汽车操纵稳定性试验解析

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。 转向特性曲线图四、转向回正试验

01 试验步骤一）低速回正性能试验: 1 、在试验场地上用明

显的颜色画出半径为 15m 的圆周。 2、试验前试验汽车沿半 径为 15m

的圆周、以侧向加速度达 3m/ s 2 的相应车速， 行 驶500m，使轮胎升温。3、接通仪器电源，使其达到正常工

作温度。 4、试验汽车直线行驶，记录各测量变量零线，然

后调整转向盘转角，使汽车沿半径为 15± 1m 的圆周行驶，

调整车速，使侧向加速度达到 4± 0.2m／ s 2, 固定转向盘转 角，稳定车速并开始记录，待 3s 后，驾驶员突然松开转向 盘并做一标记（建议用一微动开关和一个讯号通道同时记 录） ， 至少记录松手后 4s 的汽车运动过程。 记录时间内 油门开度保持不变。 5、对于侧向加速度达不到 4±0.2m/ s 2

的汽车，按试验汽车所能达到的最高侧向加速度进行试验， 应在试验报告中加以说明。试验按向左转与向右转两个方向 进行，每个方向三次。

二）高速回正性能试验： 1、对于最高车速超过 100km ／ h 的 汽车，要进行本项试验。 2、试验车速按被试汽车最高车速 的 70 ％并四舍五入为 10 的整数倍。 3、接通仪器电源，使 其达到正常的工作温度。

4、试验汽车沿试验路段以试验车 速直线行驶，记录各测量变量的零线。随后驾驶员转动转向 盘使侧向加速度达到 2± 0.2m/ s2,待稳定并开始记录后， 驾驶员突然松开转向盘并做一标记 （建议用一微动开关和 一个讯号通道同时记录） ，至少记录松手后 4s 内的汽车运动 过程。记录时间内油门开度保持不变。 5、试验按向左转与

向右转两个方向进行，每个方向三次。

02 评价条件 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。

2、两个值都是越小越好。 要求快速能恢复到稳态值， 而

且横摆角速度不能有太大的跳动。五、转向轻便性试验 01 试验步骤 1、按双纽线路线图的规定，画好双纽线路径并 放置好标桩。 2、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。 3、试验前驾驶员可操纵汽车沿双纽线路径行驶若干周， 熟

悉路径和相应操作。 随后，使汽车沿双纽线中点“ 0”处

的切线方向作直线滑行，并停车于“ 0”点处，停车后注意

观察车轮是否处于直行位置， 否则应转动转向盘进行调整。 然后双手松开转向盘， 记录转向盘中间位置和作用力矩的 零线。4、试验时， 驾驶员操纵转向盘， 使汽车以 10± 2km/h 的车速沿双纽线路径行驶，待车速稳定后， 开始记录转向 盘转角和作用力矩， 并记录行驶车速作为监督参数。 汽车 沿双纽线绕行一周至记录起始位置，即完成一次试验，全部 试验应进行三次。在测量记录过程中，驾驶员应保持车速稳 定和平稳地转动转向盘， 不应同时松开双手， 并且在行驶 中不准撞倒标桩。

02评价条件本项试验按转向盘平均操舵力 Fs、与转向盘最

大操舵力 Fm 。两项指标进行评价计分。 两个数值越小越好！ 六、转向瞬态响应（阶跃输入）

01 试验步骤 1、试验车速按被试汽车最高车速的 70％并四

舍五入为 10 的整数倍确定。 2、试验前，以试验车速行驶 10km，使轮胎升温。3、接通仪器电源，使之达到正常工作

温度。在停车状态下记录车速零线。 4、试验中转向盘转角

的预选位置（输入角），按稳态侧向加速度值 1-3 m/ s2 确定， 从侧向加速度为 1m/s2做起，每间隔 0.5 m/ s2进行一次试 验。5、汽车以试验车速直线行驶，先按输入方向轻轻靠紧 转向盘，消除转向盘自由行程并开始记录各测量变量的零

线，经过0.2-0.5S，以尽快的速度（起跃时间不大于 0.2s或 起跃速度不低于 200°/s 转动转向盘， 使其达到预先选好的 位置并固定数秒钟（待所测变量过渡到新稳态值） ，停止记 录。记录过程中保持车速不变。 6、试验按向左转与向右转 两个方向进行。可以两个方向交替进行，也可以连续进行 一个方向，然后再进行另一个方向。 02 评价条件本项试验， 按侧向加速度值为 2 m/ s2 时的汽车横摆角速度响应时间 T 进行评价计分。该值越小越好！七、转向瞬态响应（脉冲 输入）

