悬架及转向系统对前、后轮侧偏角的影响，除因两者运动干涉而使转向轮摆振外（参见本章第四节），还与汽车沿曲线行驶时发生的车厢侧倾有关。因此，以下讨论悬架侧倾特性和有侧向加速度时的车厢侧倾角。

1.车厢侧倾轴线

车厢相对地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。该轴线通过车厢在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时转动中心称为侧倾中心。

侧倾中心的位置取决于悬架的导向机构，可用图解法或试验法求得。悬架的类型不同时，其侧倾中心的位置也不同。用图解法求车厢的侧倾中心时常利用可逆原理，即假设车厢不动，让地面相对于车厢发生转动，求出地面相对于车厢的瞬时转动中心。若忽略车轮的弹性变形，且认为车轮与地面无相对滑动，则根据单横臂独立悬架的运动学关系，利用可逆原理可求出装有该类悬架汽车的车厢侧倾中心O_m，如图6-34所示。

2.悬架的线刚度

悬架的线刚度指车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，车厢产生单位位移后，悬架系统给车厢的总弹性恢复力。

具有非独立悬架的汽车车厢作垂直位移时所受到的弹性恢复力，就是弹簧直接作用于车厢的弹性力。所以，悬架的线刚度就等于两个弹簧线刚度之和（图6-35），若一个弹簧的线刚度为k_s，则悬架的线刚度为k_l=2k_s。

图6-34 单横臂独立悬架上车厢的侧倾中心

图6-35 非独立悬架的线刚度

图6-36 利用等效弹簧计算悬架侧倾角刚度

具有独立悬架的汽车车厢作垂直位移时，在垂直方向上车厢受到的随位移而变的力较以上复杂。但若能求出车厢作微元垂直位移Δs_t时地面作用于轮胎的微元反作用力ΔF_z′，就可以求出悬架的线刚度。而车厢上一侧受到的弹性恢复力，相当于一个上端固定于车厢，下端固定于轮胎接地点且垂直于地面，具有悬架线刚度的螺旋弹簧施加于车厢的弹性力。这个弹簧称为等效弹簧（图6-36）。

对于图6-34所示的单横臂独立悬架，可求出其一侧悬架刚度k_ld′为

因而，整个悬架的线刚度k_ld为

式中 m——弹簧中心至横臂铰接点的距离（m）；

n——横臂长度（m）。

3.悬架的角刚度

悬架的侧倾角刚度指侧倾时（车轮保持在地面上），单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩。若令T为悬架系统作用于车厢的总弹性恢复力偶矩，ϕ_r为车厢转角，则悬架的侧倾角刚度k_ϕr为

悬架的角刚度与悬架的线刚度有关，因而可以通过悬架的线刚度来计算侧倾角刚度。

车厢垂直位移时受到的弹性恢复力，就是具有线刚度为k_l′的等效弹簧所产生的弹性力。

若汽车轮距为B（m），则当车厢发生小侧倾角dϕ_r时，等效弹簧的变形量为，若等效弹簧的线刚度为k_l′，故车厢受到的弹性恢复力矩（图6-36）为

悬架的角刚度k_ϕr为

因此，若已知悬架的线刚度k′_l，即可算出该悬架的侧倾角刚度k_ϕr。例如，单横臂独立悬架的侧倾角刚度为(www.daowen.com)

4.车厢的侧倾角

汽车作稳态圆周行驶时；车厢侧倾角ϕ_r决定于侧倾力矩T_ϕr与悬架总的角刚度∑k_ϕr，即

侧倾力矩T_ϕr等于：

T_ϕr=T_ϕr1+T_ϕr2+T_ϕr3

式中 T_ϕr1——悬挂质量离心力引起的侧倾力矩（N·m）；

T_ϕr2——侧倾后，悬挂质量重力引起的侧倾力矩（N·m）；

T_ϕr3——独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩（N·m）。

悬架总的角刚度∑k_ϕr等于前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。

已知T_ϕr与∑k_ϕr，即可由式（6-20）求得车厢侧倾角ϕ_r。

车厢侧倾角ϕ_r是与汽车操纵稳定性及平顺性有关的重要参数。侧倾角的数值影响到汽车的横摆角速度稳态响应和横摆角速度瞬态响应。侧倾角本身也是评定汽车操纵稳定性的一个重要指标。过大的侧倾角使驾驶人感到不稳定、不安全。对平顺性而言，侧倾过大的汽车，乘客感到不舒适。侧倾角过小，悬架的侧倾角刚度大，汽车一侧车轮遇到凸起或凹坑时，车厢内会感受到冲击，平顺性较差。

轿车车厢倾角与侧向加速度成正比例关系。根据试验数据，轿车的平均侧倾角增益为7°～8°/g。

5.侧倾对稳态响应的影响

汽车直线行驶时，汽车左、右车轮的垂直载荷大体上相等。但曲线行驶时，由于侧倾力矩的作用，左、右车轮上的垂直载荷并不相等。这将影响轮胎的侧偏特性，导致汽车稳态响应发生变化。

作用于车轮的垂直载荷与地面对车轮的垂直反作用力相等，因而曲线行驶将引起汽车前、后轴左、右侧车轮的地面垂直反作用力的重新分配。

作用在前、后轴左右车轮上的垂直反力，是静止状态下的垂直反力及由侧倾引起的垂直反力的变动量之和。在外侧车轮，该变动量为正，垂直反力增大；而在内侧车轮，该变动量为负，垂直反力减小相应大小。

曲线运动时，作用在质心处的悬挂质量产生的翻倾力矩，分解到前、后轴横向平面内，与前、后轴非悬挂质量的离心力（近似作用于轴心）产生的翻倾力矩一起，形成作用在前后轴上的翻倾力矩，引起内、外侧车轮上地面垂直反作用力的变化。内侧车轮上地面垂直反作用力减小，而外侧车轮上地面垂直反作用力增大。由此产生的恢复力矩与翻倾力矩的方向相反，两者形成平衡。

显然，作用在前、后轴两侧车轮的地面垂直反作用力，将是静止状态下前、后轴两侧车轮的地面垂直反作用力，与因曲线运动引起的地面反作用力的变化量之和。

车轮载荷重新分配使轮胎的侧偏刚度发生变化，因而影响了汽车的稳态响应。

轮胎的侧偏刚度与其所受垂直载荷有关。在某一载荷下，轮胎侧偏刚度最大，载荷过大或过小时，侧偏刚度均下降。一般情况下，侧偏刚度最大时的垂直载荷约为额定载荷的150%。

若忽略垂直载荷的变化，设左、右车轮的垂直载荷均为W₀（图6-37），每个车轮的侧偏刚度均为k₀，当侧向力作用于汽车，使该轴左、右车轮受到侧偏力F_y作用时，相应的侧偏角α₀为

图6-37 两侧车轮垂直载荷再 分配后的侧偏刚度

实际上，在侧向力F_y作用下，左、右车轮垂直载荷均发生变化。内侧车轮减少ΔW，外侧车轮增大ΔW，两个车轮的侧偏刚度随之变为k_l和k_r，其每个车轮的平均侧偏刚度k₀′和相应的侧偏角α分别为

由图6-37可见，k₀＞k₀′，因而α＞α₀。而左、右车轮垂直载荷差别越大，平均侧偏刚度越小，侧偏现象越显著。

由此可知，在侧向力作用下，若汽车前轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于增加不足转向量；若后轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于减少不足转向量。汽车前轴及后轴左、右车轮载荷变动量决定于：前、后悬架的侧倾角刚度、悬挂质量、非悬挂质量、质心位置以及前、后悬架侧倾中心位置等一系列参数。