第四章操縱穩(wěn)定性

1、第四章 操縱穩(wěn)定性4.1 概述4.1.1 操縱穩(wěn)定性包含的內(nèi)容汽車操縱穩(wěn)定性涉及到的問(wèn)題較為廣泛，它需要采用較多的物理參量從多方面來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。表4-1給出了汽車操縱穩(wěn)定性的基本內(nèi)容及評(píng)價(jià)所用的物理參量。在汽車操縱穩(wěn)定性的研究中，常把汽車作為一控制系統(tǒng)，求出汽車曲線行駛的時(shí)域響應(yīng)與頻率響應(yīng)，并以它們來(lái)表征汽車的操縱穩(wěn)定性。汽車曲線行駛的時(shí)域響應(yīng)系指汽車在轉(zhuǎn)向盤輸入或外界側(cè)向干擾輸入下的側(cè)向運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。轉(zhuǎn)向盤輸入有兩種形式：給轉(zhuǎn)向盤作用一個(gè)角位移，稱為角位移輸入，簡(jiǎn)稱角輸入；給轉(zhuǎn)向盤作用一個(gè)力位移，稱為力位移輸入，簡(jiǎn)稱力輸入。駕駛員在實(shí)際駕駛車輛時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)向盤的這兩種輸入是同時(shí)加入的。外界側(cè)向干擾輸入

2、主要是指?jìng)?cè)向風(fēng)和路面不平產(chǎn)生的側(cè)向力。表4-1中的轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)行的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及瞬態(tài)響應(yīng)，就是表征汽車操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)向盤角位移輸入下的時(shí)域響應(yīng)?；卣允且环N轉(zhuǎn)向盤力輸入下的時(shí)域響應(yīng)。橫擺角速度頻率響應(yīng)特性是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角正弦輸入下，頻率由0時(shí)，汽車橫擺角速度與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的振幅比及相位差的變化圖形。它是另一個(gè)重要的表征汽車操縱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)特性。轉(zhuǎn)向盤中間位置操縱穩(wěn)定性是轉(zhuǎn)向盤小轉(zhuǎn)角、低頻正弦輸入下汽車高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向半徑是評(píng)價(jià)汽車機(jī)動(dòng)靈活的物理參量。轉(zhuǎn)向輕便性是評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤輕便程度的特性。汽車的直線行駛性能是評(píng)價(jià)汽車操縱穩(wěn)定性的另一個(gè)重要方面。其中，側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性與路面不平度穩(wěn)定性是

3、汽車直線行駛時(shí)在外界側(cè)向干擾輸入下的時(shí)域響應(yīng)。典型行駛工況性能是指汽車通過(guò)某種模擬典型駕駛操作的通道的性能。它們能更如實(shí)地反映汽車的操縱穩(wěn)定性。極限行駛性能是指汽車在處于正常行駛與異常危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的特性。它表明了汽車安全行駛的極限性能。汽車是由若干部件組成的一個(gè)物理系統(tǒng)。它具有慣性、彈性、阻尼等許多動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)，所以它是一個(gè)多自由度動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。應(yīng)指出，構(gòu)成汽車動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的元件，如輪胎、懸架、轉(zhuǎn)向系等，具有非線性特性，描述汽車的微分方程應(yīng)是非線性微分方程，即汽車為一非線性系統(tǒng)。但是在大多數(shù)行駛狀況下，汽車的側(cè)向加速度不超過(guò)0.4g，若忽略一些次要因素，則可以把汽車近似地看作一線性動(dòng)力

4、學(xué)系統(tǒng)。表4-1 操縱穩(wěn)定性的基本內(nèi)容及評(píng)價(jià)所用的物理參量序號(hào)基本內(nèi)容主要評(píng)價(jià)參量1.轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)行的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)行的瞬態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益轉(zhuǎn)向靈敏性反應(yīng)時(shí)間、橫擺角速度波動(dòng)的無(wú)阻尼圓頻率2.橫擺角速度頻率響應(yīng)特性共振峰頻率、共振時(shí)振幅比、相位滯后角、穩(wěn)態(tài)增益3.轉(zhuǎn)向盤中間位置操縱穩(wěn)定性轉(zhuǎn)向靈敏度、轉(zhuǎn)向盤力特性4.回正性回正后剩余橫擺角速度與橫擺角、達(dá)到剩余橫擺角速度的時(shí)間5.轉(zhuǎn)向半徑最小轉(zhuǎn)向半徑6.轉(zhuǎn)向輕便性原地轉(zhuǎn)向輕便性低速行駛轉(zhuǎn)向輕便性高速行駛轉(zhuǎn)向輕便性轉(zhuǎn)向力、轉(zhuǎn)向功7.直線行駛性能直線行駛性側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性路面不平度穩(wěn)定性轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角側(cè)向偏移8.典型行駛工況性能蛇

5、行性能移線性能雙移線性能回避障礙性能轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向力、側(cè)向加速度、橫擺角速度、側(cè)偏角、車速等9.極限行駛性能圓周行駛極限側(cè)向加速度抗側(cè)翻能力發(fā)生側(cè)滑時(shí)的控制性能極限側(cè)向加速度極限車速回至原來(lái)路徑所需時(shí)間4.1.2 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的時(shí)域響應(yīng)汽車的時(shí)域響應(yīng)可分為不隨時(shí)間變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和隨時(shí)間變化的瞬態(tài)響應(yīng)。例如汽車等速直線行駛是一種穩(wěn)態(tài)；若汽車等速行駛時(shí)，急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤至某一轉(zhuǎn)角時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤并維持此轉(zhuǎn)角不變，即給汽車以轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入，一般汽車經(jīng)短暫時(shí)間后便進(jìn)入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，稱為轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車的等速圓周行駛，即汽車轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)，雖然在

6、實(shí)際行駛中不常出現(xiàn)，卻是表征汽車操縱穩(wěn)定性的一個(gè)重要的時(shí)域響應(yīng)，一般也稱為汽車的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性。汽車的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性分為三種類型：不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過(guò)度轉(zhuǎn)向。操縱穩(wěn)定性良好的汽車應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。4.1.3 人汽車閉路系統(tǒng)汽車的操縱穩(wěn)定性是由駕駛者來(lái)評(píng)定的，操縱穩(wěn)定性與駕駛者的操作特性又是緊密相關(guān)的。因此操縱穩(wěn)定性的研究對(duì)象應(yīng)該是把駕駛者與汽車作為統(tǒng)一整體的人汽車系統(tǒng)，而不能忽略駕駛者的反饋?zhàn)饔谩D4-1簡(jiǎn)要地表示了人汽車系統(tǒng)中駕駛者與汽車的關(guān)系。圖4-1 人汽車系統(tǒng)簡(jiǎn)圖在汽車行駛中，駕駛員根據(jù)需要，操縱轉(zhuǎn)向盤使汽車作一定的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)；路面的凹凸不平，側(cè)向風(fēng)等亦影響汽車的行駛。與此同時(shí)，駕

