汽車操縱穩(wěn)定性的主觀客觀影響因素

于曉燕，楊世文

（中北大學(xué)，山西 太原 030051）

汽車操縱穩(wěn)定性的主觀客觀影響因素

于曉燕，楊世文

（中北大學(xué)，山西 太原 030051）

研究分析了一些對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的主觀和客觀因素，為改善汽車操縱穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。

操縱穩(wěn)定性；主客觀影響因素

CLC NO.:U463Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-74-02

前言

汽車的操縱穩(wěn)定性是指汽車在行車的過(guò)程中能按照駕駛員給定的行駛軌跡正常行駛并抵抗外界干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車的操縱穩(wěn)定性對(duì)汽車的安全行駛有著非常重要的意義，而且是決定高速汽車安全行駛的一個(gè)主要性能,所以被稱之為“ 高速車輛的生命線”。 它受著多方面因素的影響，其中包括汽車本身可操縱性的影響，駕駛員的操作及其行駛環(huán)境的影響。而這些因素又會(huì)相互影響相互制約，例如，在汽車遇到路面突發(fā)狀況時(shí)，優(yōu)秀的駕駛員就會(huì)作出準(zhǔn)確快速的判斷，在遇到突發(fā)狀況做出快速準(zhǔn)確的反應(yīng)，可以減少側(cè)傾和側(cè)滑進(jìn)而減少交通事故；而汽車自身的操作性能也會(huì)影響駕駛員的操作，若對(duì)于駕駛員作出的緊急指令，汽車響應(yīng)緩慢或者難以操作，就會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的后果。所以在行駛環(huán)境是不定和未知的情況下，汽車本身的操縱性和駕駛員對(duì)汽車操作穩(wěn)定性的主觀影響顯得尤為重要和關(guān)鍵。

1、汽車操縱穩(wěn)定性的影響因素

1.1 汽車操縱穩(wěn)定性的主觀影響

在操縱穩(wěn)定性的研究中，已將人車作為一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行整體研究，這樣能更加系統(tǒng)全面地改善和提升人在操縱汽車時(shí)的易操作性。駕駛員的非專業(yè)化和車輛的密集趨勢(shì)更加考驗(yàn)駕駛員在遇到突發(fā)狀況做出的快速準(zhǔn)確的反應(yīng)。所以有著專業(yè)嫻熟的駕駛技術(shù)，快速的反應(yīng)能力，敏捷的動(dòng)作，清晰的頭腦，好的身體素質(zhì)的駕駛員，在如今有著社會(huì)主義特色的中國(guó)行駛環(huán)境中顯得尤為重要。

1.2 橫向穩(wěn)定桿剛度對(duì)汽車操作穩(wěn)定性的影響

汽車橫向穩(wěn)定桿作為懸架結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要調(diào)

節(jié)件，對(duì)整車的操縱穩(wěn)定性有著重要的影響。橫向穩(wěn)定桿是一種特殊的彈簧，它把左右車輪連接在一起，當(dāng)左右車輪同等幅度跳動(dòng)時(shí)，橫向穩(wěn)定桿不起作用；只有左右車輪有垂向的相對(duì)位移時(shí)，穩(wěn)定桿才起到彈性元件的作用。因此在穩(wěn)定桿剛度的選擇上要恰當(dāng)，這樣可以汽車可以獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向特性。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和司機(jī)的主觀操控評(píng)價(jià)[3]，裝23mm的后穩(wěn)定桿在車輛緊急變線時(shí)，后輪轉(zhuǎn)向柔和無(wú)明顯側(cè)滑和甩尾，整體感覺(jué)良好。

1.3 懸架的K&C特性對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響

懸架K&C分析時(shí)需要考慮如跳動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)、側(cè)傾等各種試驗(yàn)工況，以研究懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，為了使汽車具有合適的不足轉(zhuǎn)向特性，前懸架外側(cè)車輪應(yīng)具有增大正前束的變化趨勢(shì)，而后懸架外側(cè)車輪也應(yīng)具有增大正前束的變化趨勢(shì)。在汽車的設(shè)計(jì)階段，通過(guò)懸架K&C分析，可以為性能改進(jìn)和樣件試制提供仿真依據(jù)，進(jìn)而縮短試驗(yàn)周期、節(jié)約試驗(yàn)費(fèi)用。

