行駛動力學

在某些行駛動力的作用下車身本身產(chǎn)生運動，這些運動可以分為三種表現(xiàn)出來。

為此可以建立一個坐標系，該坐標系利用其三個坐標軸表示車輛自由度。

? 縱向動力學

主移動方向或行駛方向通過坐標系的 x 軸或縱軸表示。縱向動力學行駛狀態(tài)（例如加速或制動）會導致車輛俯仰，即車輛圍繞 y軸運動。

? 橫向動力學

橫向動力學是指車輛在 y 軸或橫軸方向移動，例如轉(zhuǎn)向過程中或避讓繞行時。這種情況會引起車輛圍繞 x 軸運動，即車輛發(fā)生側(cè)傾。

? 垂直動力學

垂直動力學是指車身在 z 軸或垂直軸方向運動，這種運動稱為車身上下移動，例如在顛簸路面上行駛時。圍繞車輛的 z 軸或垂直軸運動時稱為偏轉(zhuǎn)。

這類運動在不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向時出現(xiàn)，例如以運動方式駕駛車輛時通過漂移表現(xiàn)出來。

這些行駛動力學基本特性主要取決于以下車輛設計尺寸。

重心在車輛中的位置和重心與路面之間的距離，軸距以及輪距是影響車輛行駛動力學特性的關鍵性幾何參數(shù)。

車輪上的作用力車輪與路面之間接觸面上出現(xiàn)的作用力也分為三個主方向。

垂直力是基礎。該作用力與路面垂直，相當于車輪負荷。垂直力與附著系數(shù) μ 的乘積等于可傳遞的最大輪胎側(cè)向力和切向力。卡姆圓半徑以圖形方式表示了這種數(shù)學關系。

此外，在卡姆圓上還可以看到切向力與側(cè)向力之間的關系。

在此以示例方式解釋卡姆圓的含義：

如果輪胎側(cè)向力作用在車輪上，那么沿縱向產(chǎn)生的制動力或加速力（輪胎切向力）最多只能在達到最大總作用力（平面內(nèi)的合力）時為止。

達到最大總作用力時車輪抱死或打滑。

相反，制動時只能達到有限的側(cè)向力（輪胎側(cè)向力）。如果超過這個限值，車輪就會沿橫向側(cè)滑。這種情況會導致車輛甩尾。

如果施加制動力，那么可以產(chǎn)生的最大側(cè)向力取決于卡姆圓半徑。同樣，車輛直線行駛時也可以產(chǎn)生最大制動力或最大加速力（也取決于該半徑）。

這種相互關系表明，轉(zhuǎn)彎行駛時每次快速加速或緊急制動都可能導致車輛甩尾，因為車輪上用于加速或制動的任何縱向力都必然會導致輪胎側(cè)向力降低。

卡姆圓半徑取決于輪胎與路面之間的附著系數(shù)，即取決于輪胎、道路表面和路面狀態(tài)。例如，路面潮濕時該直徑明顯小于路面干燥時。

行駛動態(tài)管理系統(tǒng)之間的相互關系現(xiàn)代行駛動態(tài)管理系統(tǒng)的作用僅以輪胎與路面之間的相互關系為基礎。為確保有效分配和區(qū)分多個不同系統(tǒng)，我們將在三個單獨的系統(tǒng)中詳細介紹：

? 縱向動態(tài)管理系統(tǒng)

以下行駛動態(tài)管理系統(tǒng)影響車輪切向力：

? DSC

? EMF

? DCC

? XDrive

? DPC

這些系統(tǒng)影響 x 方向上的平移（縱向移動）和圍繞 y 軸的轉(zhuǎn)動（旋轉(zhuǎn)運動）。

? 橫向動態(tài)管理系統(tǒng)

車輪側(cè)向力主要由轉(zhuǎn)向角產(chǎn)生，就是說主要受前橋上的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)影響。

這種最重要的影響以圍繞 z 軸轉(zhuǎn)動的方式表現(xiàn)出來。

? Servotronic

? AFS

? EPS

? 垂直動態(tài)管理系統(tǒng)車輪垂直力和車輪支撐力主要受以下系統(tǒng)的影響：

? EHC

? ARS

? EDC/EDC-K

? VDC

影響包括 z 方向上的平移，對 ARS 來說包括圍繞 x 軸的轉(zhuǎn)動，對 EHC 來說包括圍繞 y軸的轉(zhuǎn)動。此外，由于車輪支撐力的變化，ARS也會影響圍繞 z 軸的轉(zhuǎn)動（穩(wěn)定桿本身對行駛動態(tài)的影響）。

其相互關系的復雜性以及輪胎作用力和車輪運動之間的相互影響參見以下圖。