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图6.3 轴载荷之差Delta;m的测量是将前轴和后轴分别作为tanalpha;的函数输入，这具体取决于哪个轴位于地磅上。由线性回归确定并且必须经过原点的直线可以用于最精确地确定Delta;m/tanalpha;的比值。
6.1.2.4 载荷影响
值适用于整备质量；当车辆满载时，车辆重心会向上移动，即高度增加，而车辆高度降低。当车辆中有两个，四个或五个人时，整个车辆的重心上升的量和前轴和后轴上的弹簧刚度，座椅高度以及乘客的重量和尺寸有关（图5.12至5.15）。以下公式可近似计算重心的高度（指数pl=部分负荷或部分载荷）。
= Delta;
两位乘客时
四位乘客时
坐在后座的第五位乘客或行李箱的载荷会导致车身下降，所以车辆的整体重心会下降（图6.4）。
6.1.2.5 车顶载荷
车顶载荷会使汽车和车身的重心升高。参考文献[3]中的1.3节详细介绍了此部分。
6.1.3 车轴重量和车轴重心
如果不需要整个车辆的重心的高度，而是需要车身的重心高度，则可以假定前后簧下质量（前）和（后）大致位于车轮的中心，即到地面的距离为动态滚动半径（图6.1和6.5）。此外，它们的重量应该是已知的，这可以通过测量或近似计算来确定。
（6.4c）
（6.4d）
上述方程可使用以下近似值：
前桥
非驱动后桥
装有独立悬架的后驱动桥
整体式后驱动桥
以空载时前桥载荷的轿车举例：
5.2节以及参考文献3中包含更多细节。
6.1.4 车身重量和车身重心
考虑两个车桥，则车身的重量为
（6.5）
以及重心至图6.1所示轴心距离为：
（6.6）
其中，和是前桥或后桥上车身重量的比例
（6.6a）
（6.6b）
图6.4 在测量过程中输入载有乘客参数值，并附加关于车辆中人员的大小和重量的信息的测量表。数据来源：科隆理工学院技术实验室。
图6.5 将车辆倾斜，以便导出车身重心高度的力矩方程。
假设每个重力的作用力臂为自身到地面的距离，通过观察倾斜时的车辆（图6.5），车身重心B的高度可以很容易地计算出来：
（6.7）
根据负载条件和非悬挂质量的重量，车身重心的高度比车辆整体重心的高度高20-40mm。
6.2 质量惯性力矩
根据力学理论可知，当一个物体在一条直线上加速时，惯性力Fc由下式确定：
与此相比，在加速旋转运动的情况下，加速力矩受旋转质量J的影响。
旋转质量——相当于质量惯性力矩J（kg msup2;），也称为二阶质量矩——是旋转体惯性的度量。在车辆中，三种重要的旋转运动出现在各种车辆状况中，惯性力矩J的变量与其相关。
·绕着垂直轴（z轴）所形成的车辆转动惯量(图3.3)是驾驶稳定性研究甚至重建道路交通事故所必需的。
·绕着车辆纵轴（x轴）所形成的车身惯性矩对于在行驶方向上快速变换车道期间研究车身运动（侧倾行为）是必不可少的。
·绕着横轴（y轴）所形成的车身惯性力矩是计算俯仰振动特性的决定性变量。
除此之外，动力单元（发动机——变速箱单元）和各个旋转对称元件（例如方向盘，轮胎等）的惯性力矩通常是很重要的。（另见参考文献[3]中的1.5节）。
车辆的重心位置和惯性矩的变量通常由车辆的基本设计（传动，轴距，尺寸和重量）来确定。
除了驾驶类型之外，围绕着垂直轴线的车辆转动惯量是其转弯性能的决定性因素。随着惯性力矩的减小，操纵性提升；同样，相较于车辆直线运动时，车辆处于S型运动的状态下操纵稳定性也会下降。
由整车质量和回转半径的平方确定：
（6.8）
回转半径的大小取决于车身的长度，宽度和重量分布，驱动单元（发动机，变速箱，差速器）的长度和重量以及乘员和行李的位置和重量。对轿车的一系列测试表明，回转半径主要是载荷状态的函数，并且它只会在车辆之间某个狭窄范围内变化。图6.6给出了其平均值。确定近似转动惯量（见5.3.6节）时，仅需要确定车辆的重量。图6.6给出了中型轿车的相关数据。如果车辆装备五缸、六缸或八缸发动机时，则需要添加一个差异值：
如果车辆长度和轴距l包括在下面的公式中，则可以达到至少98％的精度; 只需要添加修正因子：
