汽车转向特性与交通安全分析
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m in 内不应漏油。 3 参考文献
[ 1 ] 李东江 1 现代汽车电气设备 1 北京: 机械工业出版社 1 [ 2 ] 郭禧光, 李炳泉 1 桑塔纳 2000 型轿车使用与维修手册 1
表 1。 测量时拔下喷油器线束插头, 用欧姆表测量喷油 器两接线柱, 如正常应能导通, 其电阻值符合要求。 若 电阻值不符合要求, 则应更换喷油器。 各缸喷油器插头 2 脚与 ECU 插头的相应端子间 的导线电阻值小于 115 Μ。 各缸喷油器插头 2 脚之间无 短路, 电阻值无穷大。 插头各 1 脚之间无断路, 电阻值 小于 115 Μ。 导线间无短路, 电阻值无穷大。 ③ 喷油器喷油量的测量 测量喷油量需将喷油器拆下, 将喷油器放入一量 杯, 用专用连接线依次连接各喷油器和蓄电池, 使喷油 器喷油, 燃油压力为 250 kPa 时, 其 30 s 的喷油量为 78
L
C = R tan ∆2 =
L tan ∆2 L ∆2 ( 3) ≈ tan ∆2 + tan ( Η- ∆1 ) Η+ ∆2 - ∆1 假设汽车前后两轴的侧偏刚度分别为 K 1 和 K 2 ( 均
为常数) , 前后轴的载质量分别为 M 1 和 M 2 , 汽车质心 到前后轴的距离分别为 L 1 和 L 2 , 那么当汽车以速度 v 作等速圆周运动时前后轴所受的侧向力分别为:
当等速行驶的汽车在前轮转过 Η角 ( 内外轮的平均 转角) 后, 经过短暂时间, 汽车便作等速圆周行驶。假设 汽车的轮胎是刚性 ( 受力后不产生变形) 轮胎, 这时汽 车的运动参数如图 2 所示, 图中 O 为汽车的瞬时转向 中心。 汽车的转向半径为:
R = L L
tan Η
=
Η
( 1)
式中 L —汽车的轴距。 因为 Η较小, 所以 tan Η ≈ Η
( 2) = tan ∆2 + tan ( Η- ∆1 ) Η+ ∆2 - ∆1 瞬时转向中心 O 至后轴中心线的距离为
L L
等, 但瞬时中心偏离后轴一个 C 值。 在这种情况下, 汽车 具有中性转向特性。
213 有不同转向特性的汽车直线行驶时的情况
所以 R =
汽车的行驶过程很复杂, 即使是直线行驶, 也可能 会受到因侧向风、 道路横向坡度以及道路不平度引起 的侧向力的作用。 如图 5、 图 6 所示, 假设汽车直线行驶 时所受的侧向力为 Y S , 并且作用在汽车的质心上, 一般 情况下, 汽车转向盘没有转动, 转向角 Η= 0, 但在 Y S 的 作用下, 汽车前后两轴将出现侧偏, 由式 ( 2) 可知, 汽车 仍然会作曲线运动, 此时的瞬间转向半径为:
1 汽车的三种转向特性
新标准第 513 条规定:“汽车和四轮农用运输车, 应具有适度的不足转向特性, 以使车辆具有正常的操 纵稳定性。 ” 这一条在老标准中没有, 而新标准作了明 确规定, 说明转向特性对汽车运行安全是十分重要的。
工作稳定性的影响的大小程度, 来比较、 判断喷油器的 工作状况是否正常。 ② 喷油器电磁线圈电阻的测量
图 2 装有刚性轮胎汽车的转向简图 弹性轮胎产生侧 向偏离的这种性质可 以用侧偏刚度 K 来 表示。 通常情况下, 轮 胎 侧 偏 角 不 超 过 5° ～ 6° , 可认为侧偏 刚 度是一常数, 即 K =
Y
(a ) 过度转向特性 ( b ) 不足转向特性
图 1 汽车转向特性示意图
2 汽车转向特性分析 211 具有刚性轮胎的汽车转向特性
sp ecia lity au tom o tive ride sta te in term s of theo ry, indica ted keep au tom ob ile m odera tely understeer no 2 tice p roceeding. Key words: con tro l stab ility; steering sp ecia lity; understeer sp ecia lity
