汽车操纵稳定性能影响因素及改进措施分析.doc

高等教育自学考试毕业设计（论文）题目：汽车操纵稳定性能影响因素及改进措施分析专业班级： 汽车维修与检测 姓名： 指导教师姓名、职称 ： 所属助学单位： 年 月 日2目 录绪论21 汽车操纵稳定性概述51.1 汽车操纵稳定性定义51.2 汽车操纵稳定性评价指标51.3 不同行驶工况下对操纵稳定性的要求72.1转向系对操纵稳定性的影响102.1.1转向器的影响102.1.2 转向传动机构的影响102.1.3 转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系102.2 传动系对汽车操纵稳定性的影响112.2.1 地面切向反作用力与“不足一过多转向特性”的关系112.3 行驶系对汽车操纵稳定性的影响122.4 制动系对汽车操纵稳定性的影响142.5 气动力的影响143提高汽车操纵稳定性的方法16结论18致谢19摘 要本文主要分析了影响汽车操纵稳定性的影响因素，介绍了操纵稳定性评价的研究过程及针对汽车操纵稳定性能影响因素的改进措施分析及其有待继续研究的问题。关键词：汽车操纵稳定性；影响因素；改进措施20绪论1 课题研究的意义根据路面的交通情况，汽车有时直线行驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况时，驾驶员还要做出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车在行驶中还不断受到地面不平和大风等外界因素的干扰。为此，汽车应具备良好的操纵稳定性。在实际中，从驾驶员感性的角度描述，操纵稳定性不好的汽车通常有以下几类表现： （1）“飘”。有时驾驶员并未发出指令，而汽车白己不断改变方向；（2）“晃”。驾驶员给出稳定的转向指令，但汽车却左右摇摆，行驶方问难于稳定。汽车在受到路面不平或忽然阵风的扰动时，也会出现这种感觉；（3）“反应迟饨”，驾驶员己经发出指令相当长的时间，但汽车还没有反应或转向过程完成太慢； （4）“丧失路感”。正常汽车的转弯程度会通过方向盘在驾驶员的于上产生相应的感觉。有些操纵性能不好的汽车，特别是在高速或转向剧烈的时候会丧失这种感觉。这会增加驾驶员的操纵困难或影响驾驶员做出正确的判断；（5)“失去控制”。某些汽车在车速超过一个临界值后或向心加速度超过定值之后，驾驶员已经完全不能控制其方向。 随着道路的改善，特别是高速公路的发展，不仅轿车，连货车以100 km/h车速行驶的情况也是常见的，而许多汽车设计时速更超过200 km/h。随着汽车速度的不断提高。汽车操纵稳定性的问题就显得更加突出。操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，被称之为“高速汽车的生命线”。所以，汽车操纵稳定性的研究日益受到重视，成为现代汽车研究中最重要的课题之一。汽车控制是靠驾驶员对转向系统的操纵而进行的，在一般的操纵条件下能够达到要求，但汽车处于恶劣工作状态或紧急状况时，汽车的控制往往比较困难，而绝大多数交通事故就发生在这种非理想的驾驶状况下，所以在这些工况下增加辅助控制以提高汽车操纵性、稳定性是十分必要的。 2 操纵稳定性研究的概况操纵稳定性研究的早期，一般采用经典力学分析方法，进行一些简单、局部的校核计算，不能对车辆的整体性能进行评价和分析，不能对汽车设计提供直接的指导。后来发展了一些基于简化模型和经验模型的计算与仿真，将汽车作为一个完整的控制系统进行分析研究，得到了一些对操纵稳定性规律的重要认识。但是， 由于模型过于简单，不能直接针对设计参数进行分析和优化。随着仿真技术的不断发展以及仿真软件的不断成熟，操纵稳定性也更多地采用比较成熟的计算机仿真理论和高性能的仿真软件进行分析研究，同时与计算机辅助设计软件相结合直接指导和参与汽车设计参数的设计和优化。这种设计方法已经在国外汽车设计领域得到了比较广泛的应用，国内也开始了这方面的研究，并逐步推向实用化。