7、駛者根據(jù)隨之出現(xiàn)的道路、交通等情況和通過(guò)眼睛、手、身體感知到的汽車運(yùn)動(dòng)狀況，經(jīng)過(guò)頭腦的分析、判斷、修正他對(duì)轉(zhuǎn)向盤的操縱。如此不斷的反復(fù)循環(huán)，駕駛者操縱汽車行駛前進(jìn)。由此可見，在人汽車系統(tǒng)中，通過(guò)駕駛者把系統(tǒng)的輸出參數(shù)反饋到輸入控制中去，所以人汽車系統(tǒng)是一個(gè)閉路系統(tǒng)。不過(guò)駕駛者的反饋?zhàn)饔檬謴?fù)雜，目前對(duì)于人汽車閉路系統(tǒng)的理論研究還不很成熟，人汽車系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性能，是指人汽車系統(tǒng)只能用試驗(yàn)方法來(lái)實(shí)際測(cè)定。表4-1中列出的典型行駛工況性能就是人汽車閉路系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性能，是指人汽車系統(tǒng)通過(guò)某種典型通道時(shí)的性能。盡管試驗(yàn)得到的人汽車閉路系統(tǒng)的性能真實(shí)地反映了汽車的操縱穩(wěn)定性能，但是由于進(jìn)行試驗(yàn)的駕駛

8、者的操作特性起了反饋?zhàn)饔?，所以客觀及再現(xiàn)性就不如開路系統(tǒng)汽車的時(shí)域響應(yīng)好。還應(yīng)指出，人汽車系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性只能在已具有實(shí)際車輛的條件下通過(guò)試驗(yàn)求得，目前還不能做到通過(guò)理論分析與計(jì)算來(lái)進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)。所以，在產(chǎn)品開發(fā)階段，廣泛的理論分析對(duì)象仍然只能是開路系統(tǒng)汽車的時(shí)域響應(yīng)。4.1.4 汽車試驗(yàn)的兩種評(píng)價(jià)方法汽車性能最后應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定與評(píng)價(jià)。試驗(yàn)中的性能評(píng)價(jià)有主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩種方法?？陀^評(píng)價(jià)法是通過(guò)測(cè)試儀器測(cè)出表征性能的物理量，如橫擺角速度、側(cè)向加速度、側(cè)傾角、轉(zhuǎn)向力等來(lái)評(píng)價(jià)操縱穩(wěn)定性的方法。主觀評(píng)價(jià)法就是感覺(jué)評(píng)價(jià)，其方法是讓試驗(yàn)評(píng)價(jià)人員根據(jù)試驗(yàn)時(shí)自己的感覺(jué)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按規(guī)定的項(xiàng)目和評(píng)分

9、辦法進(jìn)行評(píng)分。研究汽車本身特性的開路系統(tǒng)只采用客觀評(píng)價(jià)法。研究人汽車閉路系統(tǒng)的試驗(yàn)常同時(shí)采用客觀評(píng)價(jià)和主觀評(píng)價(jià)兩種方法。由于汽車是由人來(lái)駕駛的，因此主觀評(píng)價(jià)法始終是操縱穩(wěn)定性的最終評(píng)價(jià)方法。譬如，客觀評(píng)價(jià)中采用的物理量是否可以表征操縱穩(wěn)定性，就取決于這些物理量評(píng)價(jià)性能的結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)是否一致。熟練的駕駛員在進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)儀器所不能檢驗(yàn)出來(lái)的現(xiàn)象。較為常見的是先由人的感覺(jué)先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后用儀器來(lái)進(jìn)行計(jì)測(cè)。雖然開路系統(tǒng)試驗(yàn)只用客觀評(píng)價(jià)法，但是其試驗(yàn)方法的本身及采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)際上均是由人們的長(zhǎng)期實(shí)踐或?qū)ｉT設(shè)置的主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)、確定的。主觀評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)之一是，它受到評(píng)價(jià)者個(gè)人主觀因素的

10、影響，不同評(píng)價(jià)者可能給出差別較大的評(píng)價(jià)結(jié)果；其另一缺點(diǎn)是，一般情況下，它不能給出“汽車性能”與“汽車結(jié)構(gòu)”二者之間有何種聯(lián)系的信息。而開路系統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以通過(guò)理論分析確定它們與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，因此開路系統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)可以指出改變汽車結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)以提高性能的具體途徑。4.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備 在進(jìn)行汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)之前，應(yīng)對(duì)測(cè)試儀器和車輛作必要的準(zhǔn)備工作，以減小測(cè)試誤差，提高試驗(yàn)結(jié)果的精度，使試驗(yàn)結(jié)果更能代表被試車輛的實(shí)際水平。另一方面也能防止因準(zhǔn)備工作不足使試驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差，甚至徒勞。4.2.1 測(cè)試儀器的標(biāo)定測(cè)試儀器的標(biāo)定，就是通過(guò)試驗(yàn)建立測(cè)試儀器的輸入量與輸出量之間

11、的關(guān)系。通常是利用一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生已知的非電量并輸入到待標(biāo)定的測(cè)試儀器中，得到一個(gè)輸出的電量，然后繪制出其標(biāo)定曲線。對(duì)于線性較差的儀器，可用二次曲線進(jìn)行擬合。標(biāo)定也是一種測(cè)量，并且標(biāo)定結(jié)果中也含有隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。因此，必須提高標(biāo)定的精度。標(biāo)定的精度與標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備的精度有關(guān)，通常采用實(shí)物標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定，即使用模擬測(cè)試儀器實(shí)際工作狀況的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對(duì)測(cè)試儀器用已知的標(biāo)定量進(jìn)行標(biāo)定。這種方法直觀、可靠，并且在嚴(yán)格保證與實(shí)際測(cè)量條件一致的情況下，可以得到較高的標(biāo)定精度。4.2.2 測(cè)試儀器的檢查在進(jìn)行試驗(yàn)以前，應(yīng)對(duì)所使用的儀器進(jìn)行檢查，檢查其是否處于良好的技術(shù)狀態(tài)，工作是否正常。檢查內(nèi)容如下：

12、蓄電池電壓是否正常；蓄電池接線柱夾是否夾緊；各儀器的接口是否松動(dòng)；各儀器是否按使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行正確安裝；各儀器輸出信號(hào)的幅值大小是否合適，若過(guò)大或過(guò)小，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，直到合適為止。4.2.3 試驗(yàn)條件4.2.3.1 車輛準(zhǔn)備4.2.3.1.1試驗(yàn)汽車是按廠方規(guī)定裝備齊全的汽車。試驗(yàn)前，測(cè)定汽車定位參數(shù)。對(duì)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(rùn)滑，只有認(rèn)定試驗(yàn)汽車己符合廠方規(guī)定的技術(shù)條件，方可進(jìn)行試驗(yàn)。 4.2.3.1.2 試驗(yàn)汽車轉(zhuǎn)向盤自由行程在直線行駛時(shí)不得大于100。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。4.2.3.1.3 試驗(yàn)時(shí)若用新輪胎，試驗(yàn)前至少應(yīng)經(jīng)過(guò)200km/h磨合行駛；若用舊輪胎，試驗(yàn)

