車(chē)輛動(dòng)力學(xué)是整車(chē)研發(fā)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，它不僅影響到整車(chē)的操縱性和安全性，而且對(duì)于整車(chē)的用戶(hù)體驗(yàn)和綜合產(chǎn)品力也有著顯著影響。即便是在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)掀起以電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化為代表的新四化變革的當(dāng)下，車(chē)輛動(dòng)力學(xué)研究仍然具有不可替代的重要作用，為分布式驅(qū)動(dòng)、滑板底盤(pán)以及智能駕駛等前沿技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。本書(shū)從大量實(shí)踐應(yīng)用出發(fā)，較為系統(tǒng)地介紹了整車(chē)動(dòng)力學(xué)開(kāi)發(fā)的理論知識(shí)，并提供了實(shí)踐指導(dǎo)。第1章介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)史及發(fā)展趨勢(shì)；第2章介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能和整車(chē)集成；第3章和第4章系統(tǒng)介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素及輪胎動(dòng)力學(xué)的關(guān)系；第5章到第7章分別從車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的三個(gè)方面詳細(xì)介紹了車(chē)輛穩(wěn)定性及其控制、車(chē)輛操縱性和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及行駛平順性與相關(guān)車(chē)輛系統(tǒng)的關(guān)系；后在第8章結(jié)合工程實(shí)踐，介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在整車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。
本書(shū)適用于從事車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，如整車(chē)前期性能和系統(tǒng)定義工程師、動(dòng)力學(xué)性能仿真工程師、底盤(pán)性能調(diào)校和性能驗(yàn)證工程師、零部件配套工程師、整車(chē)架構(gòu)和技術(shù)管理工程師等。同時(shí)，本書(shū)內(nèi)容深入淺出、圖文并茂，對(duì)于汽車(chē)技術(shù)愛(ài)好者以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校師生也普遍適用。
本書(shū)作者吳旭亭先生先后在通用汽車(chē)以及廣汽集團(tuán)工作，先后擔(dān)任高級(jí)項(xiàng)目工程師、高級(jí)主任工程師、技術(shù)總監(jiān)等要職。在2001年，獲通用董事長(zhǎng)榮譽(yù)獎(jiǎng)，并獲多項(xiàng)通用汽車(chē)公司工具/方法/機(jī)密發(fā)明獎(jiǎng)。2016年獲六西格瑪大師黑帶證書(shū)（DFSS Master Black Belt）。在車(chē)身動(dòng)力學(xué)及底盤(pán)研發(fā)領(lǐng)域，吳旭亭先生有超過(guò)20年的工作經(jīng)驗(yàn)，有著深厚的理論功底和實(shí)車(chē)研發(fā)交付經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)內(nèi)享有很高的聲譽(yù)。
本書(shū)正是吳旭亭先生在車(chē)輛動(dòng)力學(xué)及底盤(pán)研發(fā)領(lǐng)域多年研發(fā)工作的沉淀和總結(jié)，從車(chē)輛動(dòng)力學(xué)基本原理講起，系統(tǒng)總結(jié)出了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)研發(fā)調(diào)校的知識(shí)體系和方法論。并在書(shū)中提出了多個(gè)在業(yè)內(nèi)獨(dú)到的理論和研究方法�？胺Q(chēng)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)研發(fā)領(lǐng)域的一部巨著。
在汽車(chē)智能化技術(shù)滲透率日益提高的今天，車(chē)輛底盤(pán)新的驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)即將成為汽車(chē)行業(yè)下一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)。本書(shū)不僅對(duì)于車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在智能汽車(chē)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和介紹，而且書(shū)中的內(nèi)容和方法論對(duì)于未來(lái)的技術(shù)突破更是不可或缺的未來(lái)在車(chē)身控制領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)，更加離不開(kāi)基礎(chǔ)的理論知識(shí)和研發(fā)思路。
