同濟(jì)汽車操縱穩(wěn)定性實驗報告新

1、 汽車平順性和操作穩(wěn)定性實驗報告學(xué)院（系） 汽車學(xué)院 專 業(yè) 車輛工程（汽車） 學(xué)生姓名 同小車 學(xué)號 000001 同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院實驗室2014年11月 1.轉(zhuǎn)向輕便性實驗實驗?zāi)康鸟{駛員通過操縱方向盤來控制汽車的行駛方向，操縱方向盤過重，會增加駕駛員的勞動強(qiáng)度，駕駛員容易疲勞；操縱方向盤過輕，駕駛員會失去路感，難以控制汽車的形式方向。操縱方向盤的輕重，是評價汽車操縱穩(wěn)定性的基本條件之一。轉(zhuǎn)向輕便性實驗的目的在于通過測量駕駛員操縱方向盤力的大小，與其他實驗儀器評價汽車操縱穩(wěn)定性的好處。實驗儀器設(shè)備參量方向盤轉(zhuǎn)矩方向盤轉(zhuǎn)角車速儀器測力方向盤測力方向盤GPS測速儀實驗條件試驗車：依維柯實驗場地與

2、環(huán)境于圓形試車場，實驗時按照樁桶圈出的雙扭線，以10Km/h的車速行駛。雙扭線的極坐標(biāo)方程見下，形狀如下圖實驗當(dāng)天天氣晴好，無風(fēng)，氣溫20度在=0時，雙扭線頂點處的曲率半徑最小，相應(yīng)數(shù)值為Rmin=1/3d，雙扭線的最小曲率半徑應(yīng)按照實驗汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑乘以1,1倍，并圓整到比此乘積大的一個整數(shù)來確定。試驗中記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)交及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩，并按雙扭線路經(jīng)過每一周整理出轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩曲線。通常以轉(zhuǎn)向盤最大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)向盤最大作用力以及轉(zhuǎn)向盤作用功等來評價轉(zhuǎn)向輕便性。轉(zhuǎn)向輕便型實驗數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)向盤最大作用力矩(N·m)轉(zhuǎn)向盤最大作用力(N)轉(zhuǎn)向盤右轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)角(°)轉(zhuǎn)向盤左轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)

3、角(°)轉(zhuǎn)向盤作用功（J )轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力矩(N·m)轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力(N)平均車速(Km/h)第一周6.4931.6274-27744.710.0940.469.99第二周7.1634.9281-28447.720.0950.4610.03第三周6.3530.9283-28945.430.0920.4510.09均值6.6732.5279.3-28345.960.0940.4610.04方向盤轉(zhuǎn)角-轉(zhuǎn)矩曲線2. 蛇形試驗實驗?zāi)康谋卷椩囼炇前ㄜ囕v-駕駛員-環(huán)境在內(nèi)的閉路試驗的一種，用來綜合評價汽車行駛的穩(wěn)定性及乘坐的舒適性，與其他操縱試驗項目一起，共同評價汽車的操縱穩(wěn)定

4、性。也可以用來考核汽車在接近側(cè)滑或側(cè)翻工況下的操縱性能，在若干汽車操縱穩(wěn)定性對比試驗時，作為主觀評價的一種感性試驗。實驗原理將試驗車輛以不同車速行駛于規(guī)定的蛇形試驗中，通過實驗儀器可以得到行駛時的車速，方向盤轉(zhuǎn)角，橫擺角速度，車身側(cè)傾角。試驗方法遵照GB/T 6323.1-94汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法 蛇形試驗實驗儀器記錄下列測量變量所使用的儀器方向盤轉(zhuǎn)角：測力方向盤橫擺角速度：陀螺儀車身側(cè)傾角：陀螺儀汽車通過有效標(biāo)樁區(qū)的時間：秒表實驗數(shù)據(jù)記錄（1） 將實驗結(jié)果填入下表：車型：依維柯 實驗路面：平坦水泥路面（圓形試車場）標(biāo)樁間距：30m天氣：晴 溫度：30度 風(fēng)速：10m/s試驗次數(shù)通過時間(s

5、)蛇形車速（km/h）參數(shù)1234平均12825 （°）47.2-46.538.1-37.337.28 （°）/s10.1-6.714.5-9.410.18 （°）-1.92.1-2.02.42.122435 （°）-42.1-40.241.7-40.941.23 （°）/s11.8-9.812.5-9.710.95 （°）-2.12.4-2.22.82.3532045 （°）44.1-42.345.7-4343.78 （°）/s13-12.413.5-12.512.85 （°）-2.43.1-2.13.