13、終了殘留花紋高度不小于1.5mm。輪貽氣壓應(yīng)符合廠方規(guī)定，誤差小于±10kPa。4.2.3.1.4試驗(yàn)汽車在廠定最大總質(zhì)量（駕駛員、試驗(yàn)員及測(cè)試儀器的質(zhì)量，計(jì)入總質(zhì)量）和輕載（輕載是指除了駕駛員、試驗(yàn)員及測(cè)試儀器的質(zhì)量，無(wú)其他加載物的狀態(tài)）兩種狀態(tài)下進(jìn)行。軸載質(zhì)量必須符合廠方規(guī)定。這是因?yàn)檩S載質(zhì)量對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向特性將產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)也影響汽車的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。4.2.3.2氣象條件4.2.3.2.1 風(fēng)速不大于5m/s；4.2.3.2.2 大氣溫度040范圍內(nèi)。4.2.3.3試驗(yàn)場(chǎng)地汽車操縱穩(wěn)定性道路試驗(yàn)，應(yīng)在專用汽車試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)路面應(yīng)是干燥、平坦、清潔、水泥或柏油鋪面，任何方向

14、上的坡度不得大于2%。若無(wú)專用的試驗(yàn)場(chǎng)地，亦可在寬度不小于70m，長(zhǎng)度不小于2000m的飛機(jī)跑道上進(jìn)行。專用試驗(yàn)場(chǎng)地通常面積都非常大，國(guó)外的專用試驗(yàn)場(chǎng)地中，有的試驗(yàn)場(chǎng)是利用試驗(yàn)跑道將兩端加速路段都設(shè)計(jì)成半圓形，這塊半圓形面積達(dá)7萬(wàn)m2以上 ，最寬處約190m；有的是方形，面積達(dá)500×500 m2，建設(shè)費(fèi)用相當(dāng)高。然而，現(xiàn)有的操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的諸多項(xiàng)目中，除高速穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性試驗(yàn)，需要場(chǎng)地面積最大的是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向階躍輸入試驗(yàn)。我國(guó)現(xiàn)在有五個(gè)汽車試驗(yàn)場(chǎng)可做操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)：汽農(nóng)安試驗(yàn)場(chǎng)、北京通縣試驗(yàn)場(chǎng)、湖北襄樊試驗(yàn)場(chǎng)、安徽定遠(yuǎn)試驗(yàn)場(chǎng)和海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)。目前我國(guó)操縱穩(wěn)定性道路試驗(yàn)有穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)

15、向盤階躍輸入、轉(zhuǎn)向盤脈沖輸入、轉(zhuǎn)向回正、轉(zhuǎn)向輕便、蛇行試驗(yàn)等六種，以下重點(diǎn)介紹這六種操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)。4.3 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)4.3.1 試驗(yàn)的基本原理和意義汽車在車速高達(dá)一定條件下行駛時(shí)，駕駛員如給一個(gè)固定的轉(zhuǎn)向盤輸入，汽車隨之產(chǎn)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)汽車本身的固有轉(zhuǎn)向特性（由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定），其后若干時(shí)間一般會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象；一種是汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)愈來(lái)愈激烈，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，直至發(fā)生甩尾；另一種是轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，即汽車?yán)@某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)且角速度不變，這種現(xiàn)象稱汽車進(jìn)入穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向。前一種情況汽車的轉(zhuǎn)向特性稱為過(guò)度轉(zhuǎn)向；后一種情況汽車的轉(zhuǎn)向特性理論上有兩種，即中性轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向。汽車橫向動(dòng)力學(xué)線性理論指出，穩(wěn)態(tài)

16、的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性決定了汽車作為一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向輸入下是否穩(wěn)定的充分條件。理論分析指出，過(guò)度轉(zhuǎn)向的汽車，在車速達(dá)到或大于臨界車速時(shí)，即使受到輕微的轉(zhuǎn)向干擾，汽車的運(yùn)動(dòng)也會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)汽車時(shí)，事先都要進(jìn)行模擬計(jì)算，預(yù)示其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。產(chǎn)品制造出來(lái)后更要進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，其重要意義顯而易見。在QC/T 480-1999汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評(píng)價(jià)方法中，明確規(guī)定穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)不及格的車輛，其操縱穩(wěn)定性的總評(píng)價(jià)為不及格。4.3.2 測(cè)量變量 4.3.2.1 必測(cè)變量4.3.2.1.1；汽車前進(jìn)車速 4.3.2.1.2 汽車橫擺角速度； 4.3.2.1.3 車身側(cè)傾角；4.3.2.2 希望測(cè)量變

17、量4.3.2.2.1 側(cè)向加速度； 4.3.2.2.2 汽車縱向加速度；4.3.2.2.3 汽車側(cè)向加速度。4.3.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備4.3.3.1試驗(yàn)儀器設(shè)備須經(jīng)計(jì)量檢定，在有效期內(nèi)使用，并在使用前進(jìn)行調(diào)整，確保功能正常，符合精度要求；4.3.3.2 各測(cè)量用儀器，其測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-2要求；4.3.3.3 包括傳感器及記錄儀器在內(nèi)的整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的頻帶寬度不小于3Hz。 研究院購(gòu)進(jìn)的德國(guó)DATRON綜合道路測(cè)試儀完全滿足上述要求。DATRON綜合道路測(cè)試儀見11.5節(jié)。表4-2測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1汽車前進(jìn)車速020m/s±0.5

18、m/s2橫擺角速度±500/s±0.50/s3車身側(cè)傾角±150±0.1504側(cè)向加速度9.8m/s2±0.15m/s25汽車縱向加速度9.8m/s2±0.15m/s26汽車質(zhì)心側(cè)偏角9.8m/s2±0.15m/s24.3.4 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件見4.2.3。4.3.5 試驗(yàn)方法4.3.5.1 在試驗(yàn)場(chǎng)地上，用明顯顏色畫出半徑為15m或20m的圓周。4.3.5.2 接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。4.3.5.3 試驗(yàn)開始之前，汽車應(yīng)以加速度為3 m/s2的相應(yīng)車速沿畫定的圓周行駛500m以使輪胎升溫。4.3.5.4 駕駛

19、員操縱汽車以最低穩(wěn)定速度沿所畫圓周行駛，待安裝于汽車縱向?qū)ΨQ面上的車速傳感器在半圈內(nèi)都能對(duì)準(zhǔn)地面所畫圓周時(shí)，固定轉(zhuǎn)向盤不動(dòng)，停車并開始記錄，記下各變量的零線，然后，汽車起步，緩緩連續(xù)而均勻的加速（縱向加速度不超過(guò)0.25m/s2）,直至汽車的側(cè)向加速度達(dá)到6.5m/s2（或受發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制而所能達(dá)到的最大側(cè)向加速度、或汽車出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)）為止。記錄整個(gè)過(guò)程。4.3.5.5 汽車按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向試驗(yàn)三次。每次試驗(yàn)開始時(shí)車身應(yīng)處于正中位置。4.3.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理4.3.6.1 轉(zhuǎn)彎半徑比Ri/R0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(jì)算各點(diǎn)

20、的轉(zhuǎn)彎半徑及側(cè)向加速度。Ri= Vi /ri i=1，2，3n式中Vii時(shí)刻的車速值，m/s；rii時(shí)刻的汽車橫擺角速度的瞬時(shí)值，rad/s；Rii時(shí)刻的汽車橫擺瞬時(shí)回轉(zhuǎn)半徑，m；n采樣點(diǎn)數(shù)。由于汽車的橫向加速度與向心加速度相差很小，在數(shù)據(jù)處理中，用向心加速度代替橫向加速度完全可以滿足精度要求，故各時(shí)刻的橫向加速度可按下式計(jì)算。ayi= Vi ·ri 式中ayi汽車在i時(shí)刻的橫擺角速度，m/s2； R0為初始圓周半徑，R0=15m。這樣便可以計(jì)算出數(shù)組Ri/R0數(shù)值，據(jù)此繪制汽車轉(zhuǎn)彎半徑比Ri/R與側(cè)身加速度ay的關(guān)系曲線。4.3.6.2 汽車前后軸側(cè)偏角差值（1-2）側(cè)向加速度ay

