汽车操纵稳定性指标限值与评价方法QCT480-1999

Y y
Z Z
r
整理后得二自
由度汽车运动微分
方程式
k1 k2 ak1 bk2 r k1 m v ur u 1 2 2 ak1 bk2 a k1 b k2 r ak1 I Z r u 1
第五章 汽车的操纵稳定性
第二节
轮胎的侧偏特性
（5）地面切向力FX 越大，FY 越小
FY1
FY2 FX2 FX1
另外，回正力矩、轮胎外倾对侧偏特性也有影响。（略）
第五章 汽车的操纵稳定性 第三节 汽车对前轮角输入的响应
本节将首先建立线性二自由度汽车模型，在此基础上，简要分 析汽车的稳态响应特性，瞬态响应特性和频率响应特性（略）。
s也称转向灵敏度。
第五章 汽车的操纵稳定性 第三节 汽车对前轮角输入的响应
2.稳态响应的三种类型 1）中性转向 当 K=0 时，
由
r
2 s 1 Ku u L
r
u L s
u/R


u L
R
L

汽车具有中性转向特性时，给定 ，转弯半径R 与 u无关。 当汽车低速转向时，离心力很小，FY1 和FY2也很小。 δ
FY
+
0
Y
u
α
α
X
侧偏力与侧偏角的符号 相反，即正的侧偏力产 生负的侧偏角。
2.侧偏现象 当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到侧 向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平 面的方向。
u
第五章 汽车的操纵稳定性
第二节
轮胎的侧偏特性
3.侧偏特性 FY－α曲线
在侧偏角<5时，侧偏 力和侧偏角成线性关系。 这时： FY k , 式中k—侧偏刚度，即曲 线=0时的斜率。 当侧偏角>5时,车轮出 现侧滑成分，所以侧偏角 迅速增大， FY一定时，希望侧偏角 越小越好，所以 |k| 越大 越好。

汽车操纵稳定性评价方法研究高小清;程军【摘要】提出了一种新的汽车操纵稳定性评价方法.首先,运用模糊聚类方法对操纵稳定性数据进行更为合理的排序.在此基础上,运用BP神经网络理论构造了训练样本并对其进行训练,建立了具体的神经网络结构,得到操纵稳定性综合评价计分值,方便了操纵稳定性的评价.相比传统的评价方法,该方法可以获得更直观、合理的评价结果.同时,该方法可为其他大型、复杂的(试验)评价提供思路.%This paper presents a new method for vehicle handling stability evaluation.Firstly,we used fuzzy clustering method to sort the handling stability data in a more rational manner.On this basis,we used BP neural network theory to construct the training samples and train them,built a specific structure of the neural network,and obtained the scoring of comprehensive evaluation of handling stability,which made handling stability evaluation easy and pared with the traditional evaluation,this method can obtain more intuitive and reasonable evaluation results.At the same time,this method can provide ideas for other large-scale and complex (test) evaluation.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】4页(P8-11)【关键词】操纵稳定性;模糊聚类分析;BP神经网络【作者】高小清;程军【作者单位】东风本田汽车有限公司,武汉430056;东风本田汽车有限公司,武汉430056【正文语种】中文【中图分类】U467.1;U462.3汽车操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力[1]。

汽车操纵稳定性实验指导书课程编号：课程名称：实验一汽车转向轻便性实验实验目的汽车的转向轻便性和操纵稳定性是现代汽车重要的使用性能，通过对实验了解和掌握测试系统的安装调试、基本实验方法并学会数据处理和运用理论知识对汽车操纵稳定性研究、评价。

以培养学生解决实际工程问题的能力。

二、实验的主要内容了解测试系统的组成和测试原理，汽车转向轻便性实验的数据的实时采集和处理。

测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，与操纵稳定性其他试验项目一起，共同评价汽车的操纵稳定性。

