第十七讲汽车操纵稳定性试验

汽车操纵稳定性试验同济大学汽车实验室

周鋐操纵稳定性试验评价操纵稳定性特点：综合人──汽车──环境，进行研究。具体代表性的试验有以下三种：室内台架试验──测定有关操纵稳定性的基本参量（重心位置、惯性矩、车轮定位）；道路试验──转向特性、蛇行穿杆试验、侧风试验等；主观感觉评价试验──如操纵轻便性等。

同济大学汽车实验室操纵稳定性试验蛇形试验转向瞬态响应试验（方向盘转角阶跃输入）转向瞬态响应试验（方向盘转角脉冲输入）转向回正性能试验(低速回正、高速回正)转向轻便性试验稳态回转试验同济大学汽车实验室基本参量测定同济大学汽车实验室基本参量测定同济大学汽车实验室基本参量测定2.惯性矩测定方法：用两根钢丝绳将汽车吊起，测定其回转摆动周期T,算出惯性矩。具体如下围绕z轴的惯性矩围绕x轴的惯性矩围绕y轴的惯性矩同济大学汽车实验室整车转动惯量测量同济大学汽车实验室整车转动惯量测量测量参数整车的重心;整车的重心高度;整车绕x轴转动惯量;整车绕y轴转动惯量;整车绕z轴转动惯量.同济大学汽车实验室基本参量测定3.悬架参数测定

悬架刚度──用轮胎位置上的弹性常数表示。方法：向汽车车身加载，测出轮胎反力与相对于车身的位移。（为避免引起俯仰振动，需注意前后轴的悬架刚度比要适当）。侧倾刚度方法：车身固定，保持左右轮负荷之和恒定的条件下，使左右轮交互上下移动，由左右轮负荷变化算出侧倾扭矩，由左右轮位移求得侧倾角，两者之比为侧倾刚度。车轮定位──测定车轮外倾角、前束、主销后倾角、轮距等方法：使用专门的车轮定位仪。车轮定位参数影响转向特性、越线响应特性、直线行驶特性（自动回正）和方向盘操纵力。同济大学汽车实验室基本参量测定4.转向系参数测定总传动比和转向几何特性。方法：将转向轮置于车轮定位仪测量盘上，转动方向盘，同时记录方向盘转角、左右车轮转角。转向系刚性特性──方向盘至轮胎间整个系统的扭转刚度。方法：将转向轮固定，测量方向盘转角与扭矩的关系。通常刚性高（大），转向响应快，手感好，刚性低，易引起不足转向。同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验

1.直行稳定性试验

a．直线行驶试验方法一：固定方向盘，以一定的车速行驶一定距离，测其行驶路线偏差量。方法二：以一定车速行驶沿直线行驶，统计驾驶员方向盘上累积校正量。

b．侧风稳定试验方法:在测试路段一侧安放侧风鼓风设备，建立稳态侧风，并且侧风可调其强弱。汽车方向盘固定，以规定的车速在侧风设备旁驶过。同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验测量参数:方向盘转角；横向加速度；横摆角速度；行驶速度；路线偏离量（一定距离后）。注意：测量应包括前20m至后50m范围内的全过程。评价准则:横摆速度和横向加速度的时间里程；进入风段时的横摆加速度；（该值对驾驶员感觉特别敏感）横摆速度的最大值和稳态值；直线行驶偏差量质心标记法.（适用于对比试验，数据较离散）同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验c．通过凸块试验（路面不平感受性试验）方法：地面上设置专门的凸块，汽车方向盘固定，以一定的车速驶过凸块，测定行驶路线偏离量。例：ESV（美国的实验安全车辆）规定：凸块半径r=25mm,驶入角30，2S后偏差30cm同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验2.转弯性能试验a．稳态横摆响应试验（稳态圆周行驶试验）

目的:主要用于定量测定不足转向、中性转向或过多 转向。测量参数:横摆角速度；横向加速度；纵向车速；方 向盘转角（与力矩）；侧倾角；质心侧偏角。试验方法：圆周半径恒定，分级提高车速，作匀速圆周行驶DIN/ISO4138，方向盘转角恒定，分级提高车速作匀速行驶，显然R会改变。横向加速度恒定，分级提高车速，作匀速行驶，调整方向盘转角ESV。同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验

b.不足，过度转向判别试验方法：首先让汽车以最低速沿给定的R圆周上作匀速运行。然后固定方向盘，连续地慢慢增加车速，测定V，（横摆角速度）变化曲线，算出各瞬时R与ay(横向加速度）得出R/R0随ay变化曲线，或由轨迹变化状况作出判断。

(在国家标准中规定R0=15m，一般要求有适当的不足转向。)

同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验3．回正能力试验（ESV）试验方法：（以ESV规定例）汽车以40Km/h和80Km/h作等速圆周行驶。圆的半径大小要使汽车侧向ay=0.4g(0.2g)。达到稳态后，突然完全松开方向盘，汽车将以圆周行驶恢复到直线行驶。评价方法：汽车横摆角速度随时间变化曲线应落在规定的区域内；松开方向盘2秒后，80Km/h时4°/s，40Km/h时，。同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验4．转向操纵力试验a．静态转向操纵力试验反映停车、入库时的操纵力情况b．低速转向操纵力试验用双纽线进行转向轻便性试验

c.蛇形穿杆试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性道路试验同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器1．陀螺仪陀螺效应

当陀螺转子高速转动时，如果未受外力矩作用，其转子轴不会在空间改变方向的现象称之为陀螺效应。陀螺仪的基本特性

陀螺仪为一个安放在内外框架上高速旋转转速约24000转/分~30000转/分的转子。见图。此种装置有两个基本特性：定向性、进动性。同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器定向性——除非受到外力的作用，转子轴线方向将保持不变

进动性——如转子不转，当一个重物挂在内框架上，在重力作用下内框架将沿着挂重物的方向翻转。在转子高速自转时，内框架不再翻转，而外框架绕自己的转动轴线发生转动。同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器陀螺仪在操纵稳定性中的应用同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器同济大学汽车实验室操纵稳定性试验仪器2．测力方向盘测力方向盘可用于汽车方向盘参数的测量，见图。其