但是, 最新发布的国家标准 GB 7258- 1997 《机动车运
( 简称新标准, GB 7258- 87 简称老标 行安全技术条件》
准 ) 对汽车转向特性的问题提出了较明确的要求, 因 此, 我们有必要加深对汽车转向特性与交通安全的认 识, 以求从汽车的技术性能上提高汽车的操纵稳定性, 使安全行车得到保障。
A JR 发动机的喷油器属高阻抗型, 其阻值已列于
～ 85 mL 。 喷油形状应为不大于 35° 的圆锥雾状。 ④ 泄漏和锈蚀的检查 在工作台上铺一块干净的白布, 将分配油管和喷 油器内残余的汽油倒在白布上, 若发现有铁锈或水珠 倒出, 说明喷油器已锈蚀, 应予更换。如无锈蚀, 则用喷 油器清洗器将喷油器清洗干净。 将清洗干净的分配油管和喷油器放在托盘内, 接 好进、 回油管, 用跨接线将电动汽油泵的两个检测插孔 短接, 打开点火开关让燃油泵运转。 观察喷油器喷口 1
北京: 机械工业出版社 1 原 稿 收 稿 日 期: 1999- 05- 27 修改稿收稿日期: 1999- 06- 07
( 编辑 李新生)
内蒙古公路与运输
32
H ighw ays & T ran spo rta tion in Inner M ongo lia
1999 年第 2 期
众所周知, 汽车的行驶过程非常复杂, 有时在平直 道路上行驶, 有时在弯道上行车, 有时上坡, 有时下坡, 各种各样的情况都可能遇到。此外, 在正常行驶中还可 能受到路面凹凸或侧向风的干扰。为了保障行车安全, 在不过分降低行车速度或造成驾驶员过度紧张和疲劳 的同时, 汽车必须具有抵抗力图改变其位置或行驶方 向的外界影响的能力, 这种能力称之为汽车的操纵稳 定性。 汽车的操纵稳定性通常用汽车在等速圆周行驶 时表现出来的不同转向特性来评价。 根据汽车在固定转向盘角度后逐渐加速时转向半 径发生变化的几种情况, 汽车的转向特性分为中性转 向、 过度转向和不足转向三种, 其中不足转向特性是与 汽车操纵稳定性相关的最基本、 最重要的特性。 具体来说, 这三种转向特性可以形象地描述为: 当 驾驶员转动汽车转向盘至一定角度并维持不变, 使汽 车低速、 匀速绕圈行驶 ( 匀速圆周行驶) , 然后逐渐提高 车速加速行驶, 如果汽车行驶转弯半径不变, 则汽车具 有中性转向特性; 如果转弯半径逐渐减小, 即圈越绕越 小 ( 如图 1a 所示) , 最后甚至出现汽车后轴侧滑, 则汽车 具有过度转向特性; 如果转弯半径逐渐加大, 即圈越绕 越大 ( 如图 1b 所示) , 则汽车具有不足转向特性。
1999 年第 2 期
(a ) 不足转向特性 ( ∆2 < ∆1 ) (b ) 过度转向特性 ( ∆2 > ∆1 )
图 6 不足和过度转向特性的汽车在侧向力作用下的行驶状态 显然, 汽车直线行驶时受侧向力作用后, 两轴的侧 偏角 ∆1 和 ∆2 将由初始侧向力 Y S 和汽车作曲线运动时 的离心力 Y j 的合力而引起, 即:
Y1 ∆1 = = K1 L2 + M L K1 L1 + M L K2 v ) R v2 ) R
2
瞬时转向中心 O S 位于 Y S 指向的另一侧。 这时汽车绕瞬 时转向中心 O S 作曲线运动, 并产生与 Y S 同向的离心力
Y j , 使汽车所受的总侧向力增加 (Y = Y S + Y j ) , 从而加
212 具有弹性轮胎的汽车转向特性
角 ) , 使前轴中点速度 v 1 与汽车纵轴线的夹角为 Η ∆1 。 过前后轴中点, 作 v 1、 v 2 的垂线, 其交点即为汽车
汽车作圆周运动时会产生离心力, 反应在车轮上, 即为车轮承受的侧向力 Y 。由于汽车一般都装有弹性
总第 59 期 的瞬时转向中心 O 。
内蒙古公路与运输 总第 59 期