21、關(guān)系曲線。4.3.6.2.1 當(dāng)汽車以極低的速度轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，作用于汽車上的橫向力很小，此時(shí)汽車的側(cè)偏角幾乎為零，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角與汽車回轉(zhuǎn)半徑近似存在如下關(guān)系(見圖4-2)：tg=L/R 式中 轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，rad；L汽車軸距，m；R汽車后轎中點(diǎn)回轉(zhuǎn)半徑，m。圖4-2 轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角與汽車回轉(zhuǎn)半徑的近似關(guān)系故當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角很小時(shí)，可以近似認(rèn)為tg；故后橋中點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑的計(jì)算公式可變?yōu)椋篟 =L/R由幾何關(guān)系可得汽車質(zhì)心的回轉(zhuǎn)半徑RC的計(jì)算公式為：RC=式中：RC汽車質(zhì)心回轉(zhuǎn)半徑，m； B汽車質(zhì)心到后橋的水平距離，m。當(dāng)b與R相比很小時(shí)，則b2R2，b2可以忽略不計(jì)，故有：RC=R因此，初始轉(zhuǎn)彎半徑越大，試驗(yàn)

22、結(jié)果精度越高。4.3.6.2.2 當(dāng)試驗(yàn)車速提高后，由于側(cè)向力的增大，左、右輪胎負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)向系與懸架系運(yùn)動(dòng)干涉的加劇，懸架舉升效應(yīng)的增強(qiáng)以及車輪外傾等綜合作用結(jié)果，使汽車的回轉(zhuǎn)中心已不在圖4-2的O點(diǎn)，而移至圖4-3的O點(diǎn)。此時(shí)汽車回轉(zhuǎn)半徑的計(jì)算公式變?yōu)椋?式中：Ri 汽車某瞬時(shí)的回轉(zhuǎn)半徑，m； 1某瞬時(shí)前橋綜合側(cè)偏角，rad；2某瞬時(shí)后橋綜合側(cè)偏角，rad；圖4-3 汽車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)其回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算示意圖將公式R =L/R代入公式中，并經(jīng)整理后可得：1-2= ·L·（） 式中：1，2前后軸側(cè)偏角，（°）； L汽車軸距，m。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可繪出（1-2）

23、ay曲線。4.3.6.3 車身側(cè)傾角與側(cè)向加速度ay關(guān)系曲線車身側(cè)傾角可以直接利用時(shí)間歷程曲線進(jìn)行采樣，而后乘以標(biāo)定系數(shù)即可求得，可繪出ay曲線。4.3.7 轉(zhuǎn)向特性的判別4.3.7.1 中性轉(zhuǎn)向在車速一定而改變橫向加速度時(shí)，若名義轉(zhuǎn)向角的斜率等于阿克曼轉(zhuǎn)角的斜率，該汽車的轉(zhuǎn)向特性為中性轉(zhuǎn)向特性。在試驗(yàn)中，若汽車的回轉(zhuǎn)半徑不隨車速的改變而變化，或者轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角不隨側(cè)向加速度的增大而增大，則被試汽車的轉(zhuǎn)向特性為中性轉(zhuǎn)向特性。其中阿克曼轉(zhuǎn)角是軸距與后軸中點(diǎn)到回轉(zhuǎn)中心的距離比值的反正切（見圖4-2），即。4.3.7.2 不足轉(zhuǎn)向在車速一定而改變橫向加速度,若名義轉(zhuǎn)向角的斜率大于阿克曼轉(zhuǎn)角的斜率，該汽車

24、的轉(zhuǎn)向特性為不足轉(zhuǎn)向特性。在試驗(yàn)中，若汽車的回轉(zhuǎn)半徑隨車速的升高而增大，或者轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角隨側(cè)向加速度的增大而增大，則被試汽車的轉(zhuǎn)向特性為不足轉(zhuǎn)向特性。4.3.7.3 過(guò)度轉(zhuǎn)向在車速一定而改變橫向加速度,若名義轉(zhuǎn)向角的斜率小于阿克曼轉(zhuǎn)角的斜率，該汽車的轉(zhuǎn)向特性為不足轉(zhuǎn)向特性。在試驗(yàn)中，若汽車的回轉(zhuǎn)半徑隨車速的升高而減小，或者轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角隨側(cè)向加速度的增大而減小，則被試汽車的轉(zhuǎn)向特性為過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。4.3.8 結(jié)果表達(dá)在汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評(píng)價(jià)方法（QC/T 480-1999）中，對(duì)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)定了三項(xiàng)，即中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的側(cè)向加速度值an（前后橋側(cè)偏角之差與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上斜率為零的點(diǎn)

25、的側(cè)向加速度值）、不足轉(zhuǎn)向度（前后橋側(cè)偏角之差與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上側(cè)向加速度為2 m/s2點(diǎn)的平均值計(jì)算）、車箱側(cè)傾角K。（按車箱側(cè)傾角與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上側(cè)向加速度為2m/s2的平均斜率計(jì)算）4.3.9 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向特性的主要汽車結(jié)構(gòu)因素4.3.9.1 汽車質(zhì)心高度汽車質(zhì)心高度升高，不足轉(zhuǎn)向特性有明顯增強(qiáng)的趨勢(shì)。但是，在汽車最大總質(zhì)量狀態(tài)下，由于汽車質(zhì)心高度的升高，由不足轉(zhuǎn)向向過(guò)度轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的橫向加速度值也相應(yīng)下降，因此，有可能過(guò)早地出現(xiàn)過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。4.3.9.2 軸載質(zhì)量汽車裝載質(zhì)量向前軸轉(zhuǎn)移時(shí)，汽車不足轉(zhuǎn)向特性明顯增強(qiáng)，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的側(cè)向加速度也明顯增

26、大。4.3.9.3 轉(zhuǎn)向系剛度通過(guò)改變轉(zhuǎn)向縱拉桿預(yù)緊彈簧的預(yù)緊力改變轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)剛度。試驗(yàn)表明，隨著轉(zhuǎn)向系剛度的減小，不足轉(zhuǎn)向特性逐漸增強(qiáng)，但中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的側(cè)向加速度值變化不大。4.3.9.4 主銷后傾 隨主銷后傾角增大，不足轉(zhuǎn)向特性相應(yīng)增強(qiáng)，并且在最大總質(zhì)量狀態(tài)下，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的橫向加速度也相應(yīng)增大。4.3.9.5 側(cè)傾轉(zhuǎn)向由于車身側(cè)傾，使左右車輪的軸載質(zhì)量發(fā)生轉(zhuǎn)移，結(jié)果產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)角。值得注意的是，前、后橋側(cè)傾轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)性與其載荷密切相關(guān)，而一般汽車特別是貨車都是載荷增加時(shí)質(zhì)心后移，使后橋載荷增大，從而具有不足轉(zhuǎn)向特性隨載荷的增加而顯著減弱甚至變?yōu)檫^(guò)度轉(zhuǎn)向特性的趨勢(shì)。這種不利的傾向可以通過(guò)設(shè)計(jì)