6、02.6541755 （°）49.1-46.448.5-4446.95 （°）/s16-14.516.3-14.915.43 （°）-2.53.6-2.73.33.025 51264 （°）50.1-47.952.4-4949.85 （°）/s20.3-20.122-2020.6 （°）-3.14.1-3.74.03.725依維柯?lián)Q懸架：蛇形橫擺角速度與車速關(guān)系 實驗數(shù)據(jù)的意義和結(jié)果分析由于前三張圖線可以大體看出，在蛇形試驗的條件下，車輛方向盤轉(zhuǎn)角與車速基本無關(guān)，一直維持在某個常數(shù)附近；汽車橫擺叫速度與汽車車速大致呈線性關(guān)系，車速越高

7、，車輛橫擺叫速度越大；而車身側(cè)傾角與車速大致呈線性關(guān)系，車速越高時車身側(cè)傾角越大。由于蛇形繞樁試驗時擺放位置不變，故駕駛員在行駛時無論車速快慢，所需轉(zhuǎn)動方向盤的角度大致相同；而車速高時，車輛在較短的時間完成左右的穿梭，故r會隨著uc的增大而增大，在高速轉(zhuǎn)向時，uy也較大，故慢性力會導(dǎo)致側(cè)傾角也越大。本次試驗結(jié)果顯示橫擺角速度與車身側(cè)傾角呈線性關(guān)系。3. 汽車平順性試驗實驗?zāi)康?. 通過對汽車在隨機(jī)不平的路面上行駛時振動對乘員及貨物影響的測定，評價汽車的平順性；2. 通過對汽車行駛過單個凸塊時的沖擊對乘員及貨物影響的測定，評價汽車的平順性。實驗儀器與設(shè)備加速度傳感器，GPS測速儀，DASP速采系

8、統(tǒng)實驗原理1. 隨機(jī)輸入：本試驗采用道路隨機(jī)輸入，及實際道路試驗。因試驗車為轎車，加速度傳感器安裝在左側(cè)前排和后排座椅上；若為客車，安裝在駕駛員座椅左側(cè)后軸上和最后排座椅上。其他類型汽車安裝在駕駛員座椅上，車廂地板中心及局車廂邊板、后板300mm處，安裝在座椅上的加速度傳感器應(yīng)能測三個方向的震動。傳感器應(yīng)與人體緊密接觸，并且在人體與座椅間放入一安裝傳感器的墊盤，試驗時，汽車在穩(wěn)速段要穩(wěn)住車速，然后以規(guī)定的車速勻速駛過試驗路段，在進(jìn)入試驗路段時啟動測試儀器，同時測量通過試驗路段的時間，計算平均車速。樣本記錄長度不短于3min，對于人體振動評價用加權(quán)加速度均方值，處理數(shù)據(jù)用三分之一倍頻法。2. 脈

9、沖輸入：標(biāo)準(zhǔn)采用三角形的單凸塊作為脈沖輸入，其凸塊尺寸隨車重變化，可參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，加速度傳感器安裝位置同隨機(jī)輸入。將凸塊放置在試驗道路中央，并按汽車車輪距調(diào)整好兩個凸塊的距離，為保證汽車左右車輪同時駛過凸塊，應(yīng)將兩凸塊放在與汽車行駛方向垂直的一條線上。試驗時汽車以規(guī)定的車速勻速駛過凸塊，試驗車速為10KM/H,20KM/H,30KM/H40KM/H,50KM/H,60KM/H。在汽車駛過后且沖擊響應(yīng)消失后，停止記錄，每種車速的試驗次數(shù)不得少于八次。3. 車輛平順性試驗測試簡圖：加速度傳感器電荷放大器收集信號速采系統(tǒng)。4. 汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗試驗內(nèi)容測定汽車定方向盤轉(zhuǎn)角穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)時的汽車前進(jìn)車速、汽

