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空气动力学和车辆动力学

2025-03-24 13:16
风洞中的流动是对路面流动条件的近似, 这种近似的质量取决于风洞的技术设计[22 .23 ] 。在实际中, 车辆在无限大流场中行驶, 而风洞测试段的空间有限。因此, 测试段由于车辆的存在而被阻塞。这意味着空气喷射要展开, 以便围绕车辆流动和被收集器回收。因此, 形成压力梯度以及加速和减速,影响空气动力的结果取决于风洞设计的方式。工程师努力建立设计风洞, 以便最小化这些类型的影响, 补偿它们和/或针对其他因素平衡它们[24- 26] 。

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到的侧向加速度 az 减少,因而转向时速度较低。

观察车辆曲线的外侧,图16. 15 给出了升力的影响。为了给出升力对车辆固有转向行为的影响,需要分别考虑前后轴升力的影响,下面将以轮胎特性图作为起点。

图16. 16 给出了法向力、侧偏角和轮胎可转移的侧向力之间的关系。当侧向力增加时,侧偏角也增加。当小侧偏力时,轮胎行为近似线性。即侧向力加倍导致侧偏角的加倍。当侧向力进一步增加时,轮胎行为会发生逆转。一旦达到最大可转移的侧向力,轮胎开始滑移,侧偏角增加,不能再持续较高的侧向力。法向力对轮胎侧向控制力的影响,前面已经提到:法向力增加导致较大的转向力,反之亦然。

如果升力减少了轮胎的法向力,同样的侧向力只能施加在较大的侧偏角上,女如图 16.16 所示。因此,所述轴的侧向刚度减少。后轴的升力具有产生过多转向的趋势,而前轴升力具有导致不足转向的趋势负升力的情况正相反。在升力波动变化的情况下,也会产生类似的影响。图 16.17 给出了轮胎可转换的侧向力对其法向力的依赖性。这个关系是回归的,因为可转换的侧向力不能增加到与法向力相同的程度。通过变化绕平均值F.o的升力,允许法向力周期变化。法向力的这种振荡导致侧向控制力绕平均值F振荡。由于回归的行为,侧向控制力Fs,o的平均值小于侧向力Fs,sa,其是分配给车轮载荷的平均值。因此,当法向力波动时,轮胎可以施加小于平均值的侧向力。然而,为了能够对抗存在的侧向力,需要对轮胎施加较大的侧偏角。后轴力的振荡,改变了朝向过多转向的固有转向行为,前轴升力的振荡导致不足转向的趋势。

这两个例子演示了升力对固有转向行为的影响。升力导致较低的轮胎法向力,当升力存在时,受影响轴在侧向表现更具有弹性。因此,要求增加侧偏角以便抵消侧向力。负升力的情况正相反,后轴负升力引起不足转向行为,前轴负升力导致过多转向趋势,但对转向行为有正向作用。前轴上大的向下压力直接产生转向感觉,改善了车辆对转向输入的响应行为,例如峰值时间响应,见式(16.16)。

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来源:机械工业出版社出版

作者:李杰教授领衔翻译

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