在采用计算机仿真之前，首先要建立汽车的整车动力学模型。组成汽车动力学系统的元件有轮胎、悬架、转向系统等，它们都明显具有非线性特性。因此，所建立的模型也应该包括这些元件的非线性特性，整车模型应该是一多体动力学模型。同时，驾驶员特性对操稳性也有较大的影响，必需建立一定的驾驶员模型，将人一车一路作为一闭环系统进行研究。驾驶员模型现在一般采用最优预瞄模型。国内己在整车简化模型的基础之上进行了一些驾驶员模型在整车跟随特性中的影响的研究；国外是将描述整车系统的动力学仿真软件加上驾驶员特性的控制计算机仿真软件结合起来，从而得到人一车一路闭环系统的仿真模型。近年来，随着多体动力学的诞生和发展，汽车建模方法出现了新的改变。由于对汽车模型的精确度要求越来越高，大型的多体系统动力学方程推导十分困难，因而通用的多体仿真软件(如ADAMS等)逐渐被应用。应用多体仿真软件建模将使汽车每一部件看作是刚性体或弹性体，他们的连接是通过各种约束来描述，多体动力学软件自动生成运动和动力学方程，并利用软件内部的数学求解器准确的求解。然而，多体模型包含的部件较多，有些参数难以测量，因而不能从整体上保证系统的准确性；另外，复杂的模型在计算机上求解时运行较慢，使得仿真运算有一定困难。仿真技术领域里不断出现诸如人工神经网络、最优控制、模糊控制、虚拟现实等新技术，这些新技术逐步应用到操纵稳定性研究中必将给操稳性研究带来质的飞跃。在汽车操纵稳定性建模中，存在许多非线性环节，利用人工神经网络技术，结合实验数据进行建模，则可更好地模拟实际汽车，更好地掌握操纵稳定性规律。采用人工神经网络建立的轮胎力学模型，可以比较精确地反映轮胎侧偏特性，大大提高建模精度;利用人工神经网络建立驾驶员模型，可采用不同时刻、不同距离的汽车运动轨迹与预期轨迹的误差值作为输入，输出前轮转角，这可使操纵稳定性仿真结果更接近于实际行驶试验。采用最优控制领域涌现的新寻优方法如遗传算法及人工神经网络设计的主动悬架，可以获得不同工况下悬架系统控制力的最优值;利用最优控制、模糊控制或模糊神经网络设计的汽车制动防抱死(ABS)系统，可使汽车制动时的制动效能及方向稳定性能获得极大的改善。利用虚拟现实技术可实现汽车操纵稳定性分析结果的可视化，可进行不同道路工况下整车操纵性能及驾驶员反应的研究，以及驾驶员训练等等。综上，随着仿真技术自身的不断发展，随着仿真技术不断渗透到操纵稳定性研究之中，必将使得建立的整车模型更逼近实车、且仿真结果、性能分析、指标评价具有更好的实用性。3 课题的研究内容 (1) 汽车操纵稳定性能影响因素；(2)针对汽车操纵稳定性能影响因素的改进措施。1 汽车操纵稳定性概述 1.1 汽车操纵稳定性定义汽车操纵稳定性，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。汽车的操纵稳定性包含相互联系的两个部分，一是操纵性，二是稳定性。操纵性是指汽车能够确切地响应驾驶员转向指令的能力，稳定性是指汽车受到外界挠动（路面挠动或突然阵风挠动） 后恢复原来运动状态的能力。两者很难断然分开，稳定性好坏直接影响操纵性的好坏，因此通常只统称为操纵稳定性。汽车的操纵稳定性直接影响汽车驾驶的操纵方便度汽车行驶速度的提高汽车动力性的发挥和汽车运输生产率的提高，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能。影响汽车操纵稳定性的原因有许多，而主要原因是在行驶系、转向系及制动系等方面。在汽车操纵稳定性的研究中，常把汽车作为一控制系统，求出汽车曲线行驶的时域响应与频域响应，并以它们来表征汽车的操纵稳定性能。 汽车曲线行驶定的时域响应指汽车在转向盘输入或外界侧向干扰输入下的侧向运动响应。转向盘输入有两种形式：给转向盘作用一个角位移，称为角位移输入，简称角输入；给转向盘作用一个力矩，称为力矩输入，简称力输入。驾驶员在实际驾驶车辆时，对转向盘的这两种输入是同时加入的。外界侧向干扰输入主要是指侧向风与路面不平产生的侧向力。 回正性-一种转向盘力输入下的时域响应。