H ighw ays & T ran spo rta tion in Inner M ongo lia
31
汽车转向特性与交通安全分析
蔡 果
( 湖南公安高等专科学校 长沙 410006)
【摘 要】 从理论上分析了汽车转向特性产生的原因和具有不同转向特性汽车的行驶状态, 指出 了保持汽车适度不足转向的注意事项。 【关键词】 操纵稳定性; 转向特性; 不足转向特性 Abstract: A na lyzed p rocrean t rea son of au tom ob ile steering sp ecia lity and have differen t steering
的橡胶充气轮胎, 所以轮胎在垂直于车轮平面 ( 不考虑 车轮外倾) 的侧向力 Y 的作用下 ( 如图 3 所示) , 将产生 变形, 使车轮的滚动方向, 即速度 v 的方向与车轮平面 轨迹的方向不再保持一致, 出现偏离现象。 这种现象, 称为弹性车轮的侧向偏离。 车轮滚动的实际方向 v 与车 轮平面轨迹 X 方向的夹角 ∆ 称为侧偏角。
汽车转向特性与交通安全分析
v2 2 = M R v R
33
Y2 = M
2
2
( 5)
而M 1 =
L2 M , M L
2
=
L1 M。 根据侧偏角与侧向力 L
的关系可以得到前后两轴的侧偏角分别为: ∆1 = ∆2 =
Y1 M 1v 2 L 2M v 2 = = K1 RK1 RL K 1 Y2 M 2v 2 L 1M v 2 = = K2 RK2 RL K 2 M v2 (K 1L 1 L K 1K 2
Y1 = M
1
v2 1 = M R
1
v2 R
( 4)
R =
∆2 - ∆1
( 9)
(a ) 朝 m m 方向偏离 ∆ 角行驶 (b ) 向偏离的另一侧转 ∆ 角纠偏行驶
图 5 中性转向特性汽车在侧向力作用下的行驶状态
内蒙古公路与运输
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[ 1 ] 李东江 1 现代汽车电气设备 1 北京: 机械工业出版社 1 [ 2 ] 郭禧光, 李炳泉 1 桑塔纳 2000 型轿车使用与维修手册 1
表 1。 测量时拔下喷油器线束插头, 用欧姆表测量喷油 器两接线柱, 如正常应能导通, 其电阻值符合要求。 若 电阻值不符合要求, 则应更换喷油器。 各缸喷油器插头 2 脚与 ECU 插头的相应端子间 的导线电阻值小于 115 Μ。 各缸喷油器插头 2 脚之间无 短路, 电阻值无穷大。 插头各 1 脚之间无断路, 电阻值 小于 115 Μ。 导线间无短路, 电阻值无穷大。 ③ 喷油器喷油量的测量 测量喷油量需将喷油器拆下, 将喷油器放入一量 杯, 用专用连接线依次连接各喷油器和蓄电池, 使喷油 器喷油, 燃油压力为 250 kPa 时, 其 30 s 的喷油量为 78
L
C = R tan ∆2 =
L tan ∆2 L ∆2 ( 3) ≈ tan ∆2 + tan ( Η- ∆1 ) Η+ ∆2 - ∆1 假设汽车前后两轴的侧偏刚度分别为 K 1 和 K 2 ( 均
为常数) , 前后轴的载质量分别为 M 1 和 M 2 , 汽车质心 到前后轴的距离分别为 L 1 和 L 2 , 那么当汽车以速度 v 作等速圆周运动时前后轴所受的侧向力分别为:
当等速行驶的汽车在前轮转过 Η角 ( 内外轮的平均 转角) 后, 经过短暂时间, 汽车便作等速圆周行驶。假设 汽车的轮胎是刚性 ( 受力后不产生变形) 轮胎, 这时汽 车的运动参数如图 2 所示, 图中 O 为汽车的瞬时转向 中心。 汽车的转向半径为:
R = L L
tan Η
=
Η
( 1)
式中 L —汽车的轴距。 因为 Η较小, 所以 tan Η ≈ Η
( 2) = tan ∆2 + tan ( Η- ∆1 ) Η+ ∆2 - ∆1 瞬时转向中心 O 至后轴中心线的距离为
L L
等, 但瞬时中心偏离后轴一个 C 值。 在这种情况下, 汽车 具有中性转向特性。