27、適當(dāng)?shù)膫?cè)傾轉(zhuǎn)向隨載荷變化特性加以補(bǔ)償。4.3.9.6 輪胎輪胎在層級(jí)相同，氣壓不等的情況下，轉(zhuǎn)向特性有明顯改變，在輪胎氣壓相等、層級(jí)不同時(shí)，層級(jí)高的有利于不足4.4 蛇行試驗(yàn)4.4.1 試驗(yàn)的目的和意義蛇行試驗(yàn)是評(píng)價(jià)汽車隨動(dòng)性、收斂性、方向操縱輕便性及事故可避免性的典型試驗(yàn)，也是包括車輛駕駛員環(huán)境在內(nèi)的一種閉環(huán)試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果不但取決于車輛本身的特性，而且還取決于駕駛員的自身特性和駕駛技術(shù)。本項(xiàng)試驗(yàn)是在保證安全的前提下以盡可能高的車速進(jìn)行的，因此可以考驗(yàn)汽車在接近側(cè)滑或側(cè)翻工況下的操縱性能，也可以作為若干汽車進(jìn)行操縱性對(duì)比時(shí)主觀評(píng)價(jià)的一種感覺(jué)試驗(yàn)。4.4.2 測(cè)量變量和儀器設(shè)備4.4.2.1

28、測(cè)量變量4.4.2.1.1 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角； 4.4.2.1.2 橫擺角速度； 4.4.2.1.3 車身側(cè)傾角； 4.4.2.1.4 通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)時(shí)間； 4.4.2.1.5 側(cè)向加速度。 4.4.2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足4.3.3的要求，儀器測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-3的要求。表4-3測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角±3600±20（轉(zhuǎn)角1800）±40（轉(zhuǎn)角1800）2橫擺角速度±500/s±0.50/s3車身側(cè)傾角±150±0.1504側(cè)向加速度9.8m/s2&#

29、177;0.15m/s24.4.3 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件見4.2.3。4.4.4 試驗(yàn)方法4.4.4.1在試驗(yàn)場(chǎng)地上按圖4-4及表4-4的規(guī)定，布置標(biāo)樁10根。圖4-4 標(biāo)樁設(shè)置圖4.4.4.2 接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。4.4.4.3 試驗(yàn)駕駛員應(yīng)具有較豐富的駕駛經(jīng)驗(yàn)。在正式實(shí)驗(yàn)前，按圖4-4所示路線，練習(xí)五個(gè)往返。4.4.4.4 試驗(yàn)汽車以近似基準(zhǔn)車速二分之一的穩(wěn)定車速直線行駛，在進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)段之前，記錄各測(cè)量變量的零線，然后蛇行通過(guò)試驗(yàn)路段，同時(shí)記錄各測(cè)量變量的時(shí)間歷程曲線及通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)的時(shí)間。4.4.4.5 提高車速（車速間隔自行選擇），重復(fù)4.3.3.4條的過(guò)程，共進(jìn)行10次

30、（撞倒標(biāo)樁的次數(shù)不計(jì)在內(nèi)）。最高車速不超過(guò)80km/h。表4-4各種車型標(biāo)樁間距和基準(zhǔn)車速序號(hào)汽車類型標(biāo)樁間距（m）基準(zhǔn)車速（km/h）1轎車、輕型客車及最大總質(zhì)量小于等于2.5t的貨車和越野汽車30652中型客車及最大總質(zhì)量大于2.5t而小于或等于6t的貨車和越野汽車503大型客車及最大總質(zhì)量大于6t而小于或等于15t的貨車和越野汽車50604特大型客車及最大總質(zhì)量大于15t的貨車和越野汽車504.4.5 注意事項(xiàng)4.4.5.1 應(yīng)在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)束后，確認(rèn)被試汽車為不足轉(zhuǎn)向特性的前提下進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)；4.4.5.2 為了減輕駕駛員主觀因素的影響，確保試驗(yàn)安全性，應(yīng)由駕駛技術(shù)嫻熟的駕駛員進(jìn)行操

31、作；4.4.5.3 參加試驗(yàn)人員應(yīng)佩戴必要的安全防護(hù)用品，例如安全帽等。4.4.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理典型的蛇行試驗(yàn)記錄曲線如圖4-5。圖4-5 蛇行試驗(yàn)記錄曲線4.4.6.1 蛇行車速第i次蛇行車速按下式確定:式中： 第i次試驗(yàn)的蛇行車速，km/h；標(biāo)樁間距，m； 有效標(biāo)樁區(qū)起始至終了標(biāo)樁數(shù)，=6； 第i次試驗(yàn)通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)時(shí)間，s。4.4.6.2 平均轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角第i次平均轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角按下式確定：=式中：第i次試驗(yàn)平均轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，（°）； 在有效標(biāo)樁區(qū)內(nèi)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角時(shí)間歷程曲線峰值，（°）。4.4.6.3 平均橫擺角速度第i次平均橫擺角速度按下式確定：式中：第i次試驗(yàn)平均橫擺角速

32、度，（°）/s； 在有效標(biāo)樁區(qū)內(nèi)，橫擺角速度時(shí)間歷程曲線峰值，（°）/s。4.4.6.4 平均車身側(cè)傾角第i次平均車身側(cè)傾角按下式確定：式中：第i次試驗(yàn)平均車身側(cè)傾角，（°）；在有效標(biāo)樁區(qū)內(nèi)，車身側(cè)傾角時(shí)間歷程曲線峰值，（°）。4.4.6.5 平均側(cè)向加速度第i次平均側(cè)向加速度按下式確定：式中：第i次試驗(yàn)平均側(cè)向加速度，m/s2； 在有效標(biāo)樁區(qū)內(nèi)，側(cè)向加速度時(shí)間歷程曲線峰值，m/s2。側(cè)向加速度值，按下列二種方法之一確定。4.4.6.5.1 側(cè)向加速度計(jì)測(cè)量，其輸出軸應(yīng)與Y軸對(duì)正或平行，如加速度傳感器隨車身一起側(cè)傾時(shí)，應(yīng)按下式加以修正：=式中：真實(shí)的側(cè)向

33、加速度值，m/s2； 加速度傳感器指示的側(cè)向加速度值，m/s2； g重力加速度，m/s2； 車身側(cè)傾角，（°）。4.4.6.5.2 橫擺角速度乘以汽車前進(jìn)速度。4.5 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)4.5.1 試驗(yàn)的基本原理和意義給轉(zhuǎn)向盤一個(gè)突然的轉(zhuǎn)角輸入，并固定不變，這相當(dāng)于給系統(tǒng)一個(gè)階躍位移干擾。如果系統(tǒng)穩(wěn)定的話，它將從一個(gè)穩(wěn)態(tài)（直線行駛）過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)（轉(zhuǎn)圈行駛），這個(gè)過(guò)程稱過(guò)渡過(guò)程。系統(tǒng)的輸出（例如橫擺角速度）將如圖4-6所示。汽車受轉(zhuǎn)向盤輸入干擾引起的運(yùn)動(dòng)變量包括橫擺角速度，側(cè)向加速度、質(zhì)心側(cè)偏角、車身側(cè)偏角等。其中用二自由度陀螺儀記錄的橫擺角速度受外界干擾較小，通常都有較高的精