1.2 汽车操纵稳定性评价指标汽车的操纵稳定涉及的问题较为广泛，需要用较多的物理参量从几个方面来评价。表1-1给出了汽车操纵稳定性的基本内容及其评价用的物理参量。表1-1汽车操纵稳定性的基本内容和评价所用物理参量基本内容评价用物理参量1.方向盘角阶跃下进入的稳态响应转向特性，方向盘阶跃输入下的瞬态响应稳态横摆角速度转向灵敏度、反应时间、横摆角速度波动的无阻尼圆频率、共振峰频率、共振时振幅比、相位滞后、稳态增益2.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、稳态增益3.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4.转向半径最小转向半径5.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6.直线行驶性侧向风稳定性路面不平度稳定性侧向偏移7.典型行驶性能蛇行性能移线性能方向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速8.极限行驶能力圆周行驶极限侧向加速度9.抗侧翻能力发生侧滑的控制性能极限侧向加速度极限速度回至原来路径所需时间表1-1中的转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应及转向盘角阶跃输入下的瞬态响应，就是表征汽车操纵稳定性的转向盘角位移输入下的时域响应。回正性是一种转向盘力输入下的时域响应. 横摆角速度频率响应特性-转向盘转角正弦输入下，频率由0时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化图形。-另一个重要的表征汽车操纵稳定性的基础特性。 转向盘中间位置操纵稳定性-转向盘小转角、低频正弦输入下汽车高速行驶时的操纵稳定性。 转向半径-评价汽车机动灵活性的物理参量。转向轻便性-评价转动转向盘轻便程度的特性。 汽车的直线行驶性能-评价汽车操纵稳定性的另一个重要方面。其中，侧向风稳定性与路面不平度稳定性-汽车直线行驶时在外界侧向干扰输入下的时域响应。典型行驶工况性能(Task Performance) -汽车通过某种模拟典型驾驶操作的通道的性能。它们能更如实地反映汽车的操纵稳定性。极限行驶性能-汽车在处于正常行驶与异常危险运动之间的运动状态下的特性。它表明了汽车安全行驶的极限性能。1.3 不同行驶工况下对操纵稳定性的要求 在低车速、低侧向加速度行驶工况下，汽车应具有适度的转向盘力与转向盘总回转角，还应有良好的回正性能。由于考虑到高速行驶时汽车应具有较大的转向灵敏度，转向系总传动比不宜过大。但总传动比不够大，会带来低速行驶时转向盘力过于沉重的问题，这可以通过选装合适的动力转向器来解决。在高车速、转向盘小转角、低侧向加速度范围内，汽车应具有良好的横摆角速度频率特性、直线行驶能力与回正性能。汽车还应有良好的转向盘力特性。 转向盘力的大小要适度，特别是随着车速的提高，转向盘力不宜过轻而要保持一定的数值；为了给驾驶者以良好的路感，在小侧向加速度范围内(0O.1g)，应有恰当的“转向盘力随汽车侧向加速度的变化率。” 驾驶中开车人应能方便、清晰地判断转向盘(直线行驶时)的中间位置。转向系还应能适度地隔断路面不平整的干扰。在以中、高侧向加速度作曲线行驶时，汽车的侧向加速度、轮胎地面侧向反作用力以及轮胎的附着等情况，主要是靠转向盘(反作用)力传递的。所以，有人认为转向盘力最好与侧向加速度有线性关系，如图5-58中的a线。 在高侧向加速度区域中，若转向盘力增长过快，如图5-58中b线，将使驾驶者感到转向盘力过于沉重。一般装有动力转向器的转向盘力特性如曲线c。图5-58中的曲线d，0.5g时即达到最大值，在高侧向加速度时有所下降，会使驾驶者有转向盘力消失的感觉。