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(jì)大學(xué)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(jìn)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(guān)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(zhuǎn)向特性、蛇行穿桿試驗、側(cè)風(fēng)試驗等；主觀感覺評價試驗──如操縱輕便性等。

同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗蛇形試驗轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗（方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入）轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗（方向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入）轉(zhuǎn)向回正性能試驗(低速回正、高速回正)轉(zhuǎn)向輕便性試驗穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室基本參量測定同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室基本參量測定同濟(jì)大學(xué)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(zhuǎn)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(jì)大學(xué)汽車實驗室整車轉(zhuǎn)動慣量測量同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室整車轉(zhuǎn)動慣量測量測量參數(shù)整車的重心;整車的重心高度;整車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動慣量;整車?yán)@y軸轉(zhuǎn)動慣量;整車?yán)@z軸轉(zhuǎn)動慣量.同濟(jì)大學(xué)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(dāng)）。側(cè)傾剛度方法：車身固定，保持左右輪負(fù)荷之和恒定的條件下，使左右輪交互上下移動，由左右輪負(fù)荷變化算出側(cè)傾扭矩，由左右輪位移求得側(cè)傾角，兩者之比為側(cè)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(zhuǎn)向特性、越線響應(yīng)特性、直線行駛特性（自動回正）和方向盤操縱力。同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室基本參量測定4.轉(zhuǎn)向系參數(shù)測定總傳動比和轉(zhuǎn)向幾何特性。方法：將轉(zhuǎn)向輪置于車輪定位儀測量盤上，轉(zhuǎn)動方向盤，同時記錄方向盤轉(zhuǎn)角、左右車輪轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)向系剛性特性──方向盤至輪胎間整個系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度。方法：將轉(zhuǎn)向輪固定，測量方向盤轉(zhuǎn)角與扭矩的關(guān)系。通常剛性高（大），轉(zhuǎn)向響應(yīng)快，手感好，剛性低，易引起不足轉(zhuǎn)向。同濟(jì)大學(xué)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(cè)風(fēng)穩(wěn)定試驗方法:在測試路段一側(cè)安放側(cè)風(fēng)鼓風(fēng)設(shè)備，建立穩(wěn)態(tài)側(cè)風(fēng)，并且側(cè)風(fēng)可調(diào)其強(qiáng)弱。汽車方向盤固定，以規(guī)定的車速在側(cè)風(fēng)設(shè)備旁駛過。同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗測量參數(shù):方向盤轉(zhuǎn)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(yīng)包括前20m至后50m范圍內(nèi)的全過程。評價準(zhǔn)則:橫擺速度和橫向加速度的時間里程；進(jìn)入風(fēng)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(biāo)記法.（適用于對比試驗，數(shù)據(jù)較離散）同濟(jì)大學(xué)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(shè)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?cè)虢?0，2S后偏差30cm同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗2.轉(zhuǎn)彎性能試驗a．穩(wěn)態(tài)橫擺響應(yīng)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(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向或過多 轉(zhuǎn)向。測量參數(shù):橫擺角速度；橫向加速度；縱向車速；方 向盤轉(zhuǎn)角（與力矩）；側(cè)傾角；質(zhì)心側(cè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)角ESV。同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗

b.不足，過度轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定R0=15m，一般要求有適當(dāng)?shù)牟蛔戕D(zhuǎn)向。)

同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟(jì)大學(xué)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(cè)向ay=0.4g(0.2g)。達(dá)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(fù)到直線行駛。評價方法：汽車橫擺角速度隨時間變化曲線應(yīng)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(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性道路試驗4．轉(zhuǎn)向操縱力試驗a．靜態(tài)轉(zhuǎn)向操縱力試驗反映停車、入庫時的操縱力情況b．低速轉(zhuǎn)向操縱力試驗用雙紐線進(jìn)行轉(zhuǎn)向輕便性試驗

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

當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動時，如果未受外力矩作用，其轉(zhuǎn)子軸不會在空間改變方向的現(xiàn)象稱之為陀螺效應(yīng)。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(zhuǎn)轉(zhuǎn)速約24000轉(zhuǎn)/分~30000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)子。見圖。此種裝置有兩個基本特性：定向性、進(jìn)動性。同濟(jì)大學(xué)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(zhuǎn)子軸線方向?qū)⒈３植蛔?/p>

進(jìn)動性——如轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)，當(dāng)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(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子高速自轉(zhuǎn)時，內(nèi)框架不再翻轉(zhuǎn)，而外框架繞自己的轉(zhuǎn)動軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動。同濟(jì)大學(xué)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(yīng)用同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟(jì)大學(xué)汽車實驗室操縱穩(wěn)定性試驗儀器同濟(jì)大學(xué)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