10、車橫擺角速度、繪制轉(zhuǎn)彎半徑比與側(cè)向加速度關(guān)系曲線、汽車前后軸側(cè)偏角速度差值與側(cè)向加速度的關(guān)系曲線，計算穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)的特征參數(shù)。試驗?zāi)康耐ㄟ^試驗掌握汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗的原理以及實驗方法，掌握儀器的使用方法以及試驗數(shù)據(jù)的處理方法。試驗條件試驗車輛依維柯 場地圓形試車場 試驗儀器陀螺儀、GPS測試儀、數(shù)據(jù)采集器試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表達(dá)1. 轉(zhuǎn)彎半徑比RiR0與側(cè)向加速度ay，關(guān)系曲線。 根據(jù)記錄的橫擺角速度及汽車前進(jìn)車速，用下述公式計算各點的轉(zhuǎn)彎半徑及側(cè)向加速度。 Ri =Vi/i  , ayi= Vi*i  ，

11、60;i=1,2,3,   ，n 式中：Vi第i點車速，m/s      i第i點橫擺角速度，rad/s        Ri第i點轉(zhuǎn)彎半徑，m        ayi第i點側(cè)向加速度，m/s/s  n采樣點數(shù)   進(jìn)而算出各點的轉(zhuǎn)彎半徑比（RiR0） （R0為初始半徑，m）。  根據(jù)計算結(jié)果

12、，繪出（RR0）ay曲線2. 汽車前后側(cè)偏角差值（1一2)與側(cè)向加速度ay關(guān)系曲線 對于兩軸汽車，汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)時，（1一2)用下式確定： 1一2 =360/2 * L （1/ R0-1/ Ri） 式中：1、2前后軸側(cè)偏角，0 L汽車軸距，m  (全順汽車：L=3.55m)        Ri 、R0、第各點轉(zhuǎn)彎半徑及初始半徑，m， 根據(jù)計算結(jié)果，繪制（1一2）ay關(guān)系曲線。3.

13、 不足轉(zhuǎn)向度u及不足轉(zhuǎn)向度評價記分值Nu。  1） 不足轉(zhuǎn)向度u按前后軸側(cè)偏角差值與側(cè)向加速度值為2m/s/s處的平均斜率計算。 2）不足轉(zhuǎn)向度的評估記分值Nu： 根據(jù)，GB/T 13047汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)與評價方法右轉(zhuǎn)彎左轉(zhuǎn)彎a = 6.11a = 6.17均值a = 6.14a = 6.01均值R/Ro1.041.051.040.980.96 0.97d1-d20.80.90.85-0.5-0.5-0.35(°)0.90.70.82.52.32.4R/Ro1.21.21.21.010.991d1-d23.22.62.90.1-0.2-0.

14、05(°)3.13.13.14.84.74.75經(jīng)過計算，可得側(cè)向?qū)⑺俣炔蛔戕D(zhuǎn)向度車身側(cè)傾度左右左右左右3.655.81-0.170.741.20.4756.566.7529.597.560100六、轉(zhuǎn)向回正性能試驗1主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法中的轉(zhuǎn)向回正性能試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于轎車、客車、貨車及越野汽車，其他類型汽車可參照執(zhí)行。2引用標(biāo)準(zhǔn)GBT 12534汽車道路試驗方法通則GBT 12549汽車操縱穩(wěn)定性術(shù)語及其定義3測量變量和儀器設(shè)備31測量變量a汽車前進(jìn)速度；b橫擺角速度；c側(cè)向加速度。32試驗儀器設(shè)備321試驗儀器設(shè)備應(yīng)符合GBT 12534中3