希望本書(shū)讀者能夠在閱讀學(xué)習(xí)的過(guò)程中獲得新知、取得共鳴，也希望這本書(shū)能夠真正為大家的工作和學(xué)習(xí)提供幫助和靈感。
汽車(chē)業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)以新四化（電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）為代表的大變革，汽車(chē)也被賦予了比移動(dòng)出行工具更多的所謂第三生活空間的屬性。汽車(chē)新四化為人們帶來(lái)了有關(guān)移動(dòng)空間更多的想象。在傳統(tǒng)意義的基本功能之外，汽車(chē)將會(huì)變得更加智能、更加互聯(lián)、更加安全、更加舒適、更加便利；同時(shí)，汽車(chē)作為移動(dòng)出行工具所具有的基本屬性，如汽車(chē)的使用空間、人機(jī)工程、感知品質(zhì)、主被動(dòng)安全性、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能、NVH性能、能耗、強(qiáng)度、耐久性和可靠性等仍然是用戶(hù)非常關(guān)注的。
汽車(chē)的智能化和電動(dòng)化為車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)這樣的傳統(tǒng)領(lǐng)域提供了更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。智能駕駛和底盤(pán)控制技術(shù)自身的發(fā)展以及整車(chē)平臺(tái)化模塊化需求，直接對(duì)底盤(pán)域控制和中央控制技術(shù)、底盤(pán)全面線控化提出需求。軟件定義汽車(chē)要求軟、硬件模塊開(kāi)發(fā)解耦，硬件平臺(tái)數(shù)量減少，單個(gè)平臺(tái)延展性增強(qiáng)。主機(jī)廠業(yè)務(wù)重心必須向軟件及服務(wù)轉(zhuǎn)移，具備自主軟件開(kāi)發(fā)能力。正如機(jī)械底盤(pán)的物理集成和性能集成是主機(jī)廠的核心能力一樣，掌握車(chē)輛動(dòng)力學(xué)協(xié)同控制技術(shù)也是主機(jī)廠的必由之路。底盤(pán)全面線控化帶來(lái)的快速響應(yīng)、靈活布置、機(jī)電解耦等優(yōu)勢(shì)直接支撐車(chē)輛動(dòng)力學(xué)協(xié)同控制和智能駕駛技術(shù)的落地。因此，車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在這個(gè)激烈變化的時(shí)代依然大有可為，仍然是整車(chē)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是品牌形象的重要支撐。本書(shū)是在大變革時(shí)代帶有守正創(chuàng)新時(shí)代烙印的一個(gè)產(chǎn)品。
車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與整車(chē)研發(fā)的關(guān)系
車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與整車(chē)的架構(gòu)參數(shù)，底盤(pán)中的懸架、轉(zhuǎn)向、輪胎、傳動(dòng)、動(dòng)力總成懸置等系統(tǒng)，以及副車(chē)架、下地板、車(chē)身和座椅系統(tǒng)等都有密切關(guān)系。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在整車(chē)研發(fā)中的合理應(yīng)用，可以有效提升整車(chē)行駛安全性和用戶(hù)駕乘體驗(yàn)，是整車(chē)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。
現(xiàn)代整車(chē)開(kāi)發(fā)流程中，前期需要根據(jù)客戶(hù)需求制訂整車(chē)性能要求，然后通過(guò)逐級(jí)分解，提出系統(tǒng)和零部件的性能要求。多體動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)的普及使得模擬仿真復(fù)雜車(chē)輛系統(tǒng)的難度大為降低。對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工程師，主要的挑戰(zhàn)在于根據(jù)前期不完善的數(shù)據(jù)快速做出決定，這就要求關(guān)注重要的性能指標(biāo)，并從大量仿真數(shù)據(jù)中找出關(guān)鍵的本因，簡(jiǎn)明扼要地明確問(wèn)題的本質(zhì)。通過(guò)應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)，大量的研發(fā)工作得以前置，有利于在縮短的開(kāi)發(fā)周期內(nèi)基于數(shù)據(jù)快速做出決策。另外，后期的實(shí)車(chē)調(diào)校同樣需要車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的理論指導(dǎo)。
