汽车测评与选购 课件项目八汽车操纵稳定性测评

汽车测评与选购项目八：任务一汽车类专业教材项目八

汽车操纵稳定性测评知识能力1.能够解读汽车操纵稳定性基础知识。2.能够分析汽车操纵稳定性各项测评指标。3.能够描述提高汽车操纵稳定性方法。专业能力1.能够应用汽车操纵稳定性方法对实车进行客观测评。2.掌握轮胎侧偏特性的含义,了解轮胎刚度的影响因素。3.能够进行汽车操纵稳定性试验并分析试验内容。4.能够帮助客户分析行车操纵安全方法与技巧。方法能力1.通过学习，具备分析汽车四轮位、汽车侧滑分析原因能力。2.在帮助客户分析车辆行驶跑偏原因过程中，培养信息收集、处理与分析的能力。3.经过汽车操纵稳定性试验操作，培养精益求精的工作精神。任务目标

项目八汽车操纵稳定性测评

客户吴先生驾驶××车在高速公路直线行驶时发现车辆有跑偏现象，影响驾驶安全，随后到××汽车销售服务有限公司要求检查。假设你是该汽车销售服务有限公司的服务顾问，你如何接待客户，并与维修技师共同制定汽车操纵稳定性检测维修方案，并协助技师完成该车操纵稳定性能的检修工作。任务描述任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标项目八

汽车操纵稳定性测评任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标一、汽车操纵稳定性基础知识1.汽车操纵稳定性概述

汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。（1）根据道路、地形和交通情况的限制,汽车能够正确地遵循驾驶人通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰,并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标

稳态响应：汽车对驾驶员操作的响应能力，‌包括转向盘角度输入的响应性等。

回正性：转动转向盘后松手时，‌汽车横摆角速度的变化，‌即汽车自动回复到直线行驶状态的能力。直线稳定性：‌要求汽车在高速行驶时维持直线行驶，‌尽量少的转动转向盘，‌并且对侧向风和侧向坡有较高的抵抗能力。‌

转向轻便性：‌测评转动转向盘的轻便程度，‌包括原地转向轻便性、‌低速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性。‌一、汽车操纵稳定性基础知识2.汽车操纵稳定性包含内容瞬态响应：‌涉及汽车在短时间内对驾驶员操作的快速响应，如‌横摆角速度频率响应特性等。抗侧翻能力：‌确保汽车在极端情况下，‌如急转弯或突然加速时，‌能够抵抗侧翻的风险，‌保持车辆稳定。任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标一、汽车操纵稳定性基础知识3.操纵稳定性差的表现发

飘汽车自己改变方向，轮胎附着力小。反应迟钝对车辆进行操纵的时候，系统反应滞后，执行命令延迟。失控行驶中不能控制方向，发生侧滑、甩尾以及失去转向功能等危险事故晃左右摇摆，行驶方向不稳定，影响乘坐的舒适性及行驶安全性。汽车在高速或急剧转向时会丧失路感，驾驶判断困难。丧失路感任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应车辆坐标系：车辆主要运动形式。1.稳态响应特性瞬态响应等速直线行驶→转向盘角阶跃输入→瞬态响应→稳态响应

汽车的稳态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。

是系统在某一典型信号输入作用下,其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程。任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标三、汽车操纵稳定性测评内容2.操纵稳定性“人—车—路”系统汽车是“人—车—路”系统中的运动实体，道路交通环境是“人—车—路系统中载体，人—汽车闭路系统性能真实地反映了汽车的操纵稳定性能。任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标三、汽车操纵稳定性测评内容3.测评物理量汽车的操纵稳定性既包括操控性，又包括稳定性。操控性的好坏实际上指的是汽车的运动参数与驾合成要求的运动参数之间的接近程度和渐进过程。稳定性的好坏实际上指的是汽车的运动参数与原运动参数之间的接近程度和渐进过程。基

本

内

容主要测评参量转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应——转向特性,转向盘角阶跃输入下进入的瞬态响应稳态横摆角速度增益——转向灵敏度,反应时间、横摆角速度波动的无阻尼圆频率横摆角速度频率响应特性共振峰频率、共振时振幅比、相位滞后角、稳态增益转向盘中间位置操纵稳定性转向灵敏度、转向盘力特性——转向盘转矩梯度、转向功灵敏度回正性回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角、达到剩余横摆角速度的时间转向半径最小转向半径转向轻便性(原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性、高速行驶转向轻便性)转向力、转向功直线行驶性能(直线行驶性、侧向风敏感性、路面不平敏感性)转向盘转角和(累计值)、侧向偏移典型行驶工况性能(蛇形性能、移线性能、双移线性能——回避障碍性能等)转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等极限行驶能力(圆周极限侧向加速度、抗侧翻能力、发生侧滑时的控制性能等)极限侧向加速度、极限车速、回至原来路径所需时间任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标四、汽车操纵稳定性测评方法主观测方法测评有主观测评和客观测评两种方法。试验测评人员根据试验时自己的感觉来进行测评，并按规定的项目和评分办法进行评分。内容方法测评标准等级任务一汽车操纵稳定性测评方法与指标汽车操纵性客观测评测评指标蛇形试验测评汽车随动性、收敛性、方向操纵轻便性和事故可避性等响应试验(转向盘转角阶跃输入)转向瞬态：测评汽车的动态特性。‌转向瞬态响应试验(转向盘转角脉冲输入)：测评汽车的动态特性。转向回正性能试验测评汽车从曲线行驶自行回复到直线行驶的过渡过程和能力。转向轻便性试验：通过测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，来测评驾驶员操纵汽车转向盘的轻重程度。稳态回转试验通过固定转向盘转角连续加速法、定转弯半径法测定四、汽车操纵稳定性测评方法休息一会，下节课继续！汽车测评与选购项目八：任务二汽车类专业教材任务二汽车行驶稳定性测评项目八