1.4 汽车操纵稳定性的评价对于汽车操纵稳定性评，在60 年代以前基本上都是用开环评价方法；70年代初期，人们用系统工程学方法探索操纵性评价方法：70 年代中期以后，利用驾驶员对汽车直线行驶性能、转弯行驶性能和转向轻便性等特性的感觉，进行主观评价：主观评价不仅要考虑汽车本身的特性，还要考虑人的行为特性、对道路跟踪的要求。80年代初，从理论和实验两个方面着手，重新开始深入地研究驾驶员一车辆道路闭环系统；90年代以来，郭孔辉教授提出了各个单项总方差评价指标及闭环系统主动安全性的综合评价与优化设计方法。人汽车闭路系统 汽车的时域响应只是把汽车作为开路控制系统的控制特性。它们完全取决于汽车的结构与参数，是汽车本身固有的特性。汽车作为开路系统的时域响应可以通过建立数学模型进行理论分析，也可以使用测试设备在试验中客观地进行测量。 操纵稳定性的研究对象应该是把驾驶者与汽车作为统一整体的人汽车系统（闭路系统）。 在人汽车系统中，通过驾驶者把系统的输出参数反馈到输入控制中去。人汽车系统的操纵稳定性只能在已具有实际车辆的条件下通过试验求得，客观性及再现性就不如开路系统汽车的时域响应好。目前还不能做到通过理论分析与计算来进行准确的预测。在产品开发阶段，广泛应用的理论分析对象仍然只能是开路系统汽车的时域响应。试验中的性能评价有主观评价和客观评价两种方法。 客观评价法-通过测试仪器测出表征性能的物理量如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。 主观评价法-感觉评价，其方法是让试验评价人员根据试验时自己的感觉来进行评价。并按规定的项目和评分办法进行评分。研究汽车本身特性的开路系统只采用客观评价法。研究人汽车闭路系统的试验常同时采用客观评价与主观评价两种方法。主观评价法始终是操纵稳定性的最终评价方法。 较为常见的是先由人的感觉发现问题，然后用仪器来进行计测。主观评价也有缺点：它受到评价者个人主观因素的影响，不同评价者可能给出差别较大的评价结果；一般情况下，它不能给出“汽车性能”与“汽车结构”二者之间有何种联系的信息。开路系统客观评价试验可以指出改变汽车结构及结构参数以提高性能的具体途径（通过理论分析确定评价指标与汽车结构参数的函数关系）。2 汽车操纵稳定性的影响因素汽车操纵稳定性受转向系统、传动系、行驶系、转向系、悬架、制动系等多方面的影响。2.1转向系对操纵稳定性的影响转向系是汽车重要组成部分，对保证汽车稳定行驶起非常重要的作用。2.1.1转向器的影响 汽车行驶时，驾驶员对汽车行驶方向的改变是通过操纵方向盘来实现的，转向盘的性能直接影响汽车的操纵性。转向器常见的故障有游隙过大和转向沉重。转向器游隙过大会造成前轮摆头现象。转向器游隙过大的原因是：转向器蜗杆轴上下轴承间隙过大；摆臂轴上的双销与蜗杆啮合间隙过大：转向垂臂轴紧固螺栓松动。转向沉重会使操纵系统不易控制。造成转向沉重的原因是：转向器缺油；转向轴因弯曲或轴管瘪而互相碰擦；转向摇臂轴与衬套配合间隙过小；蜗杆与滚轮传动副啮合间隙过小；转向器蜗杆上下轴承调整过紧或轴承损坏。2.1.2 转向传动机构的影响 转向传动机构是将转向器传来的力经该机构传向车轮，并使左右转向轮同时朝一个方向偏转一个角度，以保证实现汽车转向。转向传动机构由转向垂臂、转向纵拉杆、转向节臂、梯形臂、转向横拉杆及球头销等组成。传动机构出现故障会使汽车失去控制，造成交通事故。常见的故障有：转向拉杆球头销装配不适( 过紧或松旷) 、转向节主销与衬套配合不符合标准、转向节止推轴承间隙不符合标准；间隙过大会导致汽车中速摆头，而配合过紧或缺油会使汽车转向沉重。2.1.3 转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系2.1.3.1 侧倾时转向系统与悬架的运动干涉车厢侧倾时，若非独立悬架汽车的转向系与悬架在运动学上关系不协调，将引起转向车轮干涉转向。这种干涉转向在汽车直线行驶中车厢与车桥发生相对运动时，会引起前轮转动而影响甚至损害汽车的操纵性。因此，一般认为干涉转向量应尽量小一点。图561所示为一种纵置半椭圆板簧前悬架与转向系布置简图。