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汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)解析！

2021-02-25 22:49:33·  來(lái)源：汽車大漫談  
　
汽車的操穩(wěn)性不僅影響到汽車駕駛的操縱方面，而且也是決定汽車安全行駛的一個(gè)主要性能；為了保證安全行駛，汽車的操穩(wěn)性受到汽車設(shè)計(jì)者很大的重視，成為現(xiàn)代汽車的重要使用性能之一，如何試驗(yàn)并評(píng)價(jià)汽車的操穩(wěn)性顯得極其重要。 汽車操控穩(wěn)定性分為兩個(gè)方面：
汽車的操穩(wěn)性不僅影響到汽車駕駛的操縱方面，而且也是決定汽車安全行駛的一個(gè)主要性能；為了保證安全行駛，汽車的操穩(wěn)性受到汽車設(shè)計(jì)者很大的重視，成為現(xiàn)代汽車的重要使用性能之一，如何試驗(yàn)并評(píng)價(jià)汽車的操穩(wěn)性顯得極其重要。
汽車操控穩(wěn)定性分為兩個(gè)方面：
1、操控性:  指汽車能夠確切的響應(yīng)駕駛員轉(zhuǎn)向指令的能力；
2、穩(wěn)定性:指汽車受到外界擾動(dòng)（路面擾動(dòng)或陣風(fēng)擾動(dòng)）后恢復(fù)原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力。
 
一、常用試驗(yàn)儀器
 
1、陀螺儀：用于汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，如汽車行進(jìn)方位角，汽車橫擺角速度，車身側(cè)傾角及縱傾角等；
2、光束水準(zhǔn)車輪定位儀：測(cè)車輪外傾角，主銷內(nèi)傾角，主銷外傾角，車輪前束，車輪最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角差；
3、車輛動(dòng)態(tài)測(cè)試儀：測(cè)汽車橫擺角速度，車身側(cè)傾角及縱傾角，汽車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、五輪儀和磁帶機(jī)等。
 
 
二、試驗(yàn)分類
 
 
 
三、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)
 
01
試驗(yàn)步驟
 
1、在試驗(yàn)場(chǎng)上，用明顯的顏色畫(huà)出半徑為15m或20m的圓周；
2、接通儀器電源，使之加熱到正常工作溫度；
3、試驗(yàn)開(kāi)始前，汽車應(yīng)以側(cè)向加速度為3m/s²的相應(yīng)車速沿畫(huà)定的圓周行駛500m以使輪胎升溫。
4、以最低穩(wěn)定速度沿所畫(huà)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(huà)的圓周時(shí)，固定轉(zhuǎn)向盤(pán)不動(dòng)，停車并開(kāi)始記錄，記下各變量的零線，然后，汽車起步，緩緩連續(xù)而均勻地加速（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為止，記錄整個(gè)過(guò)程。
5、試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)和右轉(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(kāi)始時(shí)車身應(yīng)處于正中央。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
1、中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)側(cè)向加速度值A(chǔ)n：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)的側(cè)向加速度值，越大越好；
2、不足轉(zhuǎn)向度：按前后橋側(cè)偏角之差與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上側(cè)向加速度2m/s²點(diǎn)的平均值計(jì)算，越小越好；
3、車廂側(cè)傾度K：按車廂側(cè)傾角與側(cè)向加速度 關(guān)系曲線上側(cè)向加速度2m/s²點(diǎn)的平均斜率計(jì)算，越小越好。
 
轉(zhuǎn)向特性曲線圖
 
四、轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)
01、試驗(yàn)步驟
 
一）低速回正性能試驗(yàn)：
1、在試驗(yàn)場(chǎng)地上用明顯的顏色畫(huà)出半徑為 15m的圓周。
2、試驗(yàn)前試驗(yàn)汽車沿半徑為 15m的圓周、以側(cè)向加速度達(dá) 3m/ s 2 的相應(yīng)車速，行
駛 500m，使輪胎升溫。
3、接通儀器電源，使其達(dá)到正常工作溫度。
4、試驗(yàn)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(pán)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±0.2m／ s 2, 固定轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，穩(wěn)定車速并開(kāi)始記錄，待 3s 后，駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)并做一標(biāo)記（建議用一微動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)訊號(hào)通道同時(shí)記錄） ， 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(mén)開(kāi)度保持不變。
5、對(duì)于側(cè)向加速度達(dá)不到 4±0.2m/ s 2的汽車，按試驗(yàn)汽車所能達(dá)到的最高側(cè)向加速度進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中加以說(shuō)明。試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向三次。
 
