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第11章方向稳定性（操纵方向盘的情况）1

11.1 以汽车前方L为目标操纵方向盘时2

11.1.1 运动方程式的导出2

11.1.2 从曲线进入直线线路运动的一例5

11.2 感到姿势角、线路角和位置偏移而操纵方向盘的情况8

11.2.1 运动方程式8

11.2.2 方程式的解10

11.2.3 用上述理论的实例计算14

（1）对应于各种操纵方向盘形式的运动过程14

（2）操纵方向盘与运动收敛性的关系18

（3）与实践经验的对比21

11.3 极低速度操纵方向盘的方向稳定性23

11.3.1 基础方程式23

11.3.2 各种操纵方向盘形式相应的运动过程25

（1）感到角位移而操纵方向盘时25

（2）感到侧向位移而操纵方向盘时26

（3）同时感到角位移和侧向位移而操纵方向盘时28

（4）摘要29

第12章不足转向和过多转向31

12.1 不足转向、过多转向的实用意义（与方向稳定性的关系）31

12.1.1 不足转向、过多转向同静态方向稳定关系32

12.1.2 不足转向、过多转向的主要影响因素34

12.1.3 不足转向、过多转向同动态方向稳定的关系35

12.1.4 不足转向、过多转向的实用意义及其适宜度40

12.2 不足转向、过多转向的试验方法及其试验结果例42

12.2.1 试验方法42

（1）试验用测量仪器42

（2）试验方法43

12.2.2 试验结果例46

12.3 影响回转性能及不足转向、过多转向的其它因素52

第13章不规则回转运动54

13.1 序论54

13.2 前后轮（4轮）过制动情况57

（1）这种运动的思考方法57

（2）重心的运动58

（3）绕重心的回转运动59

13.3 前后轮过制动回转运动的形式62

（1）回转运动的5种形式62

（2）计算实例64

（3）结束语66

13.4 后2轮过制动的情况67

（1）这种运动的思考方法67

（2）运动方程式及其解法70

（3）实例计算71

（4）结束语74

13.5 小结75

第14章汽车转向运动及其转向操作力和功率（方向盘的效能和重量）79

14.1 概述79

14.2 瞬态转向时的汽车运动（瞬态转向特性）80

14.2.1 前言80

14.2.2 理论式83

14.2.3 实例计算分析90

（1）运动的一般过程90

（2）行驶速度的影响——高速时的“方向盘发飘”现象92

（3）重量、重心位置、转动惯量的影响92

14.2.4 行驶试验的实例93

14.3 周期转向的汽车运动（频率响应特性）96

14.3.1 前言96

14.3.2 理论式97

14.3.3 实例计算和行驶试验结果100

14.4 转向操作所需要的力103

14.4.1 转向操作需要力的原因103

（1）说明事项103

（2）克服转向系统内摩擦所需要的力106

（3）克服转向系统惯性所需要的力108

（4）克服转向系统内弹簧、橡胶衬套等的弹性力所需要的力115

（5）克服前轮回正力矩所需要的力115

（6）前轮接近原地转向时，克服原地转向力矩所需的力120

（7）以一定加速度举起加在前轮载荷所需的力123

14.4.2保舵力和转向力的总体特性124

（1）保舵力124

（2）转向操作力（转向力）125

14.5 转向操作所需要的能量与功率128

第15章 进入曲线、驶出曲线、换向和移线运动134

15.1 概述134

15.2 由直线进入曲线运动138

15.2.1 理论式138

15.2.2 数值计算例141

15.3 曲线转直线运动146

15.3.1 理论式146

（1）第1期间——抑制曲线行驶期间146

（2）第2期间——收敛于直线行驶期间148

15.3.2 数值计算实例149

15.4 换向运动151

15.4.1 理论式151

（1）第1期间——抑制左回转期间152

（2）第2期间——进入右回转期间152

15.4.2 数值计算例154

15.5 汽车移线运动156

15.5.1 引言156

15.5.2 轿车和客车的移线试验156

（1）试验方法156

（2）试验结果157

15.5.3 理论研究160

（1）理论式160

（2）计算实例的讨论164

第16章 进一步的研究（1）169

16.1 影响曲线运动的诸因素169

（1）基本力学模型170

（2）轴转向（axle steering）的影响171

（3）考虑外倾角变化的侧倾几何学172

（4）束角变化的影响175

（5）内外车轮载荷变化的影响175

（6）悬架系统侧向弹性的影响176

（7）转向系统弹性的影响及转向、悬架两系统的干涉178

（8）前轮驱动与后轮驱动的差别180

（9）空气力及空气力矩的影响181

（10）急加速或急制动的影响182

16.2侧倾力学和回转时各车轮的载荷183

16.2.1 有关侧倾几何学（侧倾中心或者侧倾轴线的概念）的讨论183

16.2.2 本节的主要假设和使用的符号185

16.2.3独立悬架车轮下端的位移和作用力的关系（包括横向稳定杆的作用）188

（1）叉形横臂（wishbon）独立悬架188

（2）摆动车轴式独立悬架189

（3）梁式前轴（beam axle）（或刚性轴——rigid axle）的非独立悬架189

（4）横向稳定杆—anti—roll bar（稳定器—stabilizer）的作用191

