则系统的运动方程如下：

Iwd??Fxbrd?T b （1） dtdu??Fxb （2） dt图1 单轮制动力模型

汽车系统动力学的发展和现状

摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。

关键字：汽车系统动力学 动力学响应 发展历史

Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of