作者、讀者和本書(shū)特色
筆者曾在清華大學(xué)、英國(guó)南安普頓大學(xué)和加拿大康考迪亞大學(xué)從事車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和人體振動(dòng)方面的學(xué)習(xí)、研究和教學(xué)工作達(dá)18年；之后在美國(guó)通用汽車(chē)公司和廣汽研究院在車(chē)輛動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域從事具體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)研究工作近30年，所領(lǐng)導(dǎo)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和載荷預(yù)測(cè)團(tuán)隊(duì)支持多個(gè)主要車(chē)輛平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，負(fù)責(zé)完成多個(gè)通用汽車(chē)公司車(chē)輛動(dòng)力學(xué)道路-實(shí)驗(yàn)室-計(jì)算機(jī)仿真（Road-Lab-Math）研發(fā)項(xiàng)目。在理論研究方面，筆者在國(guó)際核心刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表40余篇論文，主筆起草一項(xiàng)ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并受邀組織并主持十余年SAE年會(huì)車(chē)輛乘坐舒適性專(zhuān)題。
本書(shū)適宜的讀者對(duì)象是掌握了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，且有一定產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師，如整車(chē)前期性能和系統(tǒng)定義工程師、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能仿真工程師、底盤(pán)性能調(diào)校和性能驗(yàn)證工程師、零部件配套工程師、整車(chē)架構(gòu)和技術(shù)管理工程師等。在智能駕駛汽車(chē)感知識(shí)別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個(gè)核心系統(tǒng)中，本書(shū)提供的理論知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)從事決策規(guī)劃和控制執(zhí)行工作的工程師會(huì)很有幫助。
本書(shū)在內(nèi)容和寫(xiě)作風(fēng)格上力求精簡(jiǎn)，并且強(qiáng)調(diào)把車(chē)輛動(dòng)力學(xué)理論與工程應(yīng)用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)密切關(guān)聯(lián)起來(lái)。本書(shū)第2章介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能和整車(chē)集成；第3章和第4章系統(tǒng)介紹了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素及輪胎動(dòng)力學(xué)的關(guān)系；第5章到第7章分別從車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的三個(gè)方面詳細(xì)介紹了車(chē)輛穩(wěn)定性及其控制、車(chē)輛操縱性和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及行駛平順性與相關(guān)車(chē)輛系統(tǒng)的關(guān)系。其中，第7章用大量篇幅從多個(gè)方面討論行駛平順性，是本書(shū)的主要特色和貢獻(xiàn)；第5章中詳細(xì)介紹的前后軸等效側(cè)偏剛度對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響，以及第6章對(duì)影響中心區(qū)轉(zhuǎn)向性能關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素的探討都是本書(shū)與眾不同之處。本書(shū)與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)和底盤(pán)設(shè)計(jì)的教科書(shū)和參考書(shū)相結(jié)合可構(gòu)成更為完整的底盤(pán)開(kāi)發(fā)知識(shí)體系。
致謝