（5）以叉型横臂式独立悬架和横向稳定杆并用时191

（6）其它192

16.2.4 计算准备（主要量的第一次近似值的计算）192

16.2.5侧倾角和各车轮载荷的计算194

（1）前轮转角、重心侧偏角、前、后轮侧偏角及作用于各车轮的侧向力的计算194

（2）侧倾角及各车轮载荷的计算195

16.3四轮车的力学中的静不定问题198

16.3.1 四轮车中静不定问题的实例198

（1）刚体力学的静不定问题198

（2）四轮车中静不定问题的实例200

（3）侧倾力学中的静不定问题202

16.3.2 侧倾力矩对前、后悬架装置的分配203

（1）侧倾力矩的两种定义203

（2）侧倾力矩即使为零，也会引起侧倾203

（3）侧倾力矩与侧倾角之间的正确的表示方法204

（4）侧倾力矩在前、后悬架装置上的分配206

16.3.3 四轮车前、后悬架装置各自侧倾特性的测定法207

16.3.4 稳态圆周运动时载荷转移等的计算209

第17章 更进一步的研究（2）211

17.1 5自由度的力学模型211

17.1.1 引言211

17.1.2 5自由度的运动方程式213

（1）垂直于行驶方向力的平衡（重心的侧向运动方程式）213

（2）绕通过重心的垂直轴回转力矩的平衡（横摆运动方程式）214

（3）绕侧倾轴回转力矩的平衡（侧倾运动方程式）216

（4）转向系统运动方程式219

（5）辅助方程式225

17.1.3 上述运动方程式的应用实例225

17.2 人—车系统的运动力学234

17.2.1 序言234

17.2.2 视野受限制时的行驶速度235

17.2.3 稳定直线行驶时的视距237

17.2.4 汽车移线的人—车系统的运动力学240

17.2.5 稳态回转时的视距和视角以及以此为基础的人一车系统的运动力学244

17.3 前轮定位的确定方法249

17.3.1 前轮定位的定义和设计自由度250

17.3.2 根据轮胎特性计算绕主销轴回转的回正力矩252

17.3.3 确定前轮定位的根据253

第18章 操稳性的试验与测定255

18.1 力学基础量的测定255

18.1.1 重量、重心位置的测定255

18.1.2 转动惯量、惯性主轴、惯性积的测定255

（1）绕垂直轴的转动惯量Jz255

（2）绕y轴的转动惯量Jy257

（3）绕x轴的转动惯量Jx258

（4）惯性主轴、主转动惯量及惯性积258

18.1.3 侧倾轴、侧倾刚度的测定260

18.1.4 轮胎侧偏特性的测定261

18.1.5 空气力学特性的测定262

18.1.6 转向系统的静、动特性的测定262

（1）等效转动惯量262

（2）静特性263

（3）动特性265

18.2 主要测试装置266

18.2.1 印迹装置、曲率半径规尺和侧偏角规尺266

18.2.2 侧偏角自记式记录仪268

18.2.3 线加速度计和角加速度计270

18.2.4 自记式操纵计及简易转向操作力计270

（1）自记式操纵计（转向操作力、方向盘转角、转向角计）270

（2）简易转向操作力计272

18.2.5 方向盘操作功率自动记录仪273

18.2.6 侧倾角、纵倾角、横摆角等的测定装置274

（1）侧倾角的简易测定法274

（2）用自由陀螺（free gyro）测定角度的方法276

（3）速率陀螺仪测定角速度的方法278

（4）在车身上安装电影摄影机的方法278

（5）利用液体喷射来测定水平面的方法281

18.2.7 车轮姿势的测定装置282

18.2.8 原地转向操作力的测定装置283

18.2.9 转向规范装置284

18.3 试验方法和试验结果示例285

18.3.1 不足转向、过多转向及保舵力试验286

18.3.2 转向操作力试验286

（1）原地转向操作力试验286

（2）微速行驶时的转向操作力试验287

（3）低速时转向操作力试验287

（4）高速时转向操作力试验290

18.3.3 撒手方向稳定性及回正试验291

（1）撒手方向稳定试验291

（2）方向盘回正试验293

18.3.4 频率响应试验和瞬态响应试验294

18.3.5 急剧转向操作试验295

（1）急剧的蛇形（slalom）行驶试验295

（2）急剧的移线行驶试验296

（3）急剧转向避开障碍物的试验296

（4）不规则回转性试验297

18.3.6 有关坏路行驶试验297

（1）方向盘反冲试验297

（2）甩尾试验300

18.4 特殊试验与测定300

18.4.1 瞬时风向风速计及其各种测定300

18.4.2 侧向送风设备303

18.4.3 利用喷气装置的方向稳定性试验305

18.4.4 测定轮胎的侧向变形推算接地力的方法307

18.4.5 利用轮胎放气—充气装置进行的轮胎被刺破时汽车的运动特性试验310

补遗314

1．超高弯道处的运动力学314

1.1 二轮车314

1.2 四轮车318

2．高速汽车的空气动力学设计320

2.1 汽车空气动力学特性的概述320

（1）迎风行驶320

（2）侧向风323

2.2 高速行驶受侧向风作用时的设计329

3．汽车群的运动力学（交通流理论的基础研究）332

3.1稳态行驶时汽车群的运动（稳态行驶时的交通流量）333

3.2起步加速时汽车群的运动（交叉点处的交通流量）338

3.2.1 单纯加速运动时338

3.2.2 保持安全制动车间距的起步加速时341