当板簧发生变形时，车轮相对于车架有上下方向的运动，转向节上的球销c作为前轴上一点绕O2点摆动，其运动轨迹为bb；但c又与纵拉杆相连，这样c将绕转向机垂臂下端球关节O1摆动，运动轨迹为aa弧。c点不能同时满足这两个运动要求，于是转向节将相对主销发生转动，以满足c点沿aa弧的运动。 从俯视图可以看出，当前轮向上运动时，c点向前移，转向节绕主销向左转。当这辆车向右转时，车身向外倾斜，侧板簧受压缩，车轮与车架距离减小，使车轮向左转，增加了汽车的不足转向量。这种现象 称为侧倾干涉不足转向。当这种不协调导致过多转向时，称为侧倾干涉过多转向。现代平头驾驶室的货车，板簧的固定吊耳在前面，转向机也装在前面，侧倾干涉量是很小的。2.1.3.2 转向系刚度与转向车轮的变形转向由转向盘至转向车轮之间，包括转向机、转向杆系与转向机固定处在内的刚度，称为转向系(角)刚度。前转向车轮的理论转向角应等于输入的转向盘转角除以转向系总传动比。转向车轮变形转向角等于回正力矩除以转向系刚度。前转向轮的实际转向角等于理论转向角与变形转向角之差。 在一定转向盘转角下，转向系刚度低，前转向轮的变形转向角大，增加了汽车的不足转向趋势；若刚度大，则不足转向趋势小。实际上，转向系的变形转向要比悬架的变形转向大许多，转向系的刚度不够高时，会产生过大的不足转向量。不能只从稳态响应的角度来考虑转向系刚度。为了全面满足操纵稳定性的要求，特别是为了获得轿车在高速行驶时的“良好路感”，转向系的刚度应高些为好，尤其是转向盘中间位置小转角范围内应有尽可能高的刚度。2.2 传动系对汽车操纵稳定性的影响2.2.1 地面切向反作用力与“不足一过多转向特性”的关系下面以前驱动汽车为例，从几个主要方面说明驱动力对“不足-过多转向特性”的影响。 （1)当汽车在弯道上以大驱动力加速行驶时，前轴垂直载荷明显减轻，后轴垂直载荷相应增加。一般载荷范围内，轮胎侧偏刚度是随载荷的增大、减少而增减的，因此，加速时前轴侧偏角增加，后轴侧偏角减小，汽车有增加不足转向的趋势。（2)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。因此，节气门开大汽车在弯道上加速行驶时，为了提供要求的侧偏力，前轮侧偏角必然增大。这是前驱动汽车有不足转向趋势的另一个原因。（3)前轮受半轴驱动转矩的影响会产生不足变形转向，增加了前驱动汽车不足转向的趋势。（4)随着驱动力的增加，轮胎回正力矩常亦有所增大，这也增加了不足转向趋势。 综上所述，驱动力的作用是增加前驱动汽车的不足转向趋势。 当用发动机进行制动时，上述1、3、4项的影响将使汽车有增加过多转向的趋势。正是因此缘故，大功率的前驱动汽车在大油门加速中若突然松开油门踏板，汽车的转向特性会发生明显的变化，甚至成为过多转向。因此，汽车会发生出乎意料的突然驶向弯道内侧的“卷入”现象。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，加上其他因素的综合影响，后驱动汽车也常有卷入”现象。 2.3 行驶系对汽车操纵稳定性的影响前轮定位参数、后悬架结构参数及横向稳定杆对汽车操纵稳定性的影响都有影响。前轮定位参数包括：前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角和前轮前束。 前轮外倾角指前轮中心线与地面垂直线所成的夹角。前轮外倾角一般在1-2.5度，它的作用主要是当汽车行驶时，将轮毂压向内轴承，而减轻外端较小的轴承载荷，同时，可以防止因前轴变形和主销孔与主销间隙过大引起前轮内倾，减轻轮胎着地与主销轴线与地面交点间的距离，从而使转向轻便。主销后倾角是指主销轴线与前轮中心的垂线之间形成的夹角。 主销后倾角对汽车操纵稳定性的影响主要通过“后倾拖距”使地面侧向力对轮胎产生一个回正力矩，该力矩产生一个与轮胎侧偏角相似的附加转向角，它与侧向力成正比，使汽车趋于增加不足转向，有利于改善汽车的稳态转向特性。若主销后倾角减小，使得回正力矩变小，当地面对转向轮的干扰力矩大于转向轮的回正力矩时，就会产生摆振。 