采集测量变量及参数方向盘转角；方向盘力矩；方向盘直径。

三、实验设备和工具1．测量仪器汽车方向盘转角——力矩传感器汽车操纵稳定性数据采集和分析仪2．实验车辆小型客车一辆3．标明试验路径的标桩16个。

四、实验原理测定汽车在道路上进行转向行驶时，驾驶员作用在方向盘上的力矩和方向盘转角的变化关系评价汽车的转向操纵性能验方法和步骤1．实验准备试验场地应为干燥、平坦而清洁的水泥或柏油路面。

任意方向上的坡度不大于2％。

在试验场地上，用明显颜色画出双纽线路径（图1），双纽线轨迹的极坐标方程为：轨迹上任意点的曲率半径R为：当Ψ=0°时，双纽线顶点的曲率半径为最小值，即双纫线的最小曲率半径（m）应按试验汽车的最小转弯半径（m）乘以倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。

并据此画出双纽线，在双纽线最宽处、顶点和中点（即结点）的路径两侧共放置16个标桩（图1）。

标桩与试验路径中心线的距离，按汽车的轴距确：定，当试验汽车轴距大于时，为车宽一半加50cm，当试验汽车轴距小于或等于2m时，为车宽一半加30cm。

图1 双纽线路径示意图2．试验方法2．1接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。

2．2汽车以低速直线滑行，驾驶员松开方向盘，停车后，记录方向盘中间位置及方向盘力矩零线。

2．3驾驶员操纵方向盘使汽车沿双纽线路径行驶。

车速为10土1km／h。

待车速稳定后，开始记录方向盘转角及力矩，并记录（或显示）车速作为监督参数，直到汽车绕双纽线行驶满三周。

汽车操纵稳定性的研究与评价随着汽车工业的不断发展，汽车性能得到了显著提升。

汽车操纵稳定性作为衡量汽车性能的重要指标之一，直接影响着驾驶者的操控感受和行车安全。

因此，对汽车操纵稳定性进行深入研究，提高其评价水平，对于提升汽车产品竞争力具有重要意义。

汽车操纵稳定性研究主要涉及车辆动力学、控制理论、机械系统等多个领域，其目的是在各种行驶条件下，保证汽车具有良好的操控性能和稳定性。

然而，目前汽车操纵稳定性研究仍存在一定的问题，如评价标准不统测试条件不完善等，制约了其发展。

汽车操纵稳定性对于保证驾驶安全具有重要意义。

在行驶过程中，车辆受到外部干扰或自身惯性力的影响，容易导致车身失稳，从而引发交通事故。

良好的汽车操纵稳定性通过有效抑制车身晃动、调整轮胎磨损，为驾驶者提供稳定的操控感，降低交通事故风险。

影响汽车操纵稳定性的因素主要包括以下几个方面：（1）车辆动力学性能：车辆的加速、减速、转弯等动力学性能直接影响驾驶者的操控感受和行车安全。

（2）轮胎性能：轮胎的抓地力、摩擦系数等性能对车辆的操控性和稳定性具有重要影响。

（3）悬挂系统：悬挂系统的设计直接影响车辆的侧倾、振动等特性，从而影响操纵稳定性。

（4）驾驶者的操控技巧：驾驶者的预判、反应速度、操控技巧等直接影响车辆的操纵稳定性。

为提高汽车操纵稳定性，需要采取相应的控制策略。

其中，最重要的是采取主动控制策略，包括：（1）防抱死制动系统（ABS）：通过调节制动压力，防止轮胎抱死，提高制动过程中的稳定性。

（2）电子稳定系统（ESP）：通过传感器实时监测车辆状态，对过度转向或不足转向进行纠正，保证车辆稳定行驶。

（3）四轮驱动（4WD）：通过将驱动力分配到四个轮胎上，提高车辆的加速性能和操控稳定性。

汽车操纵稳定性的评价主要从以下几个方面进行：（1）侧向稳定性：评价车辆在侧向受力情况下的稳定性。

（2）纵向稳定性：评价车辆在纵向受力情况下的稳定性。

（3）横向稳定性：评价车辆在横向受力情况下的稳定性。

中华人民共和国汽车行业标准 QC/T 480一1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法代替GB／T 13047一91 Criterion thresholds and evaluation of controllabilityand stability for automobiles1 主题内容与适用范围本标准规定了汽车操纵稳定性指标限值与评价方法。