汽车操纵稳定性测评任务二汽车行驶稳定性测评一、汽车行驶的纵向稳定性纵向上坡：随着道路坡度增大,前轮的地面法向反作用力不断减小，车辆产生侧翻。另：驱动轮将滑转。支撑力矩：纵向稳定性分析FZ1=0时，发生绕后轴翻车。

不发生翻车的最大坡度角αmax为：驱动轮不发生滑转的临界状态为任务二汽车行驶稳定性测评二、汽车行驶横向稳定性汽车横向稳定性的丧失表现为汽车的侧翻或横向滑移。纵向稳定性分析汽车绕左侧车轮侧翻的条件为：横向坡道上不发生向外侧翻的极限车速μmax为：为了行驶安全，应使侧滑发生在侧翻之前，即uφmax<umax:任务二汽车行驶稳定性测评

轮胎的侧偏现象：汽车车轮承受路面横向倾斜、侧向风或曲线行驶响应性等离心力作用，使车轮中心在垂直于车轮平面的方向上有时受到侧向力Fy的作用，造成车轮发生侧向滑动，轮胎变形。三、影响汽车操纵稳定性因素轮胎的侧偏特性轮胎型号车轮载荷/N轮胎气压/×105Pa侧偏刚度/(N/rad)轮胎型号车轮载荷/N轮胎气压/×105Pa侧偏刚度/(N/rad)5.20-132

4521.617

893155SR153

9242.129

0496.00-132

9431.417

6906.50-165

8862.549

3106.40-133

9241.720

6269.00-2019

6205.5132

687165R143

9241.931

7999.00R2019

6205.5168

205175HR143

4332.038

38211R22.516

1807.75112

8155.60-152

9431.829

33212.00-2029

4306.4187

371

侧偏特性数据‌任务二汽车行驶稳定性测评三、影响汽车操纵稳定性因素汽车操纵稳定性能影响因素与悬架关系=

弹性侧偏角（考虑了轮胎垂直载荷和外倾角）+车身侧倾转向角+悬架导向杆系变形转向角。发动机动力是操控稳定性的基础，保证发动机输出功率与操纵平稳的基本要素。

与转向系统关系：驶员通过转向盘控制前轮绕主销的转角，从而操纵汽车的运动方向。同时，通过转向盘的反作用力，驾驶员可以获得“路感”。

两个问题：一是转向系统与悬架机件变形造成运动干涉引起转向轮摆振，二是转向系统刚度不足引起的变形转向导致车轮的转向角度与驾驶员的转向指令之间存在差异。任务二汽车行驶稳定性测评三、影响汽车操纵稳定性因素汽车操纵稳定性与传动系统的关系地面切向反作用力与不足/过多转向特性的关系如下：当汽车在弯道上大驱动力加速行驶时，汽车有转向不足增加的趋势。

车轮驱动时,随着驱动力的增加,同一侧偏角下的侧偏力下降。前轮受半轴驱动转矩的影响会产生不足变形转向,增加了前驱汽车转向不足的趋势。随着驱动力的增加,轮胎回正力矩也有所增大,造成转向不足。后轮驱动汽车在进行发动机制动时，由于制动力的作用增大了后轴侧偏角，产生了过多转向的趋势。任务二汽车行驶稳定性测评休息一会，下节课继续！汽车测评与选购项目八：任务三汽车类专业教材任务三、汽车操纵稳定性试验项目八

汽车操纵稳定性测评任务三、汽车操纵稳定性试验一、概述

汽车操纵稳定性试验是指测评和研究汽车操纵性和稳定性的综合性能试验。主要的试验项目有：低速行驶转向轻便性试验、稳态转向特性试验、瞬态横摆响应试验、汽车回正能力试验、转向盘角脉冲试验、转向盘中间位置操纵稳定性试验等。任务三、汽车操纵稳定性试验二、测量参数及设备车速及时间—五轮仪、时间信号发生器。方向盘的力矩和转角—测力方向盘。侧向加速度—加速度传感器。横摆角速度—二自由度角速度陀螺仪(角速度传感器。汽车航向角—三自由度航向陀螺仪。车身侧倾角—三自由度垂直陀螺仪。汽车横摆角速度、横向及纵向加速度—动态测试仪。要求：汽车按厂方规定装备齐全；测量调整国界定位参数；转向系、悬架检查、调整、坚固、润滑；轮胎检查；车载质量检查。试验场地：干燥、平坦水泥或混凝土路面，任意方向坡度<2%，风速<5m/s，气温0～40°C。三、试验条件任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容1.汽车转向轻便性试验