在成長(zhǎng)過(guò)程中，得益于幾位師長(zhǎng)的教誨和幫助：我的導(dǎo)師，清華大學(xué)的趙六奇教授帶我進(jìn)入了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)之門(mén)，初選擇的行駛平順性研究變成了職業(yè)生涯中每一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的主線，也是本書(shū)行駛平順性部分內(nèi)容豐富的原因；已故的英國(guó)南安普頓大學(xué)的MichaelJ.Griffin教授是一位真正的科學(xué)家，讓我見(jiàn)識(shí)了大師風(fēng)范，他在人因（Human Factors）方面的專(zhuān)著Human Response to Vibration讓我深切體會(huì)到比產(chǎn)品功能更重要的是用戶(hù)體驗(yàn)；在通用汽車(chē)公司工作時(shí)，有幸向車(chē)輛動(dòng)力學(xué)中心的幾位老先生當(dāng)面請(qǐng)教，受益匪淺，他們?cè)谕ㄓ闷?chē)公司的米爾福德試車(chē)場(chǎng)見(jiàn)證了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的誕生并參與了它的發(fā)展，文獻(xiàn)里引用了他們的文章。其中，有人甚至和Maurice Olley做過(guò)同事，想來(lái)比較傳奇。非常榮幸能和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家Douglas L.Milliken在SAE工作中交往互動(dòng)，他的父親William F.Milliken是車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人之一，是與Mau
序1
序2
前 言
資源說(shuō)明頁(yè)
第1章 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)史及發(fā)展趨勢(shì)1
1.1 概述1
1.2 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的起源3
1.3 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的覆蓋范圍4
1.3.1 車(chē)輛的動(dòng)態(tài)性能定義4
1.3.2 定義車(chē)輛主要特征和品牌形象的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)7
1.4 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在智能汽車(chē)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)8
1.4.1 底盤(pán)域控制器和軟硬件解耦8
1.4.2 汽車(chē)智能化與底盤(pán)線控技術(shù)9
1.5 本書(shū)的覆蓋范圍與結(jié)構(gòu)9
參考文獻(xiàn)10
第2章 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能與整車(chē)集成12
2.1 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能與整車(chē)架構(gòu)參數(shù)13
2.1.1 軸距和輪距的影響13
2.1.2 整車(chē)重量和重量分布的影響14
2.1.3 重心高度的影響14
2.1.4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響15
2.1.5 驅(qū)動(dòng)形式的影響16
2.1.6 小結(jié)18
2.2 整車(chē)集成18
2.2.1 承載式車(chē)身結(jié)構(gòu)和副車(chē)架18
2.2.2 前懸架和其他系統(tǒng)的布置關(guān)系21
2.2.3 后懸架和其他系統(tǒng)的布置關(guān)系22
2.2.4 輪胎包絡(luò)23
2.2.5 小離地間隙24
2.2.6 電動(dòng)汽車(chē)布置的特殊考慮24
2.2.7 小結(jié)25
2.3 模塊化平臺(tái)架構(gòu)與平臺(tái)拓展策略25
2.3.1 整車(chē)平臺(tái)開(kāi)發(fā)歷史25
2.3.2 模塊化平臺(tái)架構(gòu)27
2.3.3 平臺(tái)拓展策略28
2.3.4 小結(jié)30
2.4 總結(jié)30
參考文獻(xiàn)31
第3章 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素32
3.1 懸架系統(tǒng)的基本功能和種類(lèi)32
3.1.1 懸架的構(gòu)成要素33
3.1.2 雙叉臂懸架的種類(lèi)36
3.1.3 麥弗遜懸架的種類(lèi)37
3.1.4 多連桿懸架的種類(lèi)39
3.1.5 扭力梁懸架的種類(lèi)41
3.1.6 懸架形式的選擇原則43
3.2 主銷(xiāo)幾何44
3.2.1 主銷(xiāo)內(nèi)傾角、主軸長(zhǎng)度和摩擦半徑45
3.2.2 主銷(xiāo)后傾角、后傾拖距和后傾偏移距47
3.2.3 轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)幾何和轉(zhuǎn)向回正力矩47
3.2.4 制動(dòng)穩(wěn)定性與摩擦半徑49
3.3 前視圖幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)特性49
3.3.1 側(cè)傾中心的運(yùn)動(dòng)學(xué)定義與物理意義50
3.3.2 外傾角及其運(yùn)動(dòng)學(xué)變化51
3.3.3 前束角及其運(yùn)動(dòng)學(xué)變化52