34、度，且某些指標(biāo)與駕駛員的主觀評(píng)價(jià)相關(guān)性較好，并已為世界各國(guó)汽車行業(yè)接受。用橫擺角速度來(lái)評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：4.5.1.1 響應(yīng)時(shí)間第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間，也有用達(dá)到穩(wěn)態(tài)值90%或63%來(lái)定義的。4.5.1.2 峰值響應(yīng)時(shí)間達(dá)到響應(yīng)最大值的時(shí)間。4.5.1.3 超調(diào)量響應(yīng)最大值與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)值之比，常用百分?jǐn)?shù)表示。4.5.1.4 汽車因素TB峰值響應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)值時(shí)汽車質(zhì)心處側(cè)偏角的乘積，即TB=。4.5.1.5 總方差=圖4-6 階躍輸入過(guò)程簡(jiǎn)圖響應(yīng)時(shí)間表明了系統(tǒng)的靈敏特性。在線性范圍內(nèi)，相同車速V下，響應(yīng)時(shí)間與轉(zhuǎn)向盤輸入轉(zhuǎn)角大小無(wú)關(guān)。較大的影響時(shí)間不利于汽車的控制，或者說(shuō)汽車對(duì)轉(zhuǎn)向輸入響應(yīng)遲鈍?？梢?/p>

35、說(shuō)響應(yīng)時(shí)間是汽車控制性能的關(guān)鍵指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)與駕駛員的主觀評(píng)價(jià)有很好的相關(guān)性，較小的響應(yīng)時(shí)間會(huì)得到駕駛員的好評(píng)。QC/T480在轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗(yàn)中，僅取此一項(xiàng)作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)?？偡讲罾碚撋媳磉_(dá)了汽車橫擺角速度響應(yīng)時(shí)間跟隨轉(zhuǎn)向輸入的靈敏性。若干試驗(yàn)結(jié)果表明，操縱穩(wěn)定性能得到改善的汽車，其總方差會(huì)減小。4.5.2 測(cè)量變量和儀器設(shè)備4.5.2.1 測(cè)量變量4.5.2.1.1 汽車前進(jìn)速度；4.5.2.1.2轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角； 4.5.2.1.3橫擺角速度； 4.5.2.1.4車身側(cè)傾角； 4.5.2.1.5 側(cè)向加速度。4.5.2.1.6 汽車質(zhì)心側(cè)偏角。4.5.2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備4.5.2.2.1

36、試驗(yàn)儀器設(shè)備須滿足4.3.3的要求；4.5.2.2.2 各測(cè)量用儀器，其測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-5要求。表4-5測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角±3600±20（轉(zhuǎn)角1800）±40（轉(zhuǎn)角1800）2橫擺角速度±500/S±0.50/S3車身側(cè)傾角±150±0.1504側(cè)向加速度9.8M/S2±0.15m/S25汽車前進(jìn)速度050m/S±0.5m/S6汽車質(zhì)心側(cè)偏角±150±0.504.5.3 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件見4.2.3。4.5.4 試

37、驗(yàn)方法4.5.4.1 試驗(yàn)車速按被試汽車最高車速的70并四舍五入為10的整數(shù)倍確定。4.5.4.2 試驗(yàn)前，以試驗(yàn)車速行駛10km，使輪胎升溫。4.5.4.3 接通儀器電源，使之達(dá)到正常工作溫度。在停車狀態(tài)下記錄車速零線。4.5.4.4 試驗(yàn)中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的預(yù)選位置（輸入角），按穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度值13ms2確定，從側(cè)向加速度為1m/s2做起，每隔0.5ms2進(jìn)行一次試驗(yàn)。4.5.4.5 汽車以試驗(yàn)車速直線行駛，先按輸入方向輕輕靠緊轉(zhuǎn)向盤，消除轉(zhuǎn)向盤自由行程并開始記錄各測(cè)量變量的零線，經(jīng)過(guò)0.20.5s，以盡快的速度（起躍時(shí)間不大于0.2s或起躍速度不低于200°/s轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，使其達(dá)到預(yù)

38、先選好的位置并固定數(shù)秒鐘（待所測(cè)變量過(guò)渡到新穩(wěn)態(tài)值），停止記錄。記錄過(guò)程中保持車速不變。4.5.4.6 試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行?？梢詢蓚€(gè)方向交替進(jìn)行，也可以連續(xù)進(jìn)行一個(gè)方向，然后再進(jìn)行另一個(gè)方向。4.5.5 注意事項(xiàng)4.5.5.1 本項(xiàng)試驗(yàn)必須在被試車經(jīng)過(guò)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)確認(rèn)側(cè)向加速度在3m/s2以下且不出現(xiàn)過(guò)度轉(zhuǎn)向特性的前提下，方可進(jìn)行；4.5.5.2 駕駛員在練習(xí)時(shí)，一定要從低速小轉(zhuǎn)角開始，逐漸增加到試驗(yàn)所要求的車速與側(cè)向加速度；4.5.5.3 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入波形不允許有峰值或波動(dòng)，起躍時(shí)間應(yīng)不大于0.2s或起躍速度不低于200°/s；4.5.5.4 為了提高試驗(yàn)精度和試驗(yàn)

39、結(jié)果的重復(fù)性，必須注意消除轉(zhuǎn)向盤的自由行程；4.5.5.5 為了安全，參加試驗(yàn)人員要佩戴必要的防護(hù)用品。4.5.6 數(shù)據(jù)處理各測(cè)量變量的穩(wěn)態(tài)值，采用進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后的均值。若汽車前進(jìn)速度的變化率大于5%，或轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化超過(guò)平均值的10%，本次試驗(yàn)無(wú)效。4.5.6.1 穩(wěn)態(tài)的側(cè)向加速度值，按下述兩種辦法之一確定：a) 側(cè)向加速度計(jì)測(cè)量，其輸出軸應(yīng)與Y軸對(duì)正或平行，如加速度傳感器隨車身一起側(cè)傾時(shí)，應(yīng)按下式加以修正：=式中：真實(shí)的側(cè)向加速度值，m/s2； 加速度傳感器指示的側(cè)向加速度值，m/s2； g重力加速度，m/s2； 車身側(cè)傾角，（°）。b) 橫擺角速度乘以汽車前進(jìn)速度。4.5.6.2

40、 橫擺角速度超調(diào)量按下式確定：式中：橫擺角速度超調(diào)量，%； 橫擺角速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值，（°）/s； 橫擺角速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值，（°）/s；4.5.6.3 橫擺角速度總方差按下式確定：=式中：橫擺角速度總方差，s； 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入的瞬態(tài)值，（°）； 汽車橫擺角速度輸出的瞬態(tài)值，（°）/s；轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入終值，（°）； 汽車橫擺角速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值，（°）/s； n采樣點(diǎn)數(shù)，取至汽車橫擺角速度響應(yīng)達(dá)新穩(wěn)態(tài)值為止； 采樣時(shí)間間隔，不應(yīng)大于0.2s。4.5.6.4 側(cè)向加速度總方差按下式確定：式中：側(cè)向加速度總方差，s； 側(cè)向加速度響應(yīng)的瞬態(tài)值，m/s2

41、； 側(cè)向加速度響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值，m/s2；4.4.4.5 “汽車因素”TB由橫擺角速度峰值響應(yīng)時(shí)間乘以汽車質(zhì)心穩(wěn)態(tài)側(cè)偏角求得。4.6 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入試驗(yàn)4.6.1 試驗(yàn)的基本原理和意義每個(gè)線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，都有自己固有的頻率特性，或稱幅頻和相頻特性，這個(gè)特性除了說(shuō)明系統(tǒng)的放大性能外，還說(shuō)明對(duì)輸入信號(hào)輸出的失真程度，因而是線性系統(tǒng)的重要特性。把汽車看成為一個(gè)線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用汽車的頻率特性，可以說(shuō)明汽車對(duì)轉(zhuǎn)向輸入響應(yīng)的真實(shí)程度。為了得到汽車的頻率響應(yīng)特性，對(duì)轉(zhuǎn)向盤施以轉(zhuǎn)角脈沖輸入是一個(gè)簡(jiǎn)便方法。數(shù)十年來(lái)，這個(gè)方法一直為人們所采用，特別是近年來(lái)，得到了不少研究者的充分肯定。和其它試驗(yàn)方法相比，其優(yōu)

42、點(diǎn)是試驗(yàn)場(chǎng)地要求較短，寬度大于20m即可，試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)處理容易，且可以得到滿意結(jié)果。4.6.2 測(cè)量變量和儀器設(shè)備4.6.2.1 測(cè)量變量4.6.2.1.1 汽車前進(jìn)車速；4.6.2.1.2轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角； 4.6.2.1.3 側(cè)向加速度 4.6.2.1.4橫擺角速度； 4.6.2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足4.3.3的要求，儀器測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-6的要求。表4-6測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角±3600±20（轉(zhuǎn)角1800）±40（轉(zhuǎn)角1800）2橫擺角速度±500/s±0.5

43、0/s3汽車前進(jìn)速度050m/s±0.5m/s4側(cè)向加速度9.8m/s2±0.15m/s24.6.3 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件見4.2.3。4.6.4 試驗(yàn)方法4.6.4.1 試驗(yàn)車速按試驗(yàn)汽車最高車速70并四舍五入為10的整數(shù)倍。4.6.4.2 試驗(yàn)前以試驗(yàn)車速行駛10km，使輪胎升溫。4.6.4.3 接通儀器電源，使之達(dá)到正常工作溫度。4.6.4.4 汽車以試驗(yàn)車速直線行駛，使其橫擺角速度為0±0.5(°)/s。作一標(biāo)記，記下轉(zhuǎn)向盤中間位置（直線行駛位置）。然后給轉(zhuǎn)向盤一個(gè)三角脈沖轉(zhuǎn)角輸入（見圖4-7）。試驗(yàn)時(shí)向左（或向右）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，并迅速轉(zhuǎn)回原處（允許及

44、時(shí)修正）保持不動(dòng)，記錄全部過(guò)程，直至汽車回復(fù)到直線行駛位置。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入脈寬為0.30.5s，其最大轉(zhuǎn)角應(yīng)使本試驗(yàn)過(guò)渡過(guò)程中最大側(cè)向加速度為4m/s2。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)應(yīng)盡量使其轉(zhuǎn)角的超調(diào)量達(dá)到最小。記錄時(shí)間內(nèi)，保持油門開度不變。圖4-7 轉(zhuǎn)向盤輸入脈沖簡(jiǎn)圖4.6.4.5 試驗(yàn)至少按左、右方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤（轉(zhuǎn)角脈沖輸入）各三次，每次輸入的時(shí)間間隔不得少于5s。4.6.5 注意事項(xiàng)4.6.5.1 脈沖寬度不可太大，一般為0.30.5s，若太寬，會(huì)影響高頻區(qū)的分析精度；4.6.5.2 脈沖輸入前、后的零線應(yīng)盡可能重合。零線的影響主要表現(xiàn)在低頻區(qū)，頻率越低，影響越嚴(yán)重，因此，要求轉(zhuǎn)向盤三角脈沖輸入后的終

45、值應(yīng)與輸入前的初值一致，以確保低頻區(qū)的分析精度；4.6.5.3 每次試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)向盤脈沖輸入的最大側(cè)向加速度值不要超過(guò)4m/s2，以保證試驗(yàn)安全；4.6.5.4 試驗(yàn)人員應(yīng)佩戴必要的防護(hù)用品。4.6.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理4.6.6.1 在一次試驗(yàn)中，所記錄的汽車車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角時(shí)間歷程（v-t和-t曲線）應(yīng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，車速變化不應(yīng)超過(guò)規(guī)定車速的±5%。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的零線在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行脈沖輸入的前后應(yīng)一致。當(dāng)其差別不大于轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角最大值的±10%時(shí)，應(yīng)將轉(zhuǎn)向盤脈沖輸入的起點(diǎn)和終點(diǎn)的連線作為參考零線，否則本次試驗(yàn)記錄應(yīng)予以廢除。4.6.6.2 應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向盤脈沖輸入和橫擺響應(yīng)進(jìn)行

46、幅頻特性與相頻特性的分析，可在專門的信號(hào)處理設(shè)備上進(jìn)行，亦可使用下式在通用電子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算：G（）=式中：橫擺角速度時(shí)間歷程； 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角時(shí)間歷程；0計(jì)算時(shí)選用的最小頻率，一般取為0.1；=1，2，3 ×0=3 Hz。4.7 轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)4.7.1 試驗(yàn)的基本原理和意義一輛行駛中的汽車，如果轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤不能自動(dòng)回正，便會(huì)使駕駛員感到汽車行駛方法不易控制，高速行駛時(shí)甚至?xí)形ｋU(xiǎn)感。因而把轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)作為評(píng)定汽車操縱穩(wěn)定性中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其直觀性很容易被人們接受。回正力矩的產(chǎn)生來(lái)源于輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象和主銷定位角。從汽車橫向動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，轉(zhuǎn)向回正性能反映的是汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)所表現(xiàn)

47、出的恢復(fù)直線行駛的能力。這種試驗(yàn)方法是對(duì)系統(tǒng)施加一個(gè)大小不變的力輸入后，突然松掉，然后觀察系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性，汽車的這種特性又稱為自由控制運(yùn)動(dòng)特性。通常情況下，由于車速不高，且轉(zhuǎn)向系內(nèi)都存在一定的干摩擦，如果主銷定位正確，并不會(huì)出現(xiàn)自由控制不穩(wěn)定現(xiàn)象。然而，事實(shí)上確實(shí)存在自由控制不穩(wěn)定的車輛，當(dāng)車速足夠高時(shí)，松開方向盤，不穩(wěn)定現(xiàn)象隨即發(fā)生，因而回正試驗(yàn)分為高、低兩種車速來(lái)做是有現(xiàn)實(shí)意義的。4.7.2測(cè)量變量和儀器設(shè)備4.7.2.1 測(cè)量變量4.7.2.1.1 汽車前進(jìn)車速； 4.7.2.1.2 側(cè)向加速度 4.7.2.1.3橫擺角速度； 4.7.2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足4.3.3的要

48、求，儀器測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-7的要求。表4-7測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角±10800±1002橫擺角速度±500/s±1.00/s3汽車前進(jìn)速度050m/s±0.5m/s4側(cè)向加速度9.8m/s2±0.15m/s24.7.3 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件見4.2.3。4.7.4 試驗(yàn)方法4.7.4.1低速回正性能試驗(yàn)方法4.7.4.1.1在試驗(yàn)場(chǎng)地上，用明顯顏色畫出半徑為15m的圓周；4.7.4.1.2試驗(yàn)前，汽車沿半徑為15m的圓周、以加速度為3 m/s2的相應(yīng)車速，行駛500m，使輪胎