213 有不同转向特性的汽车直线行驶时的情况
所以 R =
汽车的行驶过程很复杂, 即使是直线行驶, 也可能 会受到因侧向风、 道路横向坡度以及道路不平度引起 的侧向力的作用。 如图 5、 图 6 所示, 假设汽车直线行驶 时所受的侧向力为 Y S , 并且作用在汽车的质心上, 一般 情况下, 汽车转向盘没有转动, 转向角 Η= 0, 但在 Y S 的 作用下, 汽车前后两轴将出现侧偏, 由式 ( 2) 可知, 汽车 仍然会作曲线运动, 此时的瞬间转向半径为:
1 汽车的三种转向特性
新标准第 513 条规定:“汽车和四轮农用运输车, 应具有适度的不足转向特性, 以使车辆具有正常的操 纵稳定性。 ” 这一条在老标准中没有, 而新标准作了明 确规定, 说明转向特性对汽车运行安全是十分重要的。
工作稳定性的影响的大小程度, 来比较、 判断喷油器的 工作状况是否正常。 ② 喷油器电磁线圈电阻的测量
图 2 装有刚性轮胎汽车的转向简图 弹性轮胎产生侧 向偏离的这种性质可 以用侧偏刚度 K 来 表示。 通常情况下, 轮 胎 侧 偏 角 不 超 过 5° ～ 6° , 可认为侧偏 刚 度是一常数, 即 K =
Y
(a ) 过度转向特性 ( b ) 不足转向特性
图 1 汽车转向特性示意图
2 汽车转向特性分析 211 具有刚性轮胎的汽车转向特性
sp ecia lity au tom o tive ride sta te in term s of theo ry, indica ted keep au tom ob ile m odera tely understeer no 2 tice p roceeding. Key words: con tro l stab ility; steering sp ecia lity; understeer sp ecia lity
但是, 最新发布的国家标准 GB 7258- 1997 《机动车运
( 简称新标准, GB 7258- 87 简称老标 行安全技术条件》
准 ) 对汽车转向特性的问题提出了较明确的要求, 因 此, 我们有必要加深对汽车转向特性与交通安全的认 识, 以求从汽车的技术性能上提高汽车的操纵稳定性, 使安全行车得到保障。
A JR 发动机的喷油器属高阻抗型, 其阻值已列于
～ 85 mL 。 喷油形状应为不大于 35° 的圆锥雾状。 ④ 泄漏和锈蚀的检查 在工作台上铺一块干净的白布, 将分配油管和喷 油器内残余的汽油倒在白布上, 若发现有铁锈或水珠 倒出, 说明喷油器已锈蚀, 应予更换。如无锈蚀, 则用喷 油器清洗器将喷油器清洗干净。 将清洗干净的分配油管和喷油器放在托盘内, 接 好进、 回油管, 用跨接线将电动汽油泵的两个检测插孔 短接, 打开点火开关让燃油泵运转。 观察喷油器喷口 1
北京: 机械工业出版社 1 原 稿 收 稿 日 期: 1999- 05- 27 修改稿收稿日期: 1999- 06- 07
( 编辑 李新生)
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H ighw ays & T ran spo rta tion in Inner M ongo lia
1999 年第 2 期
众所周知, 汽车的行驶过程非常复杂, 有时在平直 道路上行驶, 有时在弯道上行车, 有时上坡, 有时下坡, 各种各样的情况都可能遇到。此外, 在正常行驶中还可 能受到路面凹凸或侧向风的干扰。为了保障行车安全, 在不过分降低行车速度或造成驾驶员过度紧张和疲劳 的同时, 汽车必须具有抵抗力图改变其位置或行驶方 向的外界影响的能力, 这种能力称之为汽车的操纵稳 定性。 汽车的操纵稳定性通常用汽车在等速圆周行驶 时表现出来的不同转向特性来评价。 根据汽车在固定转向盘角度后逐渐加速时转向半 径发生变化的几种情况, 汽车的转向特性分为中性转 向、 过度转向和不足转向三种, 其中不足转向特性是与 汽车操纵稳定性相关的最基本、 最重要的特性。 