3.4 側(cè)視圖幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)特性54
3.4.1 側(cè)視圖瞬時(shí)中心與虛擬擺臂54
3.4.2 支撐特性55
3.5 懸架俯視圖幾何運(yùn)動(dòng)特性59
3.5.1 阿克曼轉(zhuǎn)向幾何與阿克曼轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)59
3.5.2 阿克曼校正的討論60
3.5.3 小轉(zhuǎn)彎直徑62
3.6 懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性63
3.6.1 側(cè)向力彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性64
3.6.2 回正力矩變形特性65
3.6.3 縱向力變形特性66
3.7 懸架幾何運(yùn)動(dòng)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性試驗(yàn)66
3.7.1 常用的試驗(yàn)系統(tǒng)66
3.7.2 常見(jiàn)K&C試驗(yàn)介紹66
3.8 對(duì)麥弗遜懸架的特殊考慮72
3.8.1 麥弗遜懸架的滑柱側(cè)向力補(bǔ)償72
3.8.2 連接滑柱的橫向穩(wěn)定桿吊桿對(duì)車(chē)輛動(dòng)態(tài)性能的影響74
3.9 影響車(chē)輛動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵懸架幾何設(shè)計(jì)參數(shù)與K&C參數(shù)77
3.9.1 車(chē)輪定位角設(shè)定指南77
3.9.2 影響輪胎磨損的懸架定位參數(shù)和K&C參數(shù)總結(jié)78
3.9.3 自回正和自轉(zhuǎn)向因素總結(jié)79
3.9.4 對(duì)性能影響的懸架關(guān)鍵幾何設(shè)計(jì)參數(shù)與K&C參數(shù)總結(jié)80
參考文獻(xiàn)83
第4章 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)與輪胎動(dòng)力學(xué)性能84
4.1 輪胎動(dòng)力學(xué)介紹84
4.2 影響操縱性和穩(wěn)定性的輪胎側(cè)向力和回正力矩86
4.2.1 側(cè)偏角輸入下的側(cè)向力和回正力矩86
4.2.2 外傾角輸入下的側(cè)向力和翻轉(zhuǎn)力矩88
4.2.3 輪胎垂向載荷的影響89
4.3 影響制動(dòng)和加速性能的輪胎縱向力91
4.4 轉(zhuǎn)向、加速或減速?gòu)?fù)合工況下的輪胎力92
4.4.1 側(cè)偏角和縱向滑移同時(shí)輸入時(shí)的輪胎動(dòng)力學(xué)特性92
4.4.2 摩擦圓93
4.5 影響駕控體驗(yàn)的輪胎瞬態(tài)特性95
4.5.1 階躍側(cè)偏角輸入下輪胎的松弛特性95
4.5.2 定側(cè)偏角掃頻輸入下輪胎的頻響特性96
4.6 行駛平順性與輪胎的動(dòng)態(tài)特性97
4.6.1 輪胎的模態(tài)97
4.6.2 輪胎的包絡(luò)特性98
4.6.3 胎面橡膠的影響99
4.6.4 輪胎的行駛平順性模型99
4.7 影響能耗的輪胎滾動(dòng)阻力101
4.7.1 滾動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因101
4.7.2 滾動(dòng)阻力與動(dòng)力學(xué)性能之間的權(quán)衡101
4.8 影響車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的輪胎不均勻性102
4.8.1 輪胎質(zhì)量不均勻產(chǎn)生的不平衡力102
4.8.2 承載輪胎垂向和縱向力的波動(dòng)103
4.8.3 簾布層轉(zhuǎn)向和輪胎錐度103
4.8.4 輪胎氣壓與磨損程度對(duì)動(dòng)力學(xué)性能的影響103
4.9 與車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能相關(guān)的輪胎客觀性能指標(biāo)總結(jié)104
4.9.1 與操縱穩(wěn)定性能相關(guān)的輪胎性能指標(biāo)104
4.9.2 與行駛平順性能相關(guān)的輪胎性能指標(biāo)105
4.9.3 與制動(dòng)性能相關(guān)的輪胎性能指標(biāo)106
4.10 總結(jié)106
參考文獻(xiàn)106
第5章 車(chē)輛穩(wěn)定性及其控制107
5.1 整車(chē)穩(wěn)態(tài)側(cè)向力學(xué)107
5.1.1 穩(wěn)態(tài)線性轉(zhuǎn)彎模型的演進(jìn)108
5.1.2 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向靈敏度和橫擺角速度增益113
5.1.3 非線性不足轉(zhuǎn)向度和等效側(cè)偏柔度的討論115
5.2 整車(chē)穩(wěn)態(tài)側(cè)傾力學(xué)117
5.2.1 考慮車(chē)身側(cè)傾自由度的四輪車(chē)輛模型117
5.2.2 側(cè)傾梯度118
5.2.3 橫向載荷轉(zhuǎn)移119
5.2.4 操縱穩(wěn)定性與側(cè)傾角剛度設(shè)計(jì)指南120
5.3 轉(zhuǎn)向輸入下線性二自由度模型的瞬態(tài)響應(yīng)121