49、升溫；4.7.4.1.3接通儀器電源，使其達(dá)到正常工作溫度；4.7.4.1.4汽車直線行駛，記錄各測(cè)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±0.2 m/s2，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，至少記錄松手后4s的汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門開度保持不變。4.7.4.1.5 試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向三次。4.7.4.2高速回正性能試驗(yàn)4.7.4.2.1 對(duì)于最高車速超過(guò)100km/h的汽車，要進(jìn)行高速回正性能試驗(yàn)。4.7.4.2.2試驗(yàn)車速按被試汽車最高車速

50、的70%并四舍五入為10的整數(shù)倍。4.7.4.2.3接通儀器電源，使其達(dá)到正常工作溫度。4.7.2.2.4試驗(yàn)汽車沿試驗(yàn)路段以試驗(yàn)車速直線行駛，記錄各測(cè)量變量的零線。隨后駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使側(cè)向加速度達(dá)到2±0.2 m/s2，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，至少記錄松手后4s內(nèi)的汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門開度保持不變。4.7.4.2.5試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向三次。4.7.5 試驗(yàn)注意事項(xiàng)4.7.5.1 每次試驗(yàn)必須記錄橫擺角速度零線，否則試驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行處理；4.7.5.2 應(yīng)記錄整個(gè)過(guò)渡過(guò)程，不可間斷；4.7.5.3 試驗(yàn)中應(yīng)注意安全，特別是

51、高速轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)，一定要在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)之后，確認(rèn)被試汽車在側(cè)向加速度為3 m/s2時(shí)不出現(xiàn)過(guò)度轉(zhuǎn)向的前提下，方可進(jìn)行試驗(yàn)；4.7.5.4 參加試驗(yàn)的人員應(yīng)佩戴必要的安全防護(hù)用品。4.7.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理汽車回正試驗(yàn)橫擺角速度記錄的時(shí)間歷程,可能會(huì)出現(xiàn)如圖4-8所示曲線的六種情況：出現(xiàn)上述情況，與轉(zhuǎn)向系內(nèi)干摩擦和粘性阻尼以及車輪機(jī)械特性和主銷定位角所形成的回正力矩大小有關(guān)。曲線1顯然是因?yàn)檗D(zhuǎn)向系內(nèi)干摩擦特大，而系統(tǒng)回正力矩又很小而造成的，也就是說(shuō)轉(zhuǎn)向根本不回正。曲線2則是因?yàn)檗D(zhuǎn)向系內(nèi)干摩擦過(guò)小，汽車橫擺角速度出現(xiàn)周期性發(fā)散現(xiàn)象，但這種現(xiàn)象只有高速回正情況才有可能發(fā)生。出現(xiàn)曲線1和2現(xiàn)象均屬汽車

52、回正性能不合格，不必進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。正常情況下，試驗(yàn)記錄的橫擺角速度時(shí)間歷程為曲線36中的某一種。橫擺角速度時(shí)間歷程曲線分兩大類：收斂型與發(fā)散型。對(duì)于發(fā)散型，不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對(duì)于收斂型，按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)分別確定下述指標(biāo)。圖4-8 轉(zhuǎn)向回正橫擺角速度記錄曲線4.7.6.1 時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)在微動(dòng)開關(guān)時(shí)間歷程曲線上，松開轉(zhuǎn)向盤時(shí)微動(dòng)開關(guān)所做的標(biāo)記。4.7.6.2 穩(wěn)定時(shí)間從時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)間間隔。其均值按下式確定：t=式中：t穩(wěn)定時(shí)間均值，s； ti第i次試驗(yàn)的穩(wěn)定時(shí)間，s；4.7.6.3 殘留橫擺角速度在橫擺角速度時(shí)間歷程曲線上，松開轉(zhuǎn)向盤3s時(shí)刻的橫

53、擺角速度值（包括零值）。按下式確定：r= 式中：r殘留橫擺角速度均值，（°）/s； r i第i次試驗(yàn)的殘留橫擺角速度值，（°）/s；4.7.6.4 橫擺角速度超調(diào)量在橫擺角速度時(shí)間歷程曲線上，橫擺角速度響應(yīng)第一個(gè)峰值超過(guò)新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比。橫擺角速度超調(diào)量均值按下式確定：= 式中：橫擺角速度超調(diào)量均值，%； i第i次試驗(yàn)的橫擺角速度超調(diào)量，%； 4.7.6.5 橫擺角速度總方差第i次試驗(yàn)橫擺角速度總方差，按下式確定：Eri= ·t式中：Eri第i次試驗(yàn)的橫擺角速度總方差，s； rij橫擺角速度響應(yīng)時(shí)間歷程曲線瞬時(shí)值，（°）/s；roj橫擺角速度響

54、應(yīng)初始值，（°）/s；n采樣點(diǎn)數(shù)，按n·t=3 s選?。籺采樣時(shí)間間隔，一般不大于0.2s。試驗(yàn)橫擺角速度總方差，按下式確定：Er= 式中：Er橫擺角速度總方差值，s。4.8 轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)4.8.1 試驗(yàn)的基本原理和意義本項(xiàng)試驗(yàn)是評(píng)價(jià)駕駛員操縱汽車轉(zhuǎn)向盤輕重程度的一種方法。轉(zhuǎn)向系的運(yùn)動(dòng)阻力包括：轉(zhuǎn)向系中各摩擦副的摩擦力、轉(zhuǎn)向系中各運(yùn)動(dòng)部件的慣性力和力矩、輪胎的回正力矩、前輪定位引起的力矩、轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向時(shí)與地面相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力矩等。當(dāng)駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤，使轉(zhuǎn)向盤增大時(shí)所花費(fèi)的操縱力是主動(dòng)力，或稱為轉(zhuǎn)向力（操舵力）。反之，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤減小時(shí)，回正力矩和復(fù)原力矩等轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)力，稱

55、為保持力（保舵力）。這些力（力矩）或摩擦功的測(cè)量，一般是在汽車低速大轉(zhuǎn)角行駛時(shí)進(jìn)行。4.8.2測(cè)量變量和儀器設(shè)備4.8.2.1 測(cè)量變量4.8.2.1.1轉(zhuǎn)向盤力矩；4.8.2.1.2轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角；4.8.2.1.3汽車前進(jìn)車速；4.8.2.1.4轉(zhuǎn)向盤直徑。 4.8.2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足4.3.3的要求，儀器測(cè)量范圍及最大誤差應(yīng)滿足表4-8的要求。表4-8測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍及最大誤差序號(hào)測(cè)量變量測(cè)量范圍測(cè)量?jī)x器最大誤差1轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角±10800±10.802轉(zhuǎn)向盤力矩±50Nm±150Nm±1Nm±3Nm3汽車前進(jìn)速度050m/s±0.5m/s4轉(zhuǎn)向盤直徑1m±1mm4.8.3 試驗(yàn)條件4.8.3.1 試驗(yàn)場(chǎng)地試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)為干燥、平坦而清潔的，用水泥混凝上或?yàn)r青鋪裝的路面，任意方向的坡度不大