本标准适用于在公路、城市道路上行驶的汽车，非公路上行驶的汽车可参照执行。

2 稳态回转试验，定义为前、后桥侧偏角差与侧向加速度关2．3 中性转向点的侧向加速度值an系曲线上，斜率为零处的侧向加速度值。

在所试的侧向加速度值范围内，未出现中性转向点时，a值用最小二乘法按无常数项的三次多项式拟合曲线进行推算。

n2．3．1 中性转向点的侧向加速度值a的评价计分值，按式（1）计算：n2．4 不足转向度U，按前、后桥侧偏角差值与侧向加速度关系曲线上侧向加速度值为2m／s2处的平均斜率（纵坐标值除以横坐标值）计算。

评价计分值按式（2）计算。

2．6 稳态回转试验的综合评价计分值，按式（4）计算：3 转向回正性能试验3．1 本项试验，按松开转向盘（方向盘）3s时的残留横摆角速度绝对值△r及横摆角速度总方差Er两项指标进行评价计分。

3．3 低速回正性试验与高速回正性试验的残留横摆角速度绝对值Δr的评价计分值，均按式（5）计算：3．4 低速回正性试验与高速回正性试验的横摆角速度总方差Er的评价计分值，均按式（6）计算:3．4．1 当NE大于100时,按100分计。

3．5 转向回正性能试验的综合评价计分值4 转向轻便性试验5 转向瞬态响应试验（转向盘转角阶跃输入）5．1 本项试验，按侧向加速度值为2m／s2时的汽车横摆角速度响应时间T进行评价计分。

5．2 最大总质量小于或等于6t的汽车，汽车横摆角速度响应时间T的下限值T60与上限值T，见表4。

1005．3 最大总质量大于6t的汽车，本项试验不进行评价计分。

影响农用汽车操纵稳定性的因素及评价方法【摘要】农用汽车操纵稳定性是一个重要的问题，影响因素众多。

本文从路面状况、悬挂系统、车辆负荷、驾驶技术和轮胎选择等方面进行评价，以提高农用汽车的操纵稳定性。

通过研究这些因素，可以对农用汽车操纵稳定性进行全面评估，并为未来的研究提供参考。

本文旨在为农用汽车设计和驾驶提供指导，以确保车辆在耕作和运输过程中能够稳定可靠地运行。

展望未来，研究者可以进一步探讨新的评价方法和技术，以不断提高农用汽车的操纵稳定性，为农业生产提供更好的支持。

【关键词】农用汽车、操纵稳定性、影响因素、评价方法、路面状况、悬挂系统、车辆负荷、驾驶技术、轮胎选择、结论总结、未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景农用汽车在农业生产中起着至关重要的作用，但在实际操作过程中，操纵稳定性却是一个不可忽视的问题。