二）高速回正性能試驗(yàn)：
1、對(duì)于最高車速超過(guò) 100km／ h 的汽車，要進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。
2、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。
3、接通儀器電源，使其達(dá)到正常的工作溫度。
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(pán)使側(cè)向加速度達(dá)到 2±0.2m／ s2，待穩(wěn)定并開(kāi)始記錄后，駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)并做一標(biāo)記 （建議用一微動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)訊號(hào)通道同時(shí)記錄），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(mén)開(kāi)度保持不變。
5、試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向三次。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
1、本項(xiàng)試驗(yàn)，按松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán) ( 方向盤(pán) )3s 時(shí)的殘留橫擺角速度絕對(duì)值 △r 及橫擺角速度總方差 Er，兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分。
2、兩個(gè)值都是越小越好。 要求快速能恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)值， 而且橫擺角速度不能有太大的跳動(dòng)。
 
 
五、轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)
 
01、試驗(yàn)步驟
 
1、按雙紐線路線圖的規(guī)定，畫(huà)好雙紐線路徑并放置好標(biāo)樁。
2、接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。
3、試驗(yàn)前駕駛員可操縱汽車沿雙紐線路徑行駛?cè)舾芍埽?熟悉路徑和相應(yīng)操作。 隨后，使汽車沿雙紐線中點(diǎn)“ 0”處的切線方向作直線滑行，并停車于“ 0”點(diǎn)處，停車后注意觀察車輪是否處于直行位置， 否則應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)進(jìn)行調(diào)整。 然后雙手松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)， 記錄轉(zhuǎn)向盤(pán)中間位置和作用力矩的零線。
4、試驗(yàn)時(shí)，駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)，使汽車以 10± 2km/h 的車速沿雙紐線路徑行駛，待車速穩(wěn)定后， 開(kāi)始記錄轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角和作用力矩， 并記錄行駛車速作為監(jiān)督參數(shù)。 汽車沿雙紐線繞行一周至記錄起始位置，即完成一次試驗(yàn)，全部試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行三次。在測(cè)量記錄過(guò)程中，駕駛員應(yīng)保持車速穩(wěn)定和平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)， 不應(yīng)同時(shí)松開(kāi)雙手， 并且在行駛中不準(zhǔn)撞倒標(biāo)樁。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
本項(xiàng)試驗(yàn)按轉(zhuǎn)向盤(pán)平均操舵力 Fs、與轉(zhuǎn)向盤(pán)最大操舵力 Fm 。兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分。兩個(gè)數(shù)值越小越好！
 
 
六、轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)（階躍輸入）
 
01、試驗(yàn)步驟
 
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。
2、試驗(yàn)前，以試驗(yàn)車速行駛 10km，使輪胎升溫。
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、試驗(yàn)中轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的預(yù)選位置（輸入角），按穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度值 1-3 m/ s² 確定，從側(cè)向加速度為 1m/s²做起，每間隔 0.5 m/ s²進(jìn)行一次試驗(yàn)。
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(pán)，消除轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程并開(kāi)始記錄各測(cè)量變量的零線，經(jīng)過(guò)0.2-0.5s，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(pán)， 使其達(dá)到預(yù)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。
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。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
本項(xiàng)試驗(yàn)，按側(cè)向加速度值為 2 m/ s² 時(shí)的汽車橫擺角速度響應(yīng)時(shí)間 T 進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分。該值越小越好！
 
七、轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)（脈沖輸入）
 
01、試驗(yàn)步驟
 
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。
2、試驗(yàn)前以試驗(yàn)車速行駛 10km，使輪胎升溫。
3、接通儀器電源，使之達(dá)到正常工作溫度。
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(pán)中間位置（直線行駛位置） 。然后給轉(zhuǎn)向盤(pán)一個(gè)三角脈沖轉(zhuǎn)角輸入（見(jiàn)下圖）。試驗(yàn)時(shí)向左（或向右）轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，并迅速轉(zhuǎn)回原處（允許及時(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(pán)轉(zhuǎn)角輸入脈寬為 0.3 ～ 0.5s ，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 4 m/ s 2。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)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(mén)開(kāi)度不變。
5、試驗(yàn)至少按左、右方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)（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。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
本項(xiàng)試驗(yàn)按諧振頻率 f 、諧振峰水平 D和相位滯后角 a 三項(xiàng)指標(biāo)，進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分。 F 越大越好， D越小越好，相位滯后角越小越好。
 
