第十七講汽車操縱穩(wěn)定性試驗

汽車操縱穩(wěn)定性試驗同濟大學汽車實驗室

周鋐操縱穩(wěn)定性試驗評價操縱穩(wěn)定性特點：綜合人──汽車──環(huán)境，進行研究。具體代表性的試驗有以下三種：室內(nèi)臺架試驗──測定有關操縱穩(wěn)定性的基本參量（重心位置、慣性矩、車輪定位）；道路試驗──轉向特性、蛇行穿桿試驗、側風試驗等；主觀感覺評價試驗──如操縱輕便性等。

同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗蛇形試驗轉向瞬態(tài)響應試驗（方向盤轉角階躍輸入）轉向瞬態(tài)響應試驗（方向盤轉角脈沖輸入）轉向回正性能試驗(低速回正、高速回正)轉向輕便性試驗穩(wěn)態(tài)回轉試驗同濟大學汽車實驗室基本參量測定同濟大學汽車實驗室基本參量測定同濟大學汽車實驗室基本參量測定2.慣性矩測定方法：用兩根鋼絲繩將汽車吊起，測定其回轉擺動周期T,算出慣性矩。具體如下圍繞z軸的慣性矩圍繞x軸的慣性矩圍繞y軸的慣性矩同濟大學汽車實驗室整車轉動慣量測量同濟大學汽車實驗室整車轉動慣量測量測量參數(shù)整車的重心;整車的重心高度;整車繞x軸轉動慣量;整車繞y軸轉動慣量;整車繞z軸轉動慣量.同濟大學汽車實驗室基本參量測定3.懸架參數(shù)測定

懸架剛度──用輪胎位置上的彈性常數(shù)表示。方法：向汽車車身加載，測出輪胎反力與相對于車身的位移。（為避免引起俯仰振動，需注意前后軸的懸架剛度比要適當）。側傾剛度方法：車身固定，保持左右輪負荷之和恒定的條件下，使左右輪交互上下移動，由左右輪負荷變化算出側傾扭矩，由左右輪位移求得側傾角，兩者之比為側傾剛度。車輪定位──測定車輪外傾角、前束、主銷后傾角、輪距等方法：使用專門的車輪定位儀。車輪定位參數(shù)影響轉向特性、越線響應特性、直線行駛特性（自動回正）和方向盤操縱力。同濟大學汽車實驗室基本參量測定4.轉向系參數(shù)測定總傳動比和轉向幾何特性。方法：將轉向輪置于車輪定位儀測量盤上，轉動方向盤，同時記錄方向盤轉角、左右車輪轉角。轉向系剛性特性──方向盤至輪胎間整個系統(tǒng)的扭轉剛度。方法：將轉向輪固定，測量方向盤轉角與扭矩的關系。通常剛性高（大），轉向響應快，手感好，剛性低，易引起不足轉向。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗

1.直行穩(wěn)定性試驗

a．直線行駛試驗方法一：固定方向盤，以一定的車速行駛一定距離，測其行駛路線偏差量。方法二：以一定車速行駛沿直線行駛，統(tǒng)計駕駛員方向盤上累積校正量。

b．側風穩(wěn)定試驗方法:在測試路段一側安放側風鼓風設備，建立穩(wěn)態(tài)側風，并且側風可調(diào)其強弱。汽車方向盤固定，以規(guī)定的車速在側風設備旁駛過。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗測量參數(shù):方向盤轉角；橫向加速度；橫擺角速度；行駛速度；路線偏離量（一定距離后）。注意：測量應包括前20m至后50m范圍內(nèi)的全過程。評價準則:橫擺速度和橫向加速度的時間里程；進入風段時的橫擺加速度；（該值對駕駛員感覺特別敏感）橫擺速度的最大值和穩(wěn)態(tài)值；直線行駛偏差量質(zhì)心標記法.（適用于對比試驗，數(shù)據(jù)較離散）同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗c．通過凸塊試驗（路面不平感受性試驗）方法：地面上設置專門的凸塊，汽車方向盤固定，以一定的車速駛過凸塊，測定行駛路線偏離量。例：ESV（美國的實驗安全車輛）規(guī)定：凸塊半徑r=25mm,駛入角30，2S后偏差30cm同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗2.轉彎性能試驗a．穩(wěn)態(tài)橫擺響應試驗（穩(wěn)態(tài)圓周行駛試驗）

目的:主要用于定量測定不足轉向、中性轉向或過多 轉向。測量參數(shù):橫擺角速度；橫向加速度；縱向車速；方 向盤轉角（與力矩）；側傾角；質(zhì)心側偏角。試驗方法：圓周半徑恒定，分級提高車速，作勻速圓周行駛DIN/ISO4138，方向盤轉角恒定，分級提高車速作勻速行駛，顯然R會改變。橫向加速度恒定，分級提高車速，作勻速行駛，調(diào)整方向盤轉角ESV。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗

b.不足，過度轉向判別試驗方法：首先讓汽車以最低速沿給定的R圓周上作勻速運行。然后固定方向盤，連續(xù)地慢慢增加車速，測定V，（橫擺角速度）變化曲線，算出各瞬時R與ay(橫向加速度）得出R/R0隨ay變化曲線，或由軌跡變化狀況作出判斷。

(在國家標準中規(guī)定R0=15m，一般要求有適當?shù)牟蛔戕D向。)

同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗3．回正能力試驗（ESV）試驗方法：（以ESV規(guī)定例）汽車以40Km/h和80Km/h作等速圓周行駛。圓的半徑大小要使汽車側向ay=0.4g(0.2g)。達到穩(wěn)態(tài)后，突然完全松開方向盤，汽車將以圓周行駛恢復到直線行駛。評價方法：汽車橫擺角速度隨時間變化曲線應落在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)；松開方向盤2秒后，80Km/h時4°/s，40Km/h時，。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗4．轉向操縱力試驗a．靜態(tài)轉向操縱力試驗反映停車、入庫時的操縱力情況b．低速轉向操縱力試驗用雙紐線進行轉向輕便性試驗

c.蛇形穿桿試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器1．陀螺儀陀螺效應

當陀螺轉子高速轉動時，如果未受外力矩作用，其轉子軸不會在空間改變方向的現(xiàn)象稱之為陀螺效應。陀螺儀的基本特性

陀螺儀為一個安放在內(nèi)外框架上高速旋轉轉速約24000轉/分~30000轉/分的轉子。見圖。此種裝置有兩個基本特性：定向性、進動性。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器定向性——除非受到外力的作用，轉子軸線方向?qū)⒈３植蛔?/p>

進動性——如轉子不轉，當一個重物掛在內(nèi)框架上，在重力作用下內(nèi)框架將沿著掛重物的方向翻轉。在轉子高速自轉時，內(nèi)框架不再翻轉，而外框架繞自己的轉動軸線發(fā)生轉動。同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器陀螺儀在操縱穩(wěn)定性中的應用同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟大學汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器2．測力方向盤測力方向盤可用于汽車方向盤參數(shù)的測量，見圖。其