图6.6 作为载荷条件和枢轴（图3.3）的方程参数，将车身的惯性力矩或或者车辆的惯性力矩相关的大致回转半径或列出。
（6.9）
尽管如此，此方程只适用于汽车通常状态的载荷。行李箱的更高载荷（或车顶载荷）必须单独考虑：
（6.10）
其中是装载质量∆m到车辆重心的距离。
车身的惯性力矩并不容易测量。在这种情况下，簧下质量和以及它们与通过车辆重心画出的相应坐标轴的距离（见方程6.4c，6.4d和6.6以及图3.3）必须是已知的；在这种情况下，使用图6.6更容易：
（6.11）
用载有两个乘客的前轮驱动汽车作为俯仰振动计算的示例（围绕y轴）：
前轴载荷（pl：部分负载）：
后轴载荷（pl：部分负载）：
轴重：
前轴： 后轴：
回转半径。公式6.5给出：
根据式6.11，车身的惯性力矩为：
这同样适用于围绕x轴的车身侧倾力矩。表格中的数据也应在此使用：
（6.12）
更详细的内容，见参考文献[3]中1.5节。
3 车轮运动和弹性运动学
“运动学”——根据DIN（德国标准化协会）的定义，也被常常称为车轮（或转向/悬架）几何学——描述在悬架垂直运动和转向期间引起的车轮运动，而“弹性运动学”定义了由车轮和轮胎之间的力和力矩所引起车轮位置变化（图3.1和3.6.5节）或车轮由于悬架需要保持稳定所引起的纵向运动。这些变化是由悬架中的弹性部件引起的。德国标准DIN 70000和DIN 74250（图3.3和3.101）以及国际标准ISO 4130和ISO 8855中规定了汽车的坐标方向（所有内容均应考虑在内）和运动公式。
图3.1 大众帕萨特的弹簧支柱式前桥（1995）。 图所示，除了垂直弹簧外，为了降低轮胎的滚动硬度和路面引起的短行程运动，还需要纵向弹簧。该纵向弹簧通过后轴承4的横向弹性实现;通过适当布置转向横拉杆点U和T来校正不希望出现的转向效果（同样参见图3.83）。 悬架臂为L形，以便能够将侧向车轮力直接引入到刚性轴承D中，以实现高的横向刚度且同时没有作用在轴承4上的力分量。
图3.2 如果后麦弗逊式轴的底部一对悬架控制臂上的前横向连杆5短于后部6，并且纵向力被后部连杆（未示出）吸收，则当制动力 产生时，安装在车身底部的前轴承可以以预定的方式运行。连杆5的外部点1围绕D1沿圆弧移动至3，连杆6的点2围绕D2沿圆弧移动至4。由于这两个弧的半径不同，产生了与回转力矩（图3.109）相反的前束角 并且在制动过程中产生不足转向效应。
图3.3 符合ISO 4130和DIN 70000标准的汽车坐标轴。正Z方向指向上方，当从行进方向（X方向）看时，Y箭头指向左方（见图3.101）。
3.1 车轴参数设置的目的
为了确保所需的路面稳定性和方向稳定性并防止轮胎过度磨损，汽车制造商必须指定某些设定参数，包括所有型号的前轴以及后轴的允许公差，前提是这些轴不是从动刚性轴。通过拉杆或偏心轮可以设置前束（图3.62），并且还可以在某些车辆上调节外倾角和后倾角。其余由制造商所提供的主销内倾角、主销偏移距（摩擦半径）、主销后倾拖距和前束角均为设计数据，不易测量。实际上，这些数据仅用来检查发生交通事故和达到特定年限的车辆是否符合交通法规。
如以下各节中的图所示，车轴参数的设置取决于载荷和载荷分布。为了使载荷的测量更容易进行，根据DIN 70020（见第5.3.1.1节）的建议，只能使用整备质量作为测量的基础。
3.2 轴距
轴距l是从前轴中心到后轴中心的距离（图6.1），是影响车辆行驶性能和操纵性能的重要变量。相对于整个车辆长度而言，长轴距使得乘客容易地安置在车桥之间，并且减小了载荷对轴荷分布的影响（参见第5.3.6节）。较短的前悬和后悬可以使俯仰振动的趋势下降，这样可以采用较软的弹簧，提高行驶平顺性。相反，轴距较短则使转弯轻便，即同样的转向轮转角下，转弯圆较小。
车辆设计师寻求在前轮驱动乘用车和传统设计上实现长轴距。然而，这取决于车身形状（见参考文献8的1.1节和参考文献20）。两厢房车（图1.68和1.72）可以设计得更加紧凑，在同样的车辆长度下，相对于客货两用汽车和旅行车，两厢房车的轴距可以更长。比例
可以用作参考，且该比例应尽可能大。
在房车上，；
在客货两用车上，
在双门轿车上，该值可以低于0.56，在小型轿车上，该值可以达到0.72.