主销内倾角是指主销轴线与地面垂线之间形成的夹角。主销内倾角对操纵稳定性的影响，主要也是回正力矩，它是在前轮转动时将车身抬高，由于系统位能的提高而产生的前轮回正力矩，它与侧向力无关。因此可以说，主销内倾角主要在低速时起回正作用，“后倾拖距”主要在高速时起回正作用。前悬架导向机构的几何参数决定前轮定位参数的变化趋势和变化率。在车轮跳动时，外倾角的变化包括由车身侧倾产生的车轮外倾变化和车轮相对车身的跳动而引起的外倾变化两部分。在双横臂独立悬架中，前一种变化使车轮向车身侧倾的方向倾斜，即外倾角增大，结果使轮胎侧偏刚度变小，因而使整车不足转向效果加大；后一种变化取决于悬架上、下臂运动的几何关系，在双横臂结构中，往往是外倾角随弹簧压缩行程的增大而减小，这种变化与车身侧倾引起的外倾角变化相反，会产生过度转向趋势。后悬架结构参数对汽车操纵稳定性的影响，近似于前悬架的“干涉转向”。它是在汽车转向时，由于车身侧倾导致独立悬架的左右车轮相对车身的距离发生变化，外侧车轮上跳，与车身的距离缩短，内侧车轮下拉，与车身的距离加大。悬架的结构参数不同，车轮上下跳动时，车轮前束角的变化规律也必然会不同。前轮前束指汽车转向的前端向内收使两前轮的前端距离小于后端距离。两车轮前后的距离之差，称为前束值，一般不大于8-12mm，其作用是消除由于前轮外倾使车轮滚动时向外分开，引起车轮滚动时边滚边拖的现象，引导前轮沿直线行驶。主销内倾角与后倾角由结构上保证，在调整时难以改变。调整时主要调整前轮外倾及前轮前束。前外倾随负荷的变化而变化。当车辆转向时，在离心力作用下，车身向外倾斜，外轮悬架处于压缩状态，车轮外倾角逐渐减小向负外倾变化；内轮悬架处于伸张状态，使得本来对道路向负外倾变化的外倾角减弱。从而提高车轮承受侧向力的能力，使汽车转向时稳定性大为提高。前轮前束不可过大，若前束过大，会使车轮外倾角、主销后倾角变小，会使前轮出现摆头现象，行驶中有蛇行，转向操作不稳。横向稳定杆常用来提高悬架的侧倾角刚度，或是调整前、后悬架侧倾角刚度的比值。在汽车转弯时，它可以防止车身产生很大的横向侧倾和横向角振动，以保证汽车具有良好的行驶稳定性。提高横向稳定杆的刚度后，前悬架的侧倾角刚度增加，转向时左右轮荷变化加大，前轴的每个车轮的平均侧偏刚度减小，汽车不足转向量有所增加。前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于提高汽车的不足转向性，并能改善汽车的蛇行行驶性能。 轮胎的影响 轮胎是影响汽车操纵稳定性的一个重要因素，增大轮胎的载荷能力，特别是后轮胎的载荷能力，例如加大轮胎尺寸或提高层级，或者后轮由单胎改为双胎，都会改善汽车的稳态转向特性。改变后轮胎的外倾角，也可以改善汽车的操纵稳定性，这是因为后轮胎的负外倾角可以增加后轮胎的侧偏刚度，从而减小过多转向度。 前轴或车架变形导致汽车操纵失稳由于车架是汽车的基础，它的变形会直接影响各部件的连接及配合，从而直接影响操纵稳定性。如果汽车前轴变形，就会改变主销孔的轴线位置，使主销内倾角变大，则外倾角变小，反之，内倾角变小，外倾角变大，从而行驶时会产生转向沉重，磨胎和无自动回正的能力。 悬架和减振器的影响悬架的作用是把车架与汽车前后桥连接在一起，并使车轮在行驶中所承受的冲击力不直接到车架，以免引起车身的剧烈震动而加速机件的损坏。减振器的作用是当钢板弹簧变形时，能迅速消减其震动，使汽车平稳行驶。如果悬架出现故障，如钢板弹簧刚度不一，减震器失效，则会出现前轮摆头或行驶跑偏，严重影响操纵稳定性。例如，一辆货车，在公路上 型行驶，检查发现前悬架右螺旋弹簧变软。2.4 制动系对汽车操纵稳定性的影响 制动系对汽车操纵性影响非常大，如制动鼓失圆，产生的离心力随车轮转速的提高而急剧增大，从而使汽车高速摆振；而制动盘端面圆跳动过大时，随着汽车的行驶，制动块周期性碰制动盘，使制动盘振动，且其振动频率随车速的增加而提高。当制动盘的振动频率与悬架转向系的固有频率相符时，转向盘发生严重抖动。如一辆货车，已行驶了1.5万公里，发现有高速摆头现象，踩下制动踏板后有左右打手现象。