汽车转向轻便性是指汽车在转向时所需的力量和操纵感觉。影响因素有转向系统设计、轮胎特性、悬挂系统和动力转向助力装置等。（1）试验内容转向盘作用力矩，转向盘转角，汽车前进车速，转向盘直径。（2）试验方法低速大转向角试验、中转速转向角试验、高速转弯操舵力试验和原地操舵为试验，我国采用低速大转向角试验。任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容2.稳态转向特性试验

测定汽车在方向盘转角输入下达到稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应。（1）试验参数转弯半径比、侧向加速度、汽车前后轴侧偏角、车身侧倾角、中性转向点的侧向加速度。（2）试验方法

采用方向盘转角阶跃输人法，通过峰值响应时间等指标，测评汽车的瞬态响应特征，或采用方向盘转角脉冲输人法，用幅频、相频特性等测评频率响应特性。任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容3.汽车转向回正性能试验测评指标蛇形试验测评汽车随动性、收敛性、方向操纵轻便性和事故可避性等响应试验(转向盘转角阶跃输入)转向瞬态：测评汽车的动态特性。‌转向瞬态响应试验(转向盘转角脉冲输入)：测评汽车的动态特性。转向回正性能试验测评汽车从曲线行驶自行回复到直线行驶的过渡过程和能力。转向轻便性试验：通过测定汽车在低速大转角时的转向轻便性，来测评驾驶员操纵汽车转向盘的轻重程度。稳态回转试验通过固定转向盘转角连续加速法、定转弯半径法测定试验内容任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容3.汽车转向回正性能试验汽车转向回正性能是指车辆在转向操纵后自动回正到直线行驶状态的能力，包括低速回正性能试验及高速回正性能试验。试验方法及内容回正时间：是指车辆从一次转向操作后恢复到直线行驶状态所需的时间。

回正力矩：是指车辆在转向操作后驾驶员需要施加的力量才能将方向盘回正到直线行驶状态。回正角度：是指车辆在转向操作后需要转动多少角度才能恢复到直线行驶状态。回正稳定性：是指车辆在回正过程中是否出现不稳定或摇摆的情况。回正时间测试：驾驶员进行标准的转向操作，然后测量车辆回正到直线行驶状态所需的时间。回正角度测量：回正角度可以通过在转向操作后测量方向盘的旋转角度来确定。回正力矩测试：在方向盘上安装力矩传感器，并在转向操作后记录所需的力矩。回正稳定性测试：在不同的路况和速度下进行，以评估车辆在回正过程中的稳定性。任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容4.汽车转向盘转角脉冲输入试验

通过模拟不同驾驶情况下的转向盘操作，可以确定系统的响应时间、准确性和稳定性等从而评估转向系统的性能。试验内容试验方法转向系统的响应时间：转向系统从接收到驾驶员快速输入三角脉冲，脉冲宽度为0.3-0.5s，回到中间位置，保持5s。转向系统准确性：即转向系统是否能够准确地按照驾驶员的指令进行转向，而不产生误差或滞后。转向系统的稳定性：即在不同驾驶情况下，转向系统是否能够保持车辆的稳定性，防止不必要的偏移或失控。

将车辆模拟器置于初始条件下，使用控制系统生成转向盘的脉冲输入，模拟驾驶员对转向盘的不同操作，包括快速转向、慢速转向、转向幅度等。每种操作都可以设置不同的参数，如转角大小、持续时间等。任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容5.汽车转向盘转角阶跃输入试验试验内容试验方法测量汽车转向系统对转向盘输入的快速响应能力。评估汽车在转向盘输入发生阶跃变化时的稳定性。确定驾驶员在紧急情况下对转向系统的控制能力。以适当的速度下行驶，突然转动转向盘，稳态加速度达到4m/s2，产生一个转角阶跃输入。数据采集系统会记录转向盘位置和时间的变化，以及车辆的响应。通过绘制转向盘位置与时间的曲线分析法，计算响应时间和过冲等参数。任务三、汽车操纵稳定性试验四、试验内容6.汽车蛇行试验试验内容试验方法悬挂系统性能：蛇行试验可以确定车辆悬挂系统的刚性、响应速度和稳定性。稳定性控制系统：蛇行试验可以评估如电子稳定控制（ESC）这些系统的性能，包括它们在防止失控和恢复失控时的效果。车辆安全性：通过模拟紧急情况下的操纵情况，蛇行试验可以帮助评估车辆在避免碰撞和保护乘客方面的安全性能。汽车蛇行试验模拟在紧急情况下进行躲避操纵时车辆的行为，评估车辆悬挂系统与稳定性控制性能。在测试场地上，试验人员以一定速度执行一系列的蛇行操纵动作。各种传感器