1.4 轉(zhuǎn)向速度對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響

在以往的研究中，轉(zhuǎn)向速度的大小對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響往往被人們忽略。近年來(lái)，通過(guò)汽車工作者不斷試驗(yàn)和研究發(fā)現(xiàn)，汽車的橫擺角速度、側(cè)向加速度和車身側(cè)傾角等響應(yīng)特性會(huì)隨著轉(zhuǎn)向角輸入即轉(zhuǎn)向速度的大小而受影響。轉(zhuǎn)向速度對(duì)汽車前輪轉(zhuǎn)角輸入的響應(yīng)有一定的影響，但對(duì)不同輸入的影響不同；轉(zhuǎn)向速度在一定范圍內(nèi)對(duì)汽車側(cè)向加速度、橫擺角速度和車身側(cè)傾角有明顯的影響；正常轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向速度的變化對(duì)汽車的動(dòng)力學(xué)特性有較大的影響。

1.5 車輪側(cè)偏剛度對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響

輪胎應(yīng)該有較高的側(cè)偏剛度，以保證其良好的操縱穩(wěn)定性。研究表明尺寸大的高寬比小的相對(duì)有較高的側(cè)偏剛度（高度比是以百分?jǐn)?shù)表示的輪胎斷面高H與輪胎斷面寬B之比為100%），經(jīng)研究試驗(yàn)證明高度比為60%的60系列輪胎的側(cè)偏剛度有較大幅度的提高[1]。隨著垂直載荷的增大，輪胎的側(cè)偏剛度也會(huì)加大。另外輪胎氣壓的增大，側(cè)偏剛度也會(huì)加大，但氣壓過(guò)高側(cè)偏高度不再增大。

1.6 傳動(dòng)系和電子控制系統(tǒng)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，地面的切向反作用力在改善汽車在極限工況下操縱穩(wěn)定性有著不可忽視的影響。首先，總制動(dòng)力即ABS用來(lái)抑制過(guò)大的制動(dòng)力，以保證最佳的滑動(dòng)率，提高和改善制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性；很多汽車也會(huì)采用限制總驅(qū)動(dòng)力的TCS，以提高驅(qū)動(dòng)時(shí)汽車的穩(wěn)定性。其次，日本公司研制的中性轉(zhuǎn)向的電子控制前后驅(qū)動(dòng)力分配系統(tǒng)使得駕駛員較易判斷行駛路徑，提高操作穩(wěn)定性。最后，近年來(lái)已研發(fā)出的改變內(nèi)，外側(cè)驅(qū)動(dòng)力分配比例的新傳動(dòng)系，如DYCS。而通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，充分利用后軸多余的附著條件，直接橫擺力偶矩控制方法可以改善汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的行駛能力，從而進(jìn)一步提高汽車的操縱穩(wěn)定性。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)都可以提高汽車的操縱穩(wěn)定性。

2、小結(jié)

本文研究分析一些影響汽車操縱穩(wěn)定性的主客觀因素，并且指出可提高和改善穩(wěn)定性的方法和結(jié)論，在一定程度上，對(duì)駕駛員的實(shí)際行駛操縱有重要的理論意義。

[1] 余志生.汽車?yán)碚? [M] .北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.

[2] 劉喜東,劉應(yīng)東. 考慮轉(zhuǎn)向速度的汽車操縱穩(wěn)定性分析[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2011，7（10）：3901-095.

[3] 潘筱,王玉民.橫向穩(wěn)定桿剛度對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響[J].

[4] 郭孔輝,汽車操縱動(dòng)力學(xué).長(zhǎng)春: 吉林科學(xué)技術(shù)出版社,11.

Vehicle handling stability of the subjective objective factors

Yu Xiaoyan,Yang Shiwen
(The North University of China, Shanxi Taiyuan 030051)

Study analyzed some impact on vehicle handling stability of the subjective and objective factors, and provide theoretical basis for improving vehicle handling stability.

Handling and stability; Subjective and objective factors

U463

A

1671-7988(2014)03-74-02

于曉燕，碩士研究生，就讀于中北大學(xué)車輛工程專業(yè)，研究方向汽車的操縱穩(wěn)定性。