检查轮辋不偏摆，车轮动平衡也正常，顶起前桥从检查孔中发现制动鼓失圆，更换制动鼓和制动蹄片后，故障消失。 制动间隙不合适，会使汽车制动时发生跑偏，汽车向制动间隙小的一侧跑偏，从而影响操纵稳定性。 前后车轮抱死的次序对操稳性的影响紧急制动时，如果汽车后轮制动抱死，汽车后轴将产生严重侧滑，失去操纵稳定性，而前轮抱死，汽车又失去转向能力。因此，汽车应安装制动防抱死装置+,，若无+,，尽量采用点刹制动，效果更好。2.5 气动力的影响 汽车在低速行驶时，往往只须考虑所受的地面阻力，而所受的气动力常常可忽略。但在高速行驶时，气动力对操纵稳定性的影响变得极为重要，特别是侧向气动力的影响。空气的侧向推力与空气的横摆力矩作用于高速行驶的汽车车身上，使汽车各轮的负荷、轮胎的侧偏特性和车身的侧偏角都发生了变化，从而对汽车的操纵稳定性产生不可忽视的影响。 4 提高汽车操纵稳定性的方法 过去一直只限于改进轮胎、悬架、转向与传动系来（被动地）提高汽车固有的操纵稳定性。20世纪80年代中叶以来，随着支持控制系统的计算机与传感器、执行机构的迅速发展，各汽车公司陆续开发生产了多种显著改善操纵稳定性的电子控制系统。不断开发出价格更低廉、性能更优良的电子控制系统，已是当前提高操纵稳定性的一条重要途径。4.1 四轮转向系统(Four Wheel Steering system，缩写为4WS)4WS汽车转弯行驶时，后两轮也随着前两轮有相应的转向运动。 一般两轮转向汽车(2WS)在中、高速作圆周行驶时，车身后部甩出一点，车身以稍稍横着一点的姿态作曲线运动，增加了驾驶者在判断与操作上的困难。电控4WS汽车的质心侧偏角总接近于零，车厢与行驶轨迹方向一致，汽车自然流畅地作曲线运动，驾驶者能方便地判断与操作，显著地改善了操纵稳定性。 4.2 车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Control System，缩写为VSC)VSC由下面各部分构成：（1）用于向各个车轮施加制动的执行机构（2）用于控制驱动力的节气门执行机构与节气门传感器（3）轮速传感器（4）横摆角速度传感器（5）侧向、纵向加速度传感器（6）转向角传感器（7）制动主缸压力传感器（8）进行程序计算的ECU 。 车辆稳定性控制系统是以ABS为基础发展而成的。系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。它利用左、右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象，如在弯道行驶中因前轴侧滑而失去路径跟踪能力的驶出(Drift Out)现象及后轴侧滑甩尾而失去稳定性的激转(Spin)现象等危险工况。4.3 电子稳定程序系统(Electric Stability Program)简称ESP沃尔沃称其为DSTC，宝马称其为DSC，凌志称其为VSC。汽车紧急避障或转弯制动时，该系统通过改变车轮切向力，使车辆克服偏离正常路径的倾向。二通道系统，自动向两个前轮施加制动力。三通道系统，向两个前轮施加独立制动力，向两后轮施加非独立制动力。四通道系统，自动向四个车轮独立施加制动ESP的三大特点:（1）实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。（2）主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。（3）事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。ABS(防抱死系统)功能是防抱死。它是对所控制的车轮孤地工作。如果汽车的两侧车轮在不同的路面行驶(例如右侧车轮在冰上，左侧在干路上) ，右侧附着力小，ABS就会启动，而左侧不会启动，这时两侧的制动力不同，汽车会侧滑。4.4 EBD（电子制动力分配系统）EBD（电子制动力分配系统）的功能是综合控制4