从制造商的说明书中可知，汽车轴距l应介于2160mm和3040mm。
3.3轮距
前轴距和后轴距的尺寸（图3.4和3.90）对车辆的转向和车身侧倾具有很大影响（见低5.4.3.1节）。轮距应尽可能大，但其与汽车宽度的比值不能超过一个给定值。在前桥上，打满转向的车轮不能与车轮罩（拱形）（图2.8）和从动桥（不论是前桥还是后桥）接触，必须有足够的空间用于雪地防滑链的安装。当车轮压缩或反弹时，不得与底盘或车身的任何部分接触。
图3.4 在双轮胎结构中，轮距是指车轮中心平面之间的距离；这里需要注意，每个轮胎的承载能力将变低（见第2.2.5.3节）。
乘用车的轮距通常为：
可以用作衡量宽度利用率的参数，并且应该尽可能大：
在几乎所有的独立悬架中，车轮的上下跳动都会导致轮距发生变化。轮距变化的后果是由其产生的作用决定，或者如下面的章节所示，如果需要更高的侧倾中心，轮距变化是不可避免的。然而，轮距的变化会导致滚动的轮胎产生滑动（图3.5和图3.6），从而导致产生横向力，滚动阻力加大并且车辆方向稳定性下降，甚至可能会影响车辆转向。尤其是当轮胎断面扁平时，这种现象会加剧。
当车辆处于早期设计阶段时，必须在图纸上检查前桥和后桥上的轮距变化。在双横臂悬架上，必须以点C和D（即悬架控制臂旋转轴）为中心，以悬架控制臂长度c和f为半径的弧线，并将外球窝接点的中心标记为点1和2（图 3.7）。为了表示转向节和车轮，可以准备一个模板（图3.8）。除了点1和2外，还必须有指示轮胎接触中心W的孔，如果需要，还应包括转向横拉杆外端铰中心U（见第4.6.3节）。
如图3.7所示，该模板的点1和2必须沿着以C和D为中心的圆弧向上绘制，直到模板的点W到达预先由车轮上跳行程 所绘出的与地面的平行线所决定的极限位置，且向下运动的极限位置由车轮下落距离决定。再将N和U的位移逐点绘出，由这些找到的点的连线即可定出轮距的变化以及转向横拉杆铰点的位移。但在此完全没有考虑悬架控制臂轴承的弹性（见图3.18）。
图3.5 在独立悬架上，车轮在颠簸时的压缩和反弹行程可能导致轮距改变，而这又会导致轮胎以滑移角alpha;运动
图3.6 由轮胎宽度变化所引起的侧向力的变化。轮胎数据：子午线轮胎；型号：175/65 R 14 82 H；充气压力：1.9bar；载荷：380kg；速度：80km/h。
图3.8 易于计算轨道变化的模板，可用于双叉形悬架（图3.7）和纵向连杆轴（图3.9）。
图3.7 使用图3.8所示的模板，通过绘制车轮轨迹（轮胎接触点W的中心）的变化以及双横臂悬架上的外拉杆接头U的路径进行计算。
在纵向控制臂轴中，须在底部以D为中心画出一条弧线，同时须在悬架控制臂旋转轴线上绘制垂直线（图3.9），并且垂直线必须通过点1。同时，根据图3.8的模板沿着弧线和垂直线移动可确定轮距的变化。
麦弗逊悬架在轮罩中有一个安装点E（图1.7）
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