01 试验步骤 1 、试验车速按试验汽车最高车速 70％并四舍

五入为10的整数倍。2、试验前以试验车速行驶 10km，使

轮胎升温。 3、接通仪器电源，使之达到正常工作温度。 4、

汽车以试验车速直线行驶， 使其横摆角速度为 0±0.5 （°） / s。作一标记，记下转向盘中间位置（直线行驶位置） 。

然后给转向盘一个三角脉冲转角输入（见下图） 。试验时向 左（或向右） 转动转向盘， 并迅速转回原处 （允许及时修正） 保持不动，记录全部过程，直至汽车回复到直线行驶位置。

转向盘转角输入脉宽为 0.3〜0.5s ,其最大转角应使本试

验过渡过程中最大侧向加速度为 4 m/ s 2。转动转向盘时应

尽量使其转角的超调量达到最小。记录时间内，保持油门开 度不变。

5、试验至少按左、右方向转动转向盘（转角脉冲 输入）各三次。每次输入的时间间 隔不得少于 5s。

02 评价条件本项试验按谐振频率 f 、谐振峰水平 D 和相位 滞后角 a

三项指标，进行评价计分。 F 越大越好， D 越 小越好，相位滞后角越小越好。八、蛇行试验 01 汽车类型 02 试验步骤 1、在试验场地上按上图及表的规 定，布置标桩 10 根。 2、接通仪器电源，使之预热到正常 工作温度。 3、试验驾驶员应具有较丰富的驾驶经验。在正 式实验前，按下图所示路线，练习五个往返。 4、试验汽车

以近似基准车速二分之一的稳定车速直线行驶，在进入试验 区段之前，

记录各测量变量的零线， 然后蛇行通过试验路段， 同时记录各测量变量的时间历程曲线及通过有效标桩区的 时间。 5、提高车速（车速间隔自行选择） ，重复 6.4 条的

过程，共进行 10 次（撞倒 标桩的次数不计在内） 。最高车速不超过

80km/h 。

03 评价条件 1、本项试验， 按基准车速下的平均横摆角速

度峰值 r 与平均转向盘转角峰值 0 进行评价计分。两个值 都是越小越好！ 2、评价时，横摆角速度峰值比方向盘转角

的加权重。九、中间位置转向试验

01 试验步骤 1、本项试验为在平直道路上进行的开环试验， 试验的初始状态为等速直线行驶， 试验标准车速为 100km/h ，也可以以 100km/h

车速为基准，提高或降低试验 车速（车速间隔为 20km/h ）；2、本项试验要求转向盘输入为 振荡型转角输入， 首选输入形式为正弦波， 也可以采用其 它输入 （如三角形波输入） 。转向盘输入频率的基准值为

0.2Hz ，频率偏差不应超过± 10%。输入转角的幅值应足以 使车辆的侧向加速度峰值达到基准值，允许的峰值偏差为± 10% 。为获取侧向加速度 1m/s2 时良好的试验数据，并保 证车辆及其子系统运行范围超出迟滞区，侧向加速度峰值的 基准值就2 m/s2。当然也可以采用较小的值或不超过 4 m/s2 的其它值。

02 评价条件可以通过侧向加速度、 方向盘力矩和方向盘转角 的相互关系对整车的操稳进行评价。十、操纵稳定性试验标 准

1、 GB/T 6323.1 －1994 汽车操纵稳定性试验方法 蛇行试验

2、 GB/T 6323.2 － 1994 汽车操纵稳定性试验方法 转向瞬态 响应试验 （转向盘转角阶跃输入 ）3、GB/T 6323.3 － 1994 汽 车操纵稳定性试验方法 转向瞬态响应试验 （转向盘转角脉 冲输入 ）4、GB/T

6323.4 －1994 汽车操纵稳定性试验方法 转向回正性能试验 5、GB/T

6323.5 － 1994 汽车操纵稳定性

试验方法 转向轻便性试验 6、GB/T 6323.6 － 1994 汽车操 纵稳定性试验方法 稳态回转试验 7、 GB/T 6323.12 汽车操 纵稳定性试验方法

转向盘中间位置操纵稳定性试验 8、QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 9、 GB/T

12549 汽车操纵稳定性术语及其定义 汽车的操稳性是汽车的重要性能之一，不少汽车存在着“高 速发飘”问题—在高速时司机往往感到难以控制汽车的行驶 方向。但有的汽车尽管车速很高，司机对汽车行驶却操纵自 如；一般的汽车，行驶车速越高，操稳性的问题越突出，实 际上有些载重车等在较低车速下（如 40kph 左右）也会因为 方向失控而造成安全事故；因此需要设计合理试验进行不断 调校来满足不管高速还是较低车速下都能有较好的操稳性！