15、.5條規(guī)定。322各測量用儀器，其測量范圍及最大誤差滿足表1的要求。323包括傳感器及記錄儀器在內(nèi)的整個測量系統(tǒng)的頻帶寬度不小于3Hz。324各種傳感器按各自使用說明書進(jìn)行安裝。4試驗條件41試驗汽車411試驗汽車是按廠方規(guī)定裝備齊全的汽車。試驗前，測定車輪定位參數(shù)，對轉(zhuǎn)向系、懸架系進(jìn)行檢查、調(diào)整和緊固，按規(guī)定進(jìn)行潤滑。只有認(rèn)定試驗汽車已符合廠方規(guī)定的技術(shù)條件，方可進(jìn)行試驗。測定及檢查的有關(guān)參數(shù)的數(shù)值，記入附錄A（補(bǔ)充件）中。412試驗時若用新輪胎，試驗前至少應(yīng)經(jīng)過200km正常行駛的磨合；若用舊輪胎，試驗終了殘留花紋高度不小于1.5mm。輪胎氣壓應(yīng)符合GBT 12534中3.2條的規(guī)定。41

16、3試驗汽車在廠定最大總質(zhì)量（駕駛員，試驗員及測試儀器質(zhì)量，計入總質(zhì)量）狀態(tài)下進(jìn)行。貨車的裝載物（推薦用砂袋）均勻分布于貨箱內(nèi)；客車的裝載物（推薦用砂袋）分布于座椅和地板上，其比例應(yīng)符合GBT 12534中表1的規(guī)定。軸載質(zhì)量必須符合廠方規(guī)定。42試驗場地與環(huán)境a試驗場地為干燥、平坦而清潔的，用水泥混凝土或瀝青鋪裝的路面，任意方向的坡度不大于2；b風(fēng)速不大于5ms;c大氣溫度在040范圍內(nèi)。5試驗方法51低速回正性能試驗511在試驗場地上用明顯的顏色畫出半徑為15m的圓周。512試驗前試驗汽車沿半徑為15m的圓周、以側(cè)向加速度達(dá)3m/s2的相應(yīng)車速，行駛500m，使輪胎升溫。513接通儀器電源，

17、使其達(dá)到正常工作溫度。514試驗汽車直線行駛，記錄各測量變量零線，然后調(diào)整轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，使汽車沿半徑為15±1m的圓周行駛，調(diào)整車速，使側(cè)向加速度達(dá)到4±0.2ms2,固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，穩(wěn)定車速并開始記錄，待3s后，駕駛員突然松開轉(zhuǎn)向盤并做一標(biāo)記（建議用一微動開關(guān)和一個訊號通道同時記錄），至少記錄松手后4s的汽車運動過程。記錄時間內(nèi)油門開度保持不變。對于側(cè)向加速度達(dá)不到4±0.2m/s2的汽車，按試驗汽車所能達(dá)到的最高側(cè)向加速度進(jìn)行試驗，應(yīng)在試驗報告中（表2備注）加以說明。515試驗按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個方向進(jìn)行，每個方向三次。52高速回正性能試驗521對于最高車速超過

18、100kmh的汽車，要進(jìn)行本項試驗。522試驗車速按被試汽車最高車速的70并四舍五入為10的整數(shù)倍。523接通儀器電源，使其達(dá)到正常的工作溫度。524試驗汽車沿試驗路段以試驗車速直線行駛，記錄各測量變量的零線。隨后駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤使側(cè)向加速度達(dá)到2±0.2ms2，待穩(wěn)定并開始記錄后，駕駛員突然松開轉(zhuǎn)向盤并做一標(biāo)記（建議用一微動開關(guān)和一個訊號通道同時記錄），至少記錄松手后4s內(nèi)的汽車運動過程。記錄時間內(nèi)油門開度保持不變。525試驗按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個方向進(jìn)行，每個方向三次。6試驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表達(dá)61試驗數(shù)據(jù)處理橫擺角速度時間歷程曲線分兩大類：收斂型（圖1中曲線14）與發(fā)散型（圖1中曲線5、6）。對于發(fā)散型，不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對于收斂型，按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)分別確定下述指標(biāo)。611時間坐標(biāo)原點在微動開關(guān)時間歷程曲線上，松開轉(zhuǎn)向盤時微動開關(guān)所做的標(biāo)記。612穩(wěn)定時間從時間坐標(biāo)原點開始，至橫擺角速度達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值（包括零值）為止的一段時間間隔。其均值按下式確定: