第七章汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)

第七章汽車(chē)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)7.1

汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的理論基礎(chǔ)

汽車(chē)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)蛇形試驗(yàn)7.27.37.4轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)

7.5轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)7.67.1

汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的理論基礎(chǔ)一、定義及其發(fā)展過(guò)程1.定義2.發(fā)展過(guò)程3.研究?jī)?nèi)容4.

評(píng)價(jià)方法5.

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)操縱穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)向特性密切相關(guān)，后面的5個(gè)試驗(yàn)都離不開(kāi)轉(zhuǎn)向。二、轉(zhuǎn)向特性1.汽車(chē)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)汽車(chē)在超低速轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩前輪輪胎的轉(zhuǎn)角接近下圖和下式所示的關(guān)系，我們把這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)稱(chēng)之為“阿卡曼型”。2.汽車(chē)低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向特性L(fǎng)——汽車(chē)的軸距；δ——兩前輪轉(zhuǎn)角δ0、δi的平均值當(dāng)汽車(chē)以較高的速度行駛時(shí)，汽車(chē)轉(zhuǎn)向半徑與前輪轉(zhuǎn)角（或方向盤(pán)轉(zhuǎn)角）是不一致的。隨著車(chē)速的提高，汽車(chē)的車(chē)輪便產(chǎn)生了側(cè)偏角。其中β1、β2為前、后輪側(cè)偏角。

3.汽車(chē)高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向特性

4.穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性（4）表征參數(shù)用K表征

汽車(chē)由等速直線(xiàn)行駛過(guò)渡到等速圓周行駛就是一種瞬態(tài)響應(yīng)。它與汽車(chē)操縱穩(wěn)定性有密切的關(guān)系。并具有時(shí)間上的滯后（響應(yīng)時(shí)間）、執(zhí)行上的誤差（超調(diào)量）、橫擺角速度的波動(dòng)、進(jìn)入穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間幾個(gè)特點(diǎn)。

5.瞬態(tài)響應(yīng)側(cè)偏特性是研究汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，主要指?jìng)?cè)偏力、回正力矩與側(cè)偏角之間的關(guān)系。

（1）輪胎的側(cè)偏剛度是決定操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。它與側(cè)偏角和側(cè)偏力的關(guān)系可用表示。（2）側(cè)偏角與回正力矩特性輪胎發(fā)生側(cè)偏時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生作用于oz軸的力矩Mz，稱(chēng)為回正力矩。它是使轉(zhuǎn)向車(chē)輪恢復(fù)到直線(xiàn)行駛位置的主要恢復(fù)力矩之一。輪胎的型式及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)回正力矩-側(cè)偏角特性有重要影響?；卣仉S垂直載荷的增大而增加。三、影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的因素1.輪胎側(cè)偏特性的影響當(dāng)汽車(chē)沿曲線(xiàn)行駛時(shí)，前、后軸左、右兩側(cè)車(chē)輪的垂直載荷發(fā)生變化，車(chē)輪常有外傾角，且由于懸架導(dǎo)向桿系的運(yùn)動(dòng)及變形，外傾角將隨之發(fā)生變化。這些因素改變了車(chē)輪的側(cè)偏剛度和外傾側(cè)向力，從而影響了輪胎彈性側(cè)偏角的大小。與此同時(shí)位于懸架上的車(chē)廂在曲線(xiàn)行駛時(shí)將發(fā)生側(cè)傾，即使方向盤(pán)轉(zhuǎn)角固定不動(dòng)，由于車(chē)廂側(cè)傾時(shí)前懸架導(dǎo)向桿系和轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)及變形，前車(chē)輪輪輞平面也可能發(fā)生繞主銷(xiāo)的小角度轉(zhuǎn)動(dòng)。車(chē)廂側(cè)傾時(shí)后懸架導(dǎo)向桿系的運(yùn)動(dòng)及變形，也會(huì)令后輪發(fā)生繞垂直于地面軸線(xiàn)的小角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.操縱穩(wěn)定性與懸架、轉(zhuǎn)向系的關(guān)系

行駛中汽車(chē)所受的外力，除了地面的作用力外就是空氣的作用力?？煞譃橛孀枇?、升力與側(cè)向推力及由這些力形成的縱傾力矩、側(cè)傾力矩和橫擺力矩，這些力和力矩通過(guò)兩種途徑影響著汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性。一種是直接途徑，即空氣的側(cè)向推力與空氣的橫擺力矩作用于汽車(chē)車(chē)身上，使汽車(chē)的受力狀態(tài)發(fā)生變化，而使前后輪的側(cè)向力發(fā)生變化，或使汽車(chē)側(cè)向加速度及橫擺角速度發(fā)生變化；另一種是間接途徑，即由各種空氣作用力的作用，使各車(chē)輪的負(fù)荷發(fā)生變化，從而改變了輪胎的側(cè)偏特性?？諝獾倪@些作用力的大小大致與空氣對(duì)汽車(chē)的相對(duì)速度的平方成正比。

3.空氣力學(xué)特性對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響7.2汽車(chē)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)一、試驗(yàn)作用具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性的汽車(chē)有失去汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的危險(xiǎn)，汽車(chē)可能發(fā)生激轉(zhuǎn)而側(cè)滑或翻車(chē)。具有過(guò)強(qiáng)的不足轉(zhuǎn)向特性的汽車(chē)，也會(huì)使汽車(chē)難以控制。一般也不應(yīng)使汽車(chē)具有中性轉(zhuǎn)向特性，因?yàn)樵谄?chē)使用條件變化時(shí)，中性轉(zhuǎn)向汽車(chē)可能轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)多轉(zhuǎn)向特性。汽車(chē)操縱穩(wěn)定性良好的汽車(chē)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)牟蛔戕D(zhuǎn)向特性。本項(xiàng)試驗(yàn)是測(cè)定汽車(chē)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性及車(chē)身側(cè)傾特性這種試驗(yàn)適用于轎車(chē)、客車(chē)、載貨汽車(chē)及越野汽車(chē)。1.陀螺儀：用于汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，如汽車(chē)行進(jìn)方位角、汽車(chē)橫擺角速度、車(chē)身側(cè)傾角及縱傾角等；2.光束水準(zhǔn)車(chē)輪定位儀：測(cè)車(chē)輪外傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角、主銷(xiāo)外傾角、車(chē)輪前束、車(chē)輪最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角差；3.車(chē)輛動(dòng)態(tài)測(cè)試儀：測(cè)汽車(chē)橫擺角速度、車(chē)身側(cè)傾角及縱傾角、汽車(chē)橫向加速度與縱向加速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)；4.力矩及轉(zhuǎn)角儀：測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角或力矩；5.五輪儀、磁帶機(jī)等。二、試驗(yàn)儀器（1）

試驗(yàn)前在平坦堅(jiān)實(shí)的場(chǎng)地上畫(huà)出R0＝15m或R0＝20m的圓.（2）試驗(yàn)時(shí)，汽車(chē)先以最低穩(wěn)定車(chē)速沿半徑R0的圓周行駛，待速度傳感器在半圈內(nèi)均能對(duì)準(zhǔn)地面預(yù)設(shè)的圓周時(shí)，固定轉(zhuǎn)向盤(pán)不動(dòng)并停車(chē)。（3）啟動(dòng)記錄儀器，記錄各參數(shù)零線(xiàn)后汽車(chē)起步并緩慢連續(xù)加速（縱向加速度不大于0.25m/s2），直至汽車(chē)側(cè)向加速度達(dá)到6.5m/s2或受限于汽車(chē)最高車(chē)速，或受限于汽車(chē)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)為止。（4）汽車(chē)應(yīng)左右轉(zhuǎn)向各重復(fù)三次。測(cè)定車(chē)速v、縱向加速度、側(cè)向加速度、橫擺角速度、車(chē)身側(cè)傾角角，以及轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩M等參數(shù)。三、試驗(yàn)方法(GB/T6323.6-94)1.定轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角連續(xù)加速法

在試驗(yàn)場(chǎng)地上，用明顯顏色畫(huà)出半徑為30m的圓弧形試驗(yàn)路徑，路徑兩側(cè)沿圓弧中心線(xiàn)每隔5m放置標(biāo)樁，兩側(cè)標(biāo)樁至圓弧中心線(xiàn)的距離為1/2車(chē)寬加b，b值按下表確定。接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。試驗(yàn)汽車(chē)軸距/m標(biāo)樁距離b/cm小于或等于2.530大于2.5，小于或等于4.050大于4.0702.定轉(zhuǎn)彎半徑法

汽車(chē)以最低穩(wěn)定車(chē)速行駛，調(diào)整轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，使汽車(chē)能沿圓弧行駛。在進(jìn)入圓弧路徑并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，開(kāi)始記錄并保持油門(mén)和轉(zhuǎn)向盤(pán)位置在3s內(nèi)不動(dòng)（允許轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角在±10°范圍內(nèi)調(diào)整），之后停止記錄。汽車(chē)通過(guò)試驗(yàn)路徑時(shí)，如撞倒標(biāo)樁，則試驗(yàn)無(wú)效。增加車(chē)速，但側(cè)向加速度增量每次不大于0.5m/s2（在所測(cè)數(shù)據(jù)急劇變化的區(qū)段，增量可更小一些）。重復(fù)上述試驗(yàn)，直至做到側(cè)向加速度達(dá)到6.5m/s2或受發(fā)動(dòng)機(jī)功率限制，或汽車(chē)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的最大側(cè)向加速度為止。試驗(yàn)按向左及向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，可以先左轉(zhuǎn)（或右轉(zhuǎn)），從低速至高速，然后再進(jìn)行另—方向試驗(yàn)，亦可以在某一車(chē)速下向左、向右兩個(gè)方向均進(jìn)行試驗(yàn)后再增加車(chē)速。（1）轉(zhuǎn)彎半徑比Ri/R0與側(cè)向加速度關(guān)系曲線(xiàn)根據(jù)記錄的橫擺角速度及汽車(chē)前進(jìn)車(chē)速，計(jì)算各點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑及側(cè)向加速度。進(jìn)而算出各點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑比Ri/R0（R0為初始半徑，m）。在有模數(shù)轉(zhuǎn)換及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，可以把v、r輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)得出R/R0—ay曲線(xiàn)。

（2）汽車(chē)前后軸側(cè)偏角差值（α1-α2）與側(cè)向加速度關(guān)系曲線(xiàn)對(duì)于兩軸汽車(chē)，根據(jù)R/R0—曲線(xiàn)上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑Ri求出（α1-α2）—ay曲線(xiàn)。三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.定轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角連續(xù)加速法（3）根據(jù)記錄整理出車(chē)廂側(cè)傾角與側(cè)向加速度之間的關(guān)系曲線(xiàn)。

（4）根據(jù)記錄整理出轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩M與側(cè)向加速度之間的關(guān)系曲線(xiàn)。（5）把每一次試驗(yàn)側(cè)向加速度為4m/s2及6.5m/s2（或試驗(yàn)所達(dá)到最大側(cè)向加速度）時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑比，前后軸側(cè)偏角差值、車(chē)箱側(cè)傾角及轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩等，填入試驗(yàn)結(jié)果綜合表中。（6）按汽車(chē)向左轉(zhuǎn)及向右轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)分別計(jì)算三次試驗(yàn)各參數(shù)的平均值，在三次試驗(yàn)中，當(dāng)R/R0出現(xiàn)既有大于1，也有小于1；（α1-α2）、φ、M既有大于零時(shí)，也有小于零時(shí)，則不能取平均值。（1）側(cè)向加速度ay的確定。（2）根據(jù)記錄的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角θ及側(cè)向加速度ay

，求出θ—ay曲線(xiàn)。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，為了計(jì)算及閱讀方便，各變量不嚴(yán)格按坐標(biāo)系規(guī)定，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)均取為正。最大總質(zhì)量和輕載兩種狀態(tài)可繪于同一圖上。（3）根據(jù)記錄的車(chē)箱側(cè)傾角φ及側(cè)向加速度ay求出θ—ay曲線(xiàn)。（4）根據(jù)記錄的轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩M及側(cè)向加速度ay，求出M—ay曲線(xiàn)。（5）根據(jù)記錄的汽車(chē)重心側(cè)偏角β及側(cè)向加速度ay作β—ay曲線(xiàn)。2.定轉(zhuǎn)彎半徑法蛇形試驗(yàn)是一項(xiàng)包括車(chē)輛—駕駛員—環(huán)境在內(nèi)的閉環(huán)試驗(yàn)。這種試驗(yàn)在—定的程度上表現(xiàn)出汽車(chē)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的綜合性能。這種試驗(yàn)測(cè)定汽車(chē)蛇形行駛的能力，用來(lái)綜合評(píng)價(jià)汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性和乘坐的舒適性。此種試驗(yàn)適用于轎車(chē)、客車(chē)、載貨汽車(chē)及越野汽車(chē)。7.3蛇形試驗(yàn)一、試驗(yàn)作用1.場(chǎng)地布置在試驗(yàn)場(chǎng)地上布置標(biāo)樁10根，標(biāo)樁間距應(yīng)符合下表的規(guī)定。2.試驗(yàn)基準(zhǔn)車(chē)速各種類(lèi)型車(chē)輛試驗(yàn)基準(zhǔn)車(chē)速按下表的規(guī)定進(jìn)行。3.試驗(yàn)車(chē)速試驗(yàn)車(chē)速為v1、v2、v3、……v10，其中v1近似為基準(zhǔn)車(chē)速，車(chē)速間隔自行規(guī)定，試驗(yàn)最高車(chē)速v10以保證試驗(yàn)安全為原則，自行選定。但試驗(yàn)最高車(chē)速不得超過(guò)80km/h。4.接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。在正式試驗(yàn)前，按所示路線(xiàn)，練習(xí)5個(gè)往返。二、試驗(yàn)方法5.以車(chē)速v1、v2、v3、……v10在標(biāo)樁間蛇行穿行，同時(shí)記錄汽車(chē)通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)的時(shí)間、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角、汽車(chē)橫擺角速度及車(chē)身側(cè)傾角。試驗(yàn)以每一個(gè)車(chē)速各進(jìn)行一次，共十次（撞倒標(biāo)樁的次數(shù)不計(jì)在內(nèi)）。1.蛇行車(chē)速汽車(chē)蛇行通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)間直線(xiàn)距離的平均車(chē)速，則稱(chēng)為蛇行車(chē)速。2.平均轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角3.平均橫擺角速度4.平均車(chē)身側(cè)傾角5.試驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)將試驗(yàn)結(jié)果整理成表的形式，并繪出如下關(guān)系圖：（1）汽車(chē)橫擺角速度與車(chē)速的關(guān)系圖。（2）轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車(chē)速的關(guān)系圖。（3）車(chē)身側(cè)傾角與車(chē)速的關(guān)系圖。三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角----------1CH側(cè)向加速度----------2CH橫擺角速度----------3CH車(chē)身側(cè)傾角----------4CH6.軟件的使用汽車(chē)轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)的目的是測(cè)定車(chē)輛的瞬態(tài)轉(zhuǎn)向特性，即用來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的動(dòng)態(tài)特性。瞬態(tài)轉(zhuǎn)向特性是指汽車(chē)在受到外界擾動(dòng)下，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前所表現(xiàn)出的特性，通常用時(shí)域響應(yīng)特性和頻域響應(yīng)特性來(lái)描述。汽車(chē)轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)有轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入試驗(yàn)和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角脈沖輸入試驗(yàn)兩種，其中前者用于測(cè)定瞬態(tài)響應(yīng)的時(shí)域響應(yīng)特性，后者用于測(cè)定頻域響應(yīng)特性。7.4轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)一、試驗(yàn)作用試驗(yàn)前試驗(yàn)車(chē)以試驗(yàn)車(chē)速行駛l0km，使輪胎升溫。試驗(yàn)車(chē)速以最高車(chē)速的70％并四舍五入為10的整數(shù)倍確定；試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的位置按穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度lm/s2~3m/s2確定，從側(cè)向加速度為lm/s2做起，每隔0.5m/s2進(jìn)行一次。試驗(yàn)時(shí)，汽車(chē)以試驗(yàn)車(chē)速直線(xiàn)行駛，先按角輸入方向輕輕靠緊轉(zhuǎn)向盤(pán)，消除自由間隙，然后以盡快的速度（起躍時(shí)間不大于0.2s或加速度不小于100°/s）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，使其達(dá)到預(yù)先選好的位置，并固定數(shù)秒直至所測(cè)變量達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，試驗(yàn)中測(cè)量速度v、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角θ、側(cè)向加速度ay、橫擺角速度ωr、質(zhì)心處側(cè)偏角β、轉(zhuǎn)向盤(pán)力矩M及車(chē)身側(cè)傾角Φ。逐次改變轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角θ，測(cè)定不同側(cè)向加速度時(shí)的瞬態(tài)特性。二、試驗(yàn)方法1.轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入試驗(yàn)

本試驗(yàn)主要測(cè)定轉(zhuǎn)向盤(pán)角脈沖輸入時(shí)汽車(chē)的頻率響應(yīng)特性。角脈沖輸入是指急速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)一定轉(zhuǎn)角后，迅速返回原位置的操作過(guò)程，它在數(shù)學(xué)上相當(dāng)于三角脈沖函數(shù)。汽車(chē)受此角脈沖輸入產(chǎn)生的瞬態(tài)響應(yīng)，用頻率響應(yīng)特性表示，頻率響應(yīng)特性分幅頻特性和相頻特性。幅頻特性是指響應(yīng)（輸出）的幅值（汽車(chē)橫擺角速度）與激勵(lì)（輸入）的幅值（轉(zhuǎn)向盤(pán)或前輪轉(zhuǎn)角）之比隨頻率f變化的函數(shù)；相頻特性是輸出與輸入相位差隨頻率f變化的函數(shù)。2.轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角脈沖輸入試驗(yàn)

本試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作、汽車(chē)車(chē)速的確定同上一試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)汽車(chē)以試驗(yàn)車(chē)速直線(xiàn)行駛，然后給轉(zhuǎn)向盤(pán)三角脈沖輸入，試驗(yàn)時(shí)向左（向右）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，并迅速回到原處（允許及時(shí)修正方向）保持不動(dòng)，直到汽車(chē)回到直線(xiàn)行駛位置。轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角輸入脈寬0.3s-0.6s，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。試驗(yàn)中記錄轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角θ、橫擺角速度ωr

、側(cè)向加速度ay

、車(chē)速v。試驗(yàn)中，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度不變，至少按向左、向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)各三次進(jìn)行試驗(yàn)。（1）響應(yīng)時(shí)間t：以轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角達(dá)到終值50％的時(shí)刻作為時(shí)間坐標(biāo)的原點(diǎn)，到所測(cè)變量過(guò)渡到新穩(wěn)態(tài)值90％的時(shí)刻為止，這一段時(shí)間間隔稱(chēng)為響應(yīng)時(shí)間，也就是橫擺減速度響應(yīng)時(shí)間或側(cè)向加速度響應(yīng)時(shí)間(圖11.13)。（2）峰值響應(yīng)時(shí)間tp：以轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角達(dá)到終值50％的時(shí)刻作為時(shí)間坐標(biāo)的原點(diǎn)，到所測(cè)變量響應(yīng)第一個(gè)峰值時(shí)止的一段時(shí)間間隔稱(chēng)為峰值響應(yīng)時(shí)間。（3）橫擺角速度超調(diào)量σ：橫擺角速度超調(diào)量σ可按下式計(jì)算：三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍輸入試驗(yàn)式中：rmax為橫擺角速度響應(yīng)最大值，rad/s；r0為橫擺角速度響應(yīng)穩(wěn)態(tài)值，rad/s。（4）橫擺角速度總方差Er：橫擺角速度總方差Er可按下式計(jì)算：

(11一28)式中：θi為階躍試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角輸入值，(°)；

ri為汽車(chē)橫擺角速度響應(yīng)的瞬時(shí)值，rad/s；

θ0為階躍試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)輸入的終值，(°)；

r0為汽車(chē)橫擺角速度響應(yīng)的新穩(wěn)態(tài)值，rad/s；

n為采樣點(diǎn)數(shù)，取至新穩(wěn)態(tài)值時(shí)止；

Δt為采樣時(shí)間間隔，s。（5）汽車(chē)因素TB：汽車(chē)因素TB是汽車(chē)橫擺角速度峰值響應(yīng)時(shí)間與汽車(chē)質(zhì)心側(cè)偏角的乘積。汽車(chē)質(zhì)心側(cè)偏角可由瞬態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)求得。計(jì)算幅頻特性和相頻特性并將數(shù)據(jù)結(jié)果記入數(shù)據(jù)表中。若無(wú)專(zhuān)門(mén)處理設(shè)備，可在計(jì)算機(jī)上處理。2.轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角脈沖輸入試驗(yàn)

轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)是確定汽車(chē)轉(zhuǎn)向回正力的一種試驗(yàn)。該試驗(yàn)評(píng)價(jià)汽車(chē)由曲線(xiàn)行駛自行恢復(fù)到直線(xiàn)行駛的能力。駕駛員松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)前，轉(zhuǎn)向盤(pán)力為定值，側(cè)向加速度也為定值。駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)后，使轉(zhuǎn)向盤(pán)力突然變?yōu)榱?，故?shí)質(zhì)上它是力階躍輸入反應(yīng)，它反映了轉(zhuǎn)向盤(pán)力與汽車(chē)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)包括低速回正試驗(yàn)和高速回正試驗(yàn)。試驗(yàn)中測(cè)量汽車(chē)行駛速度、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角、橫擺角速度、側(cè)向加速度等。這種試驗(yàn)適用于轎車(chē)、客車(chē)、載貨汽車(chē)及越野汽車(chē)。7.5轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)一、試驗(yàn)作用

在試驗(yàn)場(chǎng)上用明顯的顏色畫(huà)出半徑為15m的圓周。試驗(yàn)之前，汽車(chē)以側(cè)向加速度為3m/s2的車(chē)速沿半徑為15m的圓周行駛500m，以使輪胎升溫。接通儀器電源，使儀器達(dá)到正常工作溫度。二、試驗(yàn)方法1.試驗(yàn)前準(zhǔn)備汽車(chē)沿半徑為15±1m的圓周行駛．調(diào)整車(chē)速使側(cè)向加速度達(dá)到4±0.2m/s2之后，穩(wěn)定住車(chē)速并開(kāi)始記錄，待穩(wěn)定3s后，駕駛員突然放開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)，至少記錄松手后3s的汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門(mén)位置保持不變。對(duì)于側(cè)向加速度達(dá)不到4±0.2m/s2的汽車(chē)，按側(cè)向加速度為3±0.2m/s2進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)于側(cè)向加速度為3±0.2m/s2的汽車(chē)，可按試驗(yàn)汽車(chē)所能達(dá)到的最高側(cè)向加速度進(jìn)行試驗(yàn)。2.低速回正試驗(yàn)對(duì)于最高車(chē)速超過(guò)100km/h的汽車(chē)，要進(jìn)行高速回正性試驗(yàn)。高速回正試驗(yàn)車(chē)速按試驗(yàn)車(chē)的最高車(chē)速的70％確定，并圓整到80km/h、100km/h或120km/h的車(chē)速進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，汽車(chē)以上述規(guī)定的試驗(yàn)車(chē)速在試驗(yàn)路段直線(xiàn)行駛，穩(wěn)定車(chē)速，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)使側(cè)向加速度達(dá)到2±0.2m/s2，待穩(wěn)定3s并開(kāi)始記錄后．駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)，至少記錄松手后4s內(nèi)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門(mén)位置應(yīng)保持不變。低速、高速回正試驗(yàn)應(yīng)向右轉(zhuǎn)與向左轉(zhuǎn)各3次。3.高速回正試驗(yàn)在由試驗(yàn)得到的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角時(shí)間歷程曲線(xiàn)上，以松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)的時(shí)刻定為時(shí)間坐標(biāo)（橫坐標(biāo)）的原點(diǎn)?？砂聪率龇椒ù_定時(shí)間原點(diǎn)：松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)前，汽車(chē)是以某一轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角在繞圈行駛，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角時(shí)間歷程曲線(xiàn)為一條平行于時(shí)間軸的直線(xiàn)。松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)后，汽車(chē)開(kāi)始回正過(guò)程，所記錄曲線(xiàn)的初始一段為一條線(xiàn)性較好的曲線(xiàn)，一般可擬合為一條直線(xiàn)，此擬合直線(xiàn)與松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)前的記錄直線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)相交，其交點(diǎn)做為時(shí)間原點(diǎn)。汽車(chē)橫擺角速度時(shí)間歷程曲線(xiàn)可分兩類(lèi)：收斂型的與發(fā)散型的。對(duì)于單調(diào)發(fā)散的，不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。對(duì)于振蕩發(fā)散的，只計(jì)算自然頻率。對(duì)于收斂的，計(jì)算如下評(píng)價(jià)指標(biāo)：三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.穩(wěn)定時(shí)間（回正時(shí)間）及殘留橫擺角速度從時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始，到汽車(chē)橫擺角速度達(dá)到某一數(shù)值（包括零值）并保持不變止。這一段時(shí)間定為穩(wěn)定時(shí)間（回正時(shí)間）。到達(dá)穩(wěn)定時(shí)刻的橫擺角速度則稱(chēng)為殘留橫擺角速度。2.橫擺角速度超調(diào)量橫擺角速度超調(diào)量是橫擺角速度響應(yīng)第一個(gè)峰值超過(guò)穩(wěn)態(tài)值的部分與穩(wěn)態(tài)值之比。3.橫擺角速度自然頻率式中：Ai為橫擺角速度過(guò)渡曲線(xiàn)的峰值，rad/s；Δti為橫擺角速度過(guò)渡曲線(xiàn)峰值間的時(shí)間間隔，s。4.相對(duì)阻尼系數(shù):可先求得衰減率D′后，再求得相對(duì)阻尼系數(shù)。求得衰減率D′后，可在圖11.16上查得與其相對(duì)應(yīng)的阻尼系數(shù)ζ，或用下式計(jì)算：當(dāng)D′=0時(shí)，表明運(yùn)動(dòng)不衰減；當(dāng)D′=l時(shí)，表明除了A1≠0外，其他幅值皆為零。5.橫擺角速度響應(yīng)總方差6.將向左轉(zhuǎn)及向右轉(zhuǎn)各三次試驗(yàn)的橫擺角速度r與時(shí)間t的關(guān)系繪制成r—t圖形低速回正性能試驗(yàn)和高速回正性能試驗(yàn)結(jié)果分別