GBT汽车操纵稳定性试验方法转向轻便性试验
汽车操纵稳固性试验方法 GB／T 6323.5—94
转向轻便性试验 代替 GB 6323.5—86
Controllability and stability test procedure for
automobiles—Steering efforts test procedure
1 主题内容与适用范畴
本标准规定了汽车操纵稳固性试验方法中的转向轻便性试验方法。
本标准适用于轿车、客车、货车及越野汽车，其他类型汽车可参照执行。
2 引用标准
GB／T 12534 汽车道路试验方法通则。
3 测量变量和仪器设备
3．1 测量变量
a．转向盘作用力矩；
b．转向盘转角；
c．汽车前进车速；
d．转向盘直径。
3．2 试验仪器设备
3．2．1 测量仪器设备按GB／T 12534中 3.2 条规定，其试验仪器设备测量范
围及误差应满足表1要求。 3．2．2 各种传感器按各自使用说明书安装。
3．2．3 标明试验路径的标桩16个。
4 试验条件
4．1 试验汽车
4．1．1 试验汽车应是按厂方规定装备齐全的汽车，试验前测定车轮定位参数，
对转向系、悬架系进行检查，按规定进行调整紧固和润滑。只有认定试验汽车已
符合厂方规定的技术条件时，方可进行试验，测定及检查的有关参数的数值，记
入附录A（补充件）中。
4．1．2 试验汽车若用新轮胎，试验前至少应通过200km正常行驶的磨合；若
用旧轮胎，试验终了其残留花纹高度不小于1.5mm。轮胎气压应符合GB／T
12534中 3.2 条规定执行。
4．1．3 试验汽车的转向盘中间位置的自由行程，应符合各类型汽车的通用技
术条件的规定，如该类型汽车的通用技术条件无明确限值规定，则其自由行程应
第5章 汽车的操纵稳定性
学习目标
通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。
汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力：
（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。
（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。
操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。
汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。
节汽车行驶的纵向和横向稳定性
5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性
汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。
图 汽车上坡时的受力图
图为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力wF可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力0jF，加速阻力矩0jM，而车轮的滚动阻力矩fM的数值相对来说比较小，可不计入。
汽车操纵稳定性
一、 汽车操纵稳定性
1.汽车行驶的纵向稳定性
汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。
2.汽车横向稳定性
汽车横向稳定性的丧失，表现为汽车的侧翻或横向滑移。由于侧向力作用而发生的横向稳定性破坏的可能性较多，也较危险。
图5.2所示汽车在横向坡路上作等速弯道行驶时的受力图。随着行驶车速的提高，在离心力cF作用下，汽车可能以左侧车轮为支点向外侧翻。当右侧车轮法向反力0zRF时，开始侧翻。
3.轮胎的侧偏特性
轮胎的侧偏特性是研究汽车操纵稳定性理论的出发点。
3.1 轮胎的坐标系与术语
图5.3示出车轮的坐标系，其中车轮前进方向为x轴的正方向，向下为z轴的正方向，在x轴的正方向的右侧为y轴的正方向。 （1）车轮平面 垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面。
（2）车轮中心 车轮旋转轴线与车轮平面的交点。
（3）轮胎接地中心 车轮旋转轴线在地平面（xOy平面）上的投影（y轴），与车轮平面的交点，也就是坐标原点。
（4）翻转力矩xT 地面作用于轮胎上的力，绕x轴的力矩。图示方向为正。 （5）滚动阻力矩yT 地面作用于轮胎上的力，绕y轴的力矩。图示方向为正。 （6）回正力矩zT 地面作用于轮胎上的力，绕z轴的力矩。图示方向为正。 （7）侧偏角 轮胎接地中心位移方向（车轮行驶方向）与x轴的夹角。图示方向为正。 （8）外倾角 xOz平面与车轮平面的夹角。图示方向为正。
3.2 轮胎的侧偏现象
如果车轮是刚性的，在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力yF。当侧向力yF不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力yF达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δu，车轮便沿某一合成速度u′方向行驶，偏离了原行驶方向，如图5.4所示。
*** *** 《汽车平顺性和操作稳定性》实 验报告
学院（系） 汽车学院
专 业 车辆工程（汽车）
学生姓名 同小车 学号 ******
同济大学汽车学院实验室
2014年 11 月*** *** 1. 转向轻便性实验
实验目的
驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向，操纵方向盘过重，会增加驾
驶员的劳动强度，驾驶员容易疲劳；操纵方向盘过轻，驾驶员会失去路感，
难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重，是评价汽车操纵稳定性的基
本条件之一。 转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大
小，与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。
实验仪器设备
参量 方向盘转矩 方向盘转角 车速
仪器 测力方向盘 测力方向盘 GPS 测速仪
实验条件
试验车：依维柯
实验场地与环境
于圆形试车场，实验时按照桩桶圈出的双扭线，以 10Km/h 的车速行驶。双扭
线的极坐标方程见下，形状如下图
实验当天天气晴好，无风，气温 20 度*** *** 在ψ=0 时，双扭线顶点处的曲率半径最小， 相应数值为 Rmin=1/3d ，双扭线的
最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以 1,1 倍，并圆整到比此乘积大
的一个整数来确定。
试验中记录转向盘转交及转向盘转矩， 并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转
矩转向盘转矩曲线。 通常以转向盘最大转矩， 转向盘最大作用力以及转向盘作用
功等来评价转向轻便性。
转向轻便型实验数据记录
转向盘 转向盘 转向盘 转向盘 转向盘作 转向盘 转向盘 平均车速
最大作 最大作 右转最 左转最 用功 平均摩 平均摩
(Km/h)
用力矩 用力 大转角 大转角 擦力矩 擦力
（J )
(N ·m) (N) (°) (°) (N ·m) (N)
第一周 6.49 31.6 274 -277 44.71 0.094 0.46 9.99
第二周 7.16 34.9 281 -284 47.72 0.095 0.46 10.03