影响农用汽车操纵稳定性的因素有很多，如路面状况、悬挂系统、车辆负荷、驾驶技术和轮胎选择等。

这些因素直接影响着农用汽车在不同路况下的操控性能，进而影响着农业生产的效率和安全性。

研究农用汽车操纵稳定性的重要性不言而喻。

通过深入了解影响因素及评价方法，可以帮助农用汽车制造商和用户更好地选择和设计车辆，提高操纵稳定性，减少事故风险。

对农用汽车操纵稳定性进行研究，也有助于推动农用汽车行业的发展，提高农业生产的效率和水平。

对影响农用汽车操纵稳定性的因素及评价方法进行深入研究具有重要的理论和实践意义。

1.2 研究意义农用汽车是农业生产中常见的工具之一，其在农田作业中扮演着重要角色。

农用汽车的操纵稳定性问题一直是制约其发展的重要因素。

操纵稳定性直接关系到农用汽车在不同路况下的行驶性能和安全性，所以研究农用汽车操纵稳定性的影响因素和评价方法具有重要意义。

深入研究农用汽车操纵稳定性的影响因素可以帮助农机制造商和设计师更好地改进农用汽车的设计和制造，提高其操纵稳定性，减少交通事故风险。

对农用汽车的操纵稳定性进行评价能够为农民和驾驶员提供更加科学的指导和建议，帮助他们选择适合自己工作需求的农用汽车，降低事故发生率。

任务总结评价
1、汽车操纵稳定性的定义及评价指标 2、汽车的转向特性 3、影响汽车操纵稳定性的因素
任务3.1汽车制动性能评价指标
内容
一、汽车操纵稳定性的定义及评价指 标 二、汽车的转向特性 三、影响汽车操纵稳定性的因素
（一）、汽车操纵稳定性的定义及评价指标
汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过 分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通 过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯） 行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货 物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳 定行驶的性能。
1、汽车运动坐标
2、汽车低速行驶时的转向特性
3、 汽车高速行驶时的转向特性
（三）影响汽车操纵稳定性的因素
1、前轮定位参数的影响 前轮定位参数包括：前轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角 和前轮前束（前束角） 2、后悬架结构参数的影响 3、 横向稳定杆的影响 4、轮胎的影响 5、前轴或车架变形的影响 6、悬架的影响 7、传动系的影响
Hale Waihona Puke （一）、汽车操纵稳定性的定义及评价指标
1、方向盘角阶跃输入法下的稳态响应，方向盘角阶跃输入法 下瞬态响应 2、横摆角速度频率响应特性 3、转向盘中间位置操纵稳定性 4、回正性 5、转向半径 6、转向轻便性 7、直线行驶性、侧向风稳定性、路面不平度稳定性 8、典型行驶工况性能 9、极限行驶性能
（二）转向特性

度、抗侧翻能力、发生侧滑时控制能力等
路径所需时间
车辆坐标系
X方向：前进、倒驶 绕X轴的转动：侧倾运动 Y方向：侧向运动 绕Y轴的转动：俯仰运动 Z方向：垂直运动 绕Z轴的转动：横摆运动
➢ 与操纵稳定性有关的主要运动参量：横摆角速度 r 、
侧向速度
、侧向加速度
a
等等。
y
稳态响应：汽车的时域响应不随时间变化；其特性通常 可分为：不足转向、中性转向、过多转向三种。
➢开环控制系统：只把汽车本身作为研究对象，不允许驾驶员 起任何反馈作用。
➢人—车闭环系统：把驾驶员与汽车作为统一的整体进行研 究，驾驶员可以根据需要进行反馈控制。
汽车操纵稳定性的两种评价方法
➢客观评价法
通过测试仪器测出表征性能的物理参量如横摆加速度、侧 向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。
wr (t)
B0 0
w02
Cew0t
sin(
w0
1 2 t )
令： 则： 或：
w w0 1 2
wr (t)
B0 0
w02
Cew0t
sin( wt )
wr (t)
B0 0
w02
A1e w0t
cos(wt)
A2 e w0t
sin( wt)
•
初始条件： t 0，wr 0 v 0 0 wr ak1 0 / I Z
➢ 常用稳态横摆角度速度与前轮转角之比来评价稳态响应。
这个比值称为稳态角速度增益，也称为转向灵敏度。
➢ 稳态时横摆角速度
r为定值，此时
•
v
•
0、wr
0,汽车的运动
微分方程变为：
(k1
k2 )