具体来说, 这三种转向特性可以形象地描述为: 当 驾驶员转动汽车转向盘至一定角度并维持不变, 使汽 车低速、 匀速绕圈行驶 ( 匀速圆周行驶) , 然后逐渐提高 车速加速行驶, 如果汽车行驶转弯半径不变, 则汽车具 有中性转向特性; 如果转弯半径逐渐减小, 即圈越绕越 小 ( 如图 1a 所示) , 最后甚至出现汽车后轴侧滑, 则汽车 具有过度转向特性; 如果转弯半径逐渐加大, 即圈越绕 越大 ( 如图 1b 所示) , 则汽车具有不足转向特性。
1999 年第 2 期
(a ) 不足转向特性 ( ∆2 < ∆1 ) (b ) 过度转向特性 ( ∆2 > ∆1 )
图 6 不足和过度转向特性的汽车在侧向力作用下的行驶状态 显然, 汽车直线行驶时受侧向力作用后, 两轴的侧 偏角 ∆1 和 ∆2 将由初始侧向力 Y S 和汽车作曲线运动时 的离心力 Y j 的合力而引起, 即:
Y1 ∆1 = = K1 L2 + M L K1 L1 + M L K2 v ) R v2 ) R
2
瞬时转向中心 O S 位于 Y S 指向的另一侧。 这时汽车绕瞬 时转向中心 O S 作曲线运动, 并产生与 Y S 同向的离心力
Y j , 使汽车所受的总侧向力增加 (Y = Y S + Y j ) , 从而加
212 具有弹性轮胎的汽车转向特性
角 ) , 使前轴中点速度 v 1 与汽车纵轴线的夹角为 Η ∆1 。 过前后轴中点, 作 v 1、 v 2 的垂线, 其交点即为汽车
汽车作圆周运动时会产生离心力, 反应在车轮上, 即为车轮承受的侧向力 Y 。由于汽车一般都装有弹性
总第 59 期 的瞬时转向中心 O 。
内蒙古公路与运输 总第 59 期
H ighw ays & T ran spo rta tion in Inner M ongo lia
31
汽车转向特性与交通安全分析
蔡 果
( 湖南公安高等专科学校 长沙 410006)
【摘 要】 从理论上分析了汽车转向特性产生的原因和具有不同转向特性汽车的行驶状态, 指出 了保持汽车适度不足转向的注意事项。 【关键词】 操纵稳定性; 转向特性; 不足转向特性 Abstract: A na lyzed p rocrean t rea son of au tom ob ile steering sp ecia lity and have differen t steering
的橡胶充气轮胎, 所以轮胎在垂直于车轮平面 ( 不考虑 车轮外倾) 的侧向力 Y 的作用下 ( 如图 3 所示) , 将产生 变形, 使车轮的滚动方向, 即速度 v 的方向与车轮平面 轨迹的方向不再保持一致, 出现偏离现象。 这种现象, 称为弹性车轮的侧向偏离。 车轮滚动的实际方向 v 与车 轮平面轨迹 X 方向的夹角 ∆ 称为侧偏角。
汽车转向特性与交通安全分析
v2 2 = M R v R
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Y2 = M
2
2
( 5)
而M 1 =
L2 M , M L
2
=
L1 M。 根据侧偏角与侧向力 L
的关系可以得到前后两轴的侧偏角分别为: ∆1 = ∆2 =
Y1 M 1v 2 L 2M v 2 = = K1 RK1 RL K 1 Y2 M 2v 2 L 1M v 2 = = K2 RK2 RL K 2 M v2 (K 1L 1 L K 1K 2
Y1 = M
1
v2 1 = M R
1
v2 R
( 4)
R =
∆2 - ∆1
( 9)
(a ) 朝 m m 方向偏离 ∆ 角行驶 (b ) 向偏离的另一侧转 ∆ 角纠偏行驶
图 5 中性转向特性汽车在侧向力作用下的行驶状态
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