5.3.1 線性二自由度動(dòng)態(tài)模型122
5.3.2 線性二自由度模型頻響特性分析125
5.3.3 線性二自由度模型在階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)129
5.3.4 小結(jié)135
5.4 轉(zhuǎn)向輸入下非線性多體模型的瞬態(tài)響應(yīng)136
5.4.1 懸架設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)車(chē)輛瞬態(tài)響應(yīng)的影響136
5.4.2 懸架減振器調(diào)校對(duì)車(chē)輛瞬態(tài)響應(yīng)的影響139
5.4.3 小結(jié)141
5.5 整車(chē)側(cè)翻力學(xué)142
5.5.1 靜態(tài)側(cè)翻穩(wěn)定性概念及試驗(yàn)143
5.5.2 穩(wěn)態(tài)側(cè)翻穩(wěn)定性裕量146
5.6 車(chē)輛穩(wěn)定性的主動(dòng)控制147
5.6.1 基于制動(dòng)系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESC）148
5.6.2 基于差速器和四驅(qū)技術(shù)的穩(wěn)定性控制151
5.6.3 基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定性控制152
5.6.4 主動(dòng)側(cè)傾穩(wěn)定性控制154
5.6.5 評(píng)估ESC系統(tǒng)對(duì)橫擺穩(wěn)定性和
可操控性影響的試驗(yàn)方法156
5.6.6 底盤(pán)電控系統(tǒng)的集成控制157
5.7 總結(jié)158
參考文獻(xiàn)159
第6章 車(chē)輛操縱性和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)161
6.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能和種類(lèi)161
6.1.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成要素及工作原理162
6.1.2 EPS系統(tǒng)的種類(lèi)和控制算法164
6.1.3 轉(zhuǎn)向速比和可變速比168
6.1.4 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響169
6.1.5 主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)171
6.1.6 線控轉(zhuǎn)向171
6.1.7 小結(jié)173
6.2 具有良好操縱性能車(chē)輛的特點(diǎn)173
6.2.1 操縱性與轉(zhuǎn)向性能覆蓋的
用戶(hù)場(chǎng)景173
6.2.2 直線行駛的可控性173
6.2.3 變道行駛的可控性175
6.2.4 彎道行駛的可控性176
6.2.5 高速緊急避障的可控性177
6.3 轉(zhuǎn)向性能客觀指標(biāo)定義177
6.3.1 轉(zhuǎn)向盤(pán)中心區(qū)操縱性試驗(yàn)178
6.3.2 轉(zhuǎn)向靈敏度及其線性度178
6.3.3 轉(zhuǎn)向力矩梯度及其線性度179
6.3.4 轉(zhuǎn)向剛度與中位感181
6.3.5 轉(zhuǎn)向盤(pán)回正特性182
6.3.6 小結(jié)183
6.4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)與轉(zhuǎn)向助力調(diào)校原理184
6.4.1 簡(jiǎn)化的前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型184
6.4.2 基礎(chǔ)轉(zhuǎn)向靈敏度與中心轉(zhuǎn)向速比的選定185
6.4.3 端到端轉(zhuǎn)向速比的設(shè)計(jì)原理186
6.4.4 齒條行程187
6.4.5 轉(zhuǎn)向助力特性調(diào)校187
6.4.6 小轉(zhuǎn)向靈敏度與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度189
6.4.7 手力可調(diào)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)隨速變化的調(diào)校191
6.4.8 小結(jié)193
6.5 轉(zhuǎn)向干擾193
6.5.1 直行跑偏193
6.5.2 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)向（加速跑偏）195
6.5.3 制動(dòng)跑偏197
6.5.4 自轉(zhuǎn)向197
6.5.5 車(chē)轍路漂移197
6.5.6 轉(zhuǎn)向盤(pán)打手197
6.5.7 小結(jié)198
6.6 極限操穩(wěn)性和賽車(chē)動(dòng)力學(xué)198
6.6.1 典型的極限操穩(wěn)工況及
G-G圖198
6.6.2 路徑選擇199
6.6.3 賽道操縱實(shí)施201
6.7 總結(jié)203
參考文獻(xiàn)204
第7章 行駛平順性與相關(guān)車(chē)輛系統(tǒng)205