第五节 汽车操纵稳定性能的评价方法及改善措施
二、与汽车操纵稳定性相关的新技术应用
过去一直只限于改进轮胎、悬架、转向和传动系统（被动地）来提 高汽车固有的操纵稳定性。 1.电控助力转向系统(EPS) 2.四轮转向系统(4WS) 1)低速转向行驶或者转向盘转角较大时进行逆相位操作，后轮的偏 转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随转向盘转角的增大而 在一定范围内增大(后轮最大转向角一般为5°～8°)。
第三节 轮胎的侧偏特性
1)如果车轮静止不滚动，则侧向力Fy将使具有侧向弹性的车轮发生
侧向变形，轮胎胎面接地印迹的中心线与车轮平面不重合，轮胎接 地印迹长轴线n-n侧向位移Δh(见图5-4a)。 2)如果车轮向前滚动，在轮胎胎面中心线上标出A0，A1，A2，A3，… 各点，随着车轮向前滚动，各点将依次落于地面上相应的A′1，A′2， A′3，…各点上。
第五节 汽车操纵稳定性能的评价方法及改善措施
2.汽车瞬态转向特性
(1)反应时间τ 反应时间是指角阶跃输入后，横摆角速度第一次达到 稳定值所需的时间，也有取达到0.9或0.63值所需的时间。 (2)峰值反应时间ε 通常用达到第一次峰值时所需的时间ε作为评价 汽车瞬态横摆角速度响应反应快慢的参数，称为峰值反应时间。 (3)超调量 最大横摆角速度常大于稳态横摆角速度值，/×100%称 为超调量。 (4)横摆角速度ωr波动时的固有(圆)频率ω0 在汽车瞬态响应中，横 摆角速度ωr以频率ω0在稳定值处上下波动。 (5)稳定时间σ 横摆角速度达到稳态值的95％～105％时的时间称为 稳定时间。
图5-2 汽车在横向坡道上作等 速弯道行驶时的受力图
第三节 轮胎的侧偏特性
图5-3 刚性车轮滚动时受侧向力的受力情况 a) 没有侧向滑移 b)有侧向滑移

当车速为 ucr -1 K u c r称为临界车速。临界车速越低，过多转向量越大。
32
以上分析可知： 具有适度不足转向的汽车具有良好的操作稳定性； 过度的不足转向会加剧轮胎的磨损。
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
（1）扁平率小，k大 （2）垂直载荷大，k大 （3）轮胎气压高，k大
垂直载荷过 大时，轮胎与 地面接触区的 压力分布不均 匀，使 k反而有 所减小。
18
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
19
（3）轮胎气压高，k大
20
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
21
（5）路面干湿状态
22
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
转向油泵
转向减振器 转向直拉杆 转向器 转向摇臂
转向横拉杆
转向油管 转向控制阀
转向节臂
3
4
5
操纵稳定性的研究方法
将汽车作为开路控制系统 人—汽车系统作为闭路系统
6
操纵稳定性的两种试验评价方法
开路系统
人—汽车闭路系统
客观评价法
主观评价法
通过仪器测出横摆角 速度、侧向加速度、侧 倾角及转向力。
让试验评价人员根 据试验时自己的感觉 进行评价。
7
4.1 汽车的转向特性
➢轮胎的侧偏特性 ➢汽车的转向特性
一、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
8
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
u
u
u'