八、蛇行試驗(yàn)
 
01、汽車類型
 
02、試驗(yàn)步驟
 
1、在試驗(yàn)場(chǎng)地上按上圖及表的規(guī)定，布置標(biāo)樁 10 根。
2、接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。
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，按下圖所示路線，練習(xí)五個(gè)往返。
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。
5、提高車速（車速間隔自行選擇） ，重復(fù) 6.4 條的過(guò)程，共進(jìn)行 10 次（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。
 
03、評(píng)價(jià)條件
 
1、本項(xiàng)試驗(yàn)， 按基準(zhǔn)車速下的平均橫擺角速度峰值 r 與平均轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角峰值 0 進(jìn)行評(píng)價(jià)計(jì)分。兩個(gè)值都是越小越好！
2、評(píng)價(jià)時(shí)，橫擺角速度峰值比方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的加權(quán)重。
 
九、中間位置轉(zhuǎn)向試驗(yàn)
 
01、試驗(yàn)步驟
 
1、本項(xiàng)試驗(yàn)為在平直道路上進(jìn)行的開(kāi)環(huán)試驗(yàn)， 試驗(yàn)的初始狀態(tài)為等速直線行駛， 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)車速為 100km/h，也可以以 100km/h 車速為基準(zhǔn)，提高或降低試驗(yàn)車速（車速間隔為20km/h）；
2、本項(xiàng)試驗(yàn)要求轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入為振蕩型轉(zhuǎn)角輸入， 首選輸入形式為正弦波， 也可以采用其它輸入 （如三角形波輸入）。轉(zhuǎn)向盤(pán)輸入頻率的基準(zhǔn)值為 0.2Hz ，頻率偏差不應(yīng)超過(guò)± 10%。輸入轉(zhuǎn)角的幅值應(yīng)足以使車輛的側(cè)向加速度峰值達(dá)到基準(zhǔn)值，允許的峰值偏差為± 10% 。為獲取側(cè)向加速度 1m/s²時(shí)良好的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并保證車輛及其子系統(tǒng)運(yùn)行范圍超出遲滯區(qū)，側(cè)向加速度峰值的基準(zhǔn)值就 2 m/s²。當(dāng)然也可以采用較小的值或不超過(guò) 4 m/s²的其它值。
 
02、評(píng)價(jià)條件
 
可以通過(guò)側(cè)向加速度、方向盤(pán)力矩和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的相互關(guān)系對(duì)整車的操穩(wěn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
 
 
十、操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
 
1、GB/T 6323.1 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 蛇行試驗(yàn)
2、GB/T 6323.2 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn) (轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角階躍輸入 )
3、GB/T 6323.3 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn) (轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角脈沖輸入 )
4、GB/T 6323.4 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)
5、GB/T 6323.5 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)
6、GB/T 6323.6 －1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)
7、GB/T 6323.12 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 轉(zhuǎn)向盤(pán)中間位置操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)
8、QC/T 480-1999 汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評(píng)價(jià)方法
9、GB/T 12549 汽車操縱穩(wěn)定性術(shù)語(yǔ)及其定義

汽車的操穩(wěn)性是汽車的重要性能之一，不少汽車存在著“高速發(fā)飄”問(wèn)題—在高速時(shí)司機(jī)往往感到難以控制汽車的行駛方向。但有的汽車盡管車速很高，司機(jī)對(duì)汽車行駛卻操縱自如；一般的汽車，行駛車速越高，操穩(wěn)性的問(wèn)題越突出，實(shí)際上有些載重車等在較低車速下（如40kph左右）也會(huì)因?yàn)榉较蚴Э囟斐砂踩鹿?；因此需要設(shè)計(jì)合理試驗(yàn)進(jìn)行不斷調(diào)校來(lái)滿足不管高速還是較低車速下都能有較好的操穩(wěn)性！

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