7.1 行駛平順性涉及的范圍與評(píng)價(jià)方法205
7.1.1 行駛平順性的范圍205
7.1.2 行駛平順性的主觀評(píng)價(jià)206
7.1.3 行駛平順性的客觀量化207
7.2 路面激勵(lì)與內(nèi)部激勵(lì)210
7.2.1 路面激勵(lì)-車(chē)輛垂向和俯仰方向的輸入211
7.2.2 路面激勵(lì)-車(chē)輛縱向和側(cè)向輸入212
7.2.3 路面數(shù)據(jù)采集213
7.2.4 車(chē)輛內(nèi)部激勵(lì)215
7.3 粗糙路面輸入下垂向線性剛體模型及用途217
7.3.1 路面激勵(lì)下的1/4車(chē)輛剛體模型217
7.3.2 傳遞函數(shù)圖221
7.3.3 考慮路面輸入的4個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)226
7.3.4 關(guān)鍵參數(shù)的影響分析及性能優(yōu)化227
7.3.5 考慮減振器襯套柔度的1/4車(chē)輛模型229
7.3.6 小結(jié)234
7.4 減振器設(shè)計(jì)與調(diào)校原理234
7.4.1 整車(chē)動(dòng)態(tài)性能對(duì)減振器特性的要求234
7.4.2 筒式減振器的工作原理237
7.4.3 整車(chē)前期設(shè)計(jì)中的減振器240
7.4.4 筒式減振器的調(diào)校原理及調(diào)校步驟242
7.5 主動(dòng)及半主動(dòng)懸架244
7.5.1 主動(dòng)和半主動(dòng)懸架的區(qū)別與分類(lèi)244
7.5.2 控制系統(tǒng)模型與不變點(diǎn)245
7.5.3 從狀態(tài)反饋控制理論推導(dǎo)出的控制算法247
7.5.4 傳遞函數(shù)及其漸進(jìn)線特征249
7.5.5 全主動(dòng)控制與被動(dòng)懸架的性能比較250
7.5.6 全狀態(tài)變量反饋控制與部分狀態(tài)變量反饋控制的性能比較254
7.5.7 半主動(dòng)控制與天鉤控制、地鉤控制和全狀態(tài)反饋控制的關(guān)系257
7.5.8 半主動(dòng)控制與其他懸架控制系統(tǒng)的性能比較258
7.5.9 半主動(dòng)懸架的減振器硬件260
7.5.10 小結(jié)260
7.6 車(chē)輛俯仰模型與前后懸架剛度比的選擇262
7.6.1 二自由度俯仰模型262
7.6.2 懸架彈簧剛度的選擇267
7.7 動(dòng)力總成懸置與平順性269
7.7.1 動(dòng)力總成懸置的形式269
7.7.2 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置對(duì)內(nèi)部激勵(lì)的隔振270
7.7.3 模態(tài)頻率的分隔與解耦271
7.7.4 橡膠懸置件272
7.7.5 液壓懸置件274
7.7.6 半主動(dòng)和主動(dòng)懸置件系統(tǒng)276
7.7.7 小結(jié)276
7.8 對(duì)限速帶類(lèi)路面凸起的沖擊強(qiáng)度和余振響應(yīng)278
7.8.1 車(chē)輛對(duì)沖擊工況響應(yīng)的機(jī)理分析278
7.8.2 包括側(cè)視擺臂及輪胎包絡(luò)的多自由度模型279
7.8.3 縱向響應(yīng)的影響因素280
7.8.4 垂向響應(yīng)的影響因素282
7.8.5 小結(jié)283
7.9 平滑路上的抖動(dòng)284
7.9.1 模態(tài)分析284
7.9.2 轉(zhuǎn)向盤(pán)軸向振動(dòng)響應(yīng)286
7.9.3 垂向響應(yīng)288
7.9.4 縱向的響應(yīng)298
7.9.5 平滑路抖動(dòng)小結(jié)299
7.10 不平路面輸入下車(chē)身的側(cè)向、橫擺和側(cè)傾響應(yīng)299
7.10.1 簡(jiǎn)化分析模型300
7.10.2 等效側(cè)偏剛度對(duì)平順性的影響302
7.10.3 懸架側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)和側(cè)傾中心高度對(duì)平順性的影響303
7.10.4 不平路面輸入下的車(chē)身側(cè)傾中心303
7.10.5 小結(jié)305
7.11 人-椅系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)行駛平順性的影響305
7.11.1 人體動(dòng)質(zhì)量與人體動(dòng)力學(xué)模型305
7.11.2 座墊的動(dòng)剛度和等效阻尼系數(shù)307
7.11.3 座椅傳遞率、人-椅系統(tǒng)響應(yīng)函數(shù)之間的關(guān)系和SEAT值308
7.11.4 人-椅系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型310
7.11.5 小結(jié)313
7.12 總結(jié)313
參考文獻(xiàn)314
第8章 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)在整車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用316
8.1 整車(chē)正向開(kāi)發(fā)流程概述316
8.1
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