轮胎坐标系
轮胎的侧偏现象
因轮胎侧向弹性，车轮受侧向力的作用使轮心速度方 向偏离车轮平面的现象。侧向力因转向、路面倾斜、风力 等引起。转向引起的侧向力总是指向汽车内侧。侧偏角总 是位于和侧偏力指向相反的一侧。
轮胎的侧偏现象
轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这时，
式中，k称为侧偏刚度F（y N/rkad）。为曲线在=0处的斜率。
又有
1()
式中：为前轮转角（已知）； 为前轮速度与x轴夹角(未知)。
又有
tg u1yvar var
u1x u u u
式中：u，v为汽车质心速度在x,y轴上的分量； u1x，v1y为前轮轮心速度在x,y轴上的分量 为前轮速度与x轴夹角(现在已知)。
根据上式，有
1()u va ur -
同理，
2
v u
F YF Y F Y k k
外倾角对操稳性的影响
外倾角增大会影响最大地面侧向反力，降 低极限侧向加速度，故高速汽车转弯时应使 前外轮尽量垂直于地面。
轮胎特性参数的正负规定
（一）汽车模型的简化
*忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入。 *不考虑振动、侧倾、俯仰运动，认为汽车只作平行
于地面的运动； *不考虑轮胎切向力、外倾角、空气阻力的影响； *忽略左右轮胎载荷变化引起的侧偏特性变化； *忽略轮胎回正力矩； *认为轮胎侧偏特性处于线性范围； *认为汽车沿x轴速度不变。
二自由度汽车模型
（三）力学分析
根据牛顿定律
Fx max m(u vr )
Fy may m(vur )
M z
Iz
r
式中：Fx ，Fy为作用在汽车质心上的外力合力在x、y 轴上的投影。

操稳性测试
一、理论基础
1、操纵稳定性定义： 操稳性好的表现：
(1) 根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能 够正确地按驾驶员通过操纵机构所给定的方向 行驶。 (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，并保持稳定性的适当能力。
差的表现：速度达到一定值时发“飘”，
转向迟钝，过多转向，丧失路感等方面。
4．实验步骤
(5) 处理试验数据 ② 平均转向盘角为
i

ij j 1
4
4
转向盘转角变化过程
操稳性测试
五、实验方法和步骤
4．实验步骤
(5) 处理试验数据
③ 平均横摆角速度为
1 4 ri rij 4 j 1
横摆角速度变化过程
操稳性测试
五、实验方法和步骤
4．实验步骤
(5) 处理试验数据
(3) 试验按自行规定的车速间隔，从高到低，每1 个车速各进行1次，共10次(撞倒标桩的次数不 计在内)。 (4) 准确记录试验的各项有效数据。 (5) 处理试验数据，并拟合画出平均横摆角速度 与车速的关系图，平均转向盘角与车速的关系 图，平均车身侧倾角与车速的关系图和平均侧 向加速度与车速的关系图。
轿车、小型客车及最大总质量≤2.5 t的载 货汽车 最大总质量＞2.5 t而≤6 t的载货汽车及中 型客车 最大总质量＞6 t而≤15 t的货车及大型客车 最大总质量＞15 t的载货汽车及客车 标桩间 距/m 基准车速 /(km/h ) 65 30 50 60 50
50
操稳性测试
五、实验方法和步骤
操稳性测试
Байду номын сангаас
一、理论基础
2．汽车操纵稳定性的基本内容 ：

一般的极限侧向加速度取值区间为 0.60.9。
!"
转向盘转角,（）
线性区转向盘转角梯度
#$
$%
对转向盘转角与侧向加速度关系曲线上侧向加速
度为 0.10.35 所对应的区间做线性拟合，其斜率为线
&$
&%
性区转向盘转角梯度，亦表征了车辆不足转向特性，反
'$
映了汽车在通过弯道时驾驶员的转向操作量，适度的
争力中占据着核心地位。操纵稳定性又是底盘设计开 不断地调整转向盘转角使试验车保持在预定圆周上，
发中重要、复杂的环节。操纵稳定性评价包含稳态评价 直至汽车无法保持沿预定圆周行驶。记录转向盘转角、
与动态评价，实际的操纵稳定性问题都是动态问题，尤 转向盘力矩、行驶车速、横摆角速度、侧向加速度、车身
其是驾驶员的主观感受，但合理的稳态特性是汽车具 侧倾角等变量，亦可进行车轮矢量测量。对于最高车速
随着汽车普及率的提高，用户对汽车操纵稳定性 情况，因固定车速法需较大面积的试验场地，故多采用
[2]156
的要求也越来越高。如果汽车的操纵稳定性较差，不仅 固定转弯半径法 。
会降低用户的驾驶体验，而且会增加发生交通事故的
固定转弯半径法是汽车以最低稳定车速沿预定的
风险，因此，汽车操纵稳定性在保障和提升汽车产品竞 圆周（推荐半径为 100m）行驶，然后缓慢加速，过程中
围，如表 2所示。
表 车身侧倾梯度设计范围表
车型 运动型车 普通乘用车 皮卡 货车
车身侧倾梯度 ($ $4 $5 -+-$
实例分析
（）/
味着能以较高的车速通过弯道，对行驶安全有利；高质
按照前文的试验方法及评价指标，对某 SUV车型

汽车操纵稳定性评价方法研究汽车的操纵稳定性是衡量汽车行驶质量的一个重要指标。

一辆汽车的操纵稳定性，不仅关乎乘坐者的安全与舒适，也直接影响车辆的市场竞争力。

为了精确地评价一辆汽车的操纵稳定性，需要运用科学的测试方法和评价标准。

评价方法1. 车载试验车载试验是评价一辆汽车操纵稳定性的一个重要手段。

通过在车内安装多种测试仪器，如惯性测量单元（IMU）、制动力反馈（BBFM）、转向率传感器（TSR）等，对汽车在不同的路况和驾驶状态下进行测试和分析。

车载试验可以动态地评估汽车的加速度、制动、转向等指标，及时反馈车辆运动学和动力学参数的变化，有利于发现和整改车辆操纵稳定性的缺陷，提高行驶安全性和舒适性。

2. 静态试验静态试验是对汽车操纵稳定性的一种简单而又直接的评估方式。

通过推拉车测量系统、悬架测试机等设备对汽车的悬架系统、悬挂刚度、车身刚度等进行测试分析，从而评估汽车悬架系统的稳定性。

静态试验方法可以帮助设计人员优化汽车结构设计，提高车辆操纵稳定性。

3. 路试路试是指在真实路况下对汽车操纵稳定性进行评估。

通过在不同路段进行测试，如山路、高速公路等，可以评估车辆在不同路况下的操纵稳定性。

路试有利于检测车辆在实际操作中的运动学和动力学性能，全面评估车辆的操纵稳定性。

评价标准1. 车辆侧倾角（roll angle）车辆在转弯时的侧倾角是评估操纵稳定性的一个重要指标。

一辆汽车悬挂系统的稳定性能够直接影响车辆的侧倾角大小。

在较高的车辆侧倾角下，车辆容易失去操纵，导致事故的发生。

2. 车辆侧向加速度（Lateral Acceleration）侧向加速度能够反映车辆在转弯时的稳定性。

较小的侧向加速度代表车辆的稳定性较好。

在高速公路上行驶，若车辆的侧向加速度过大，则容易导致车辆失去操纵。

3. 车辆制动减速度（Braking Deceleration）车辆制动减速度是一个反映汽车操纵稳定性的重要指标。

在制动时，车辆制动减速度越大，代表汽车的稳定性越好。

汽车操纵稳定性试验解析！汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。

汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。

一、常用试验仪器1、陀螺仪：用于汽车运动状态下测动态参数，如汽车行进方位角，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等；2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差；3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数；4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩；5、五轮仪和磁带机等。

二、试验分类三、稳态回转试验01试验步骤1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周；2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度；3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶500m以使轮胎升温。

4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。

5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。

每次试验开始时车身应处于正中央。

02评价条件1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好；2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好；3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。

相对于车身偏转，而后轮只能自转而不能偏转。当驾驶员转动方向盘后，前轮 转向，改变了行驶方向。地面对前轮胎产生一个横向力，通过前轮作用于车身， 使车身横摆，产生离心力，使后轮产生侧偏。改变前进方向，参与汽车的转向 运动。而4ws汽车的后轮与前轮一样，既可自转也能偏转。当驾驶员转动方向 盘后，前，后轮几乎同时转向，使汽车改变行进方向，实现转向运动。2ws汽 车在转向时，前轮作主动转向，后轮只是作被动转向。显然，2ws汽车在转向 过程中，从方向盘转动到后轮参与转向运动之间存在一定的滞后时间。
1-前轮外倾角；2-地面垂线 图7-10 前轮外倾角
图7-11 前轮前束
相关知识
一、双板联动式侧滑试验台的结构
1．机械部分 机械部分的结构原理见图7-12。两块滑板分别支承在各自4个滚轮上，每 块滑板通过与其连接的导向轴承（图中未画出）在导轨内滚动，保证了滑板 能够沿左右方向滑动而限制了其纵向的运动。左右滑板通过中间的三连杆机 构连接起来，从而保证两块滑板作同时向内或纵向的运动。相应的位移量通 过位移传感器转换成电信号，经放大处理后送到指示仪表。
相关知识 车辆在大侧向加速度下，汽车的R/R。－ay 曲线已发生显著变化，该车的 R/R。值在大侧向加速度下迅速地增大，而有些车型的R/R。－ay 曲线可能 向下弯曲，迅速地减小，这时就会出现转向半径迅速增大或减小的危险情况， 使车辆丧失稳定性。如图7-5所示可知。
图7-5 侧向加速度
相关知识
当轮胎特性达到饱和时，轮胎力已接近路面的附着极限，还会引起转向的困难， 使车辆不能按驾驶员的操纵行驶。图7-6为在某一路面，当车速一定时，方向盘斜坡 输入时得到的前轮侧偏角的关系曲线。
图7-7 行驶工况对转向盘的要求
相关知识
3)电磁助力式转向器 为了提高汽车的操纵稳定性，可在动力转向系统中 采用可变转向动力控制机构。

项目五 汽车操纵稳定性检测
•
根据道路及交通情况，汽车有时直线行 根据道路及交通情况， 有时沿曲线行驶。 驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况 驾驶者还要作出紧急的转向操作， 时．驾驶者还要作出紧急的转向操作，以 避免事故。此外， 避免事故。此外，汽车在行驶中还不断受 到地面不平和大风等外界因素的干扰。 到地面不平和大风等外界因素的干扰。为 汽车应具备良好的操纵稳定性能。 此，汽车应具备良好的操纵稳定性能。
29
• • • •
(二)侧滑台的工作原理
• • • • • • • •
双板联动式侧滑台的工作原理如下。 双板联动式侧滑台的工作原理如下。 1)滑动板仅受到车轮外倾角的作用； 1)滑动板仅受到车轮外倾角的作用 滑动板仅受到车轮外倾角的作用； 2)滑动板仅受到车轮前束的作用； 2)滑动板仅受到车轮前束的作用 滑动板仅受到车轮前束的作用； 3)滑动板受到车轮外倾角和前束角的同时 3)滑动板受到车轮外倾角和前束角的同时 作用。 作用。 (1)若前进时的侧滑量 大于一定的正数， (1)若前进时的侧滑量A大于一定的正数，后 若前进时的侧滑量A 退时的侧滑量B大于另一正数， 退时的侧滑量B大于另一正数，则侧滑主要是 由外倾所引起的。 由外倾所引起的。 (2)前进时的侧滑量 小于一定的负数， (2)前进时的侧滑量A小于一定的负数，后 前进时的侧滑量A 退时的侧滑量B大于某一正数， 退时的侧滑量B大于某一正数，则侧滑主要由 前束所引起。 前束所引起。 (3)外倾角引起的侧滑量 =(A-B)／ (3)外倾角引起的侧滑量Sa =(A-B)／2。 外倾角引起的侧滑量S 前束所引起的侧滑量： =(A-B)／ 前束所引起的侧滑量：St =(A-B)／2。
• •
•
前轮的地面法向反作用力不断减小。 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， 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， 用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵，并可 能产生纵向翻倒。 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， 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． 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。 过附着力时，驱动轮将滑转。