關(guān)于影響汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的探討

宋廣震

（中航黑豹股份有限公司，山東 威海264400）

關(guān)于影響汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的探討

宋廣震

（中航黑豹股份有限公司，山東 威海264400）

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)的數(shù)量日益增多，有效提升汽車(chē)的主動(dòng)安全性能，保證其操縱穩(wěn)定性是非常必要的，作為汽車(chē)操縱穩(wěn)定性中的重要組成部分，保證其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性是非常必要的，本文就主要結(jié)合汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀，對(duì)影響其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的相關(guān)因素予以簡(jiǎn)單分析研究。

汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性；影響因素；探討

當(dāng)今社會(huì)，汽車(chē)已經(jīng)成為與人類(lèi)的出行聯(lián)系最為密切的交通工具，在社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用，在汽車(chē)行駛過(guò)程中，保持其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，確保行駛安全是非常關(guān)鍵的，本文就主要針對(duì)此予以簡(jiǎn)單分析研究。

1 車(chē)輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性研究的意義

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)運(yùn)輸業(yè)取得了巨大的發(fā)展，隨著汽車(chē)數(shù)量及速度的提升，每年由于交通事故導(dǎo)致的人員死傷率也非常的大，因此，減少交通事故的發(fā)生率、提升車(chē)輛運(yùn)行的安全性能非常的必要。隨著各項(xiàng)研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，影響汽車(chē)主動(dòng)安全性的一個(gè)重要指標(biāo)就是汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，作為汽車(chē)操縱穩(wěn)定性中的重要組成部分，汽車(chē)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性對(duì)于提升汽車(chē)的主動(dòng)安全性具有非常重要的作用，所以，加強(qiáng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的研究非常的必要。

2 車(chē)輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀

汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，其與地面之間的作用力，主要依賴于輪胎的傳遞，而輪胎則主要是通過(guò)縱向與橫向滑轉(zhuǎn)來(lái)傳遞地面所施加的縱向與側(cè)向力，并且所有作用于車(chē)輛上的外部的力的作用，都會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛繞其質(zhì)心來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所以汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)由輪胎力與其他外力所共同決定，這也使得其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的研究非常的復(fù)雜，目前對(duì)輪胎的側(cè)應(yīng)力的研究主要集中于兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是輪胎的側(cè)偏角不超過(guò)5度，其側(cè)向加速度小于0.4g時(shí)，側(cè)偏角與側(cè)向力之間的關(guān)系近似線性；另一種是其側(cè)偏角大于一定值時(shí)，在其超過(guò)線性域并且小于極限側(cè)的向加速度的范圍中，屬于非線性區(qū)域，這種情況下，其側(cè)向力與側(cè)偏角之間表現(xiàn)出很強(qiáng)的非線性，在對(duì)其轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性進(jìn)行分析時(shí)，也主要有兩種方法，一種是基于車(chē)輛模型、輪胎力的線性近似方法的穩(wěn)定性研究，另一種是基于車(chē)輛模型與輪胎的非線性的穩(wěn)定性研究方法。

3 影響車(chē)輛轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的因素

3.1 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響

在汽車(chē)行駛時(shí)，汽車(chē)行駛方向的改變是通過(guò)駕駛員操縱方向盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)向盤(pán)的性能與汽車(chē)的可操縱性有關(guān)。轉(zhuǎn)向器常見(jiàn)出現(xiàn)的問(wèn)題有轉(zhuǎn)向沉重、游隙過(guò)大和轉(zhuǎn)向盤(pán)行車(chē)時(shí)擺震等。如果轉(zhuǎn)向器的游隙過(guò)大就容易造成擺頭現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向器游隙過(guò)大的原因主要有：轉(zhuǎn)向垂臂軸緊固螺栓松動(dòng)、擺臂軸上的雙銷(xiāo)與蝸桿齒合間隙過(guò)大、轉(zhuǎn)向器蝸桿軸上下軸軸承間隙過(guò)大等原因。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是將轉(zhuǎn)向器所傳來(lái)的力傳向車(chē)輪，并促進(jìn)左右轉(zhuǎn)向輪向同一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，以此來(lái)保證汽車(chē)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，其常見(jiàn)的故障有：間隙過(guò)大、轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承間隙不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求、汽車(chē)在低速行駛時(shí)產(chǎn)生前輪擺震等。

橫向穩(wěn)定桿的作用是提高懸架的側(cè)傾角剛度，或者被用來(lái)調(diào)節(jié)前、后懸架側(cè)傾角剛度之間的比值。在汽車(chē)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎動(dòng)作時(shí)，它的作用就是防止汽車(chē)車(chē)身產(chǎn)生很大的橫向角震動(dòng)和橫向側(cè)傾，從而保證汽車(chē)具有良好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。通過(guò)提高懸架側(cè)傾角剛度，加大轉(zhuǎn)向時(shí)左右輪荷的變化，使得前軸的每個(gè)輪平均側(cè)偏剛度得到減少，從而增加其差的不足轉(zhuǎn)向量。在汽車(chē)前懸架中使用較硬的橫向穩(wěn)定桿可以有效的提高汽車(chē)的不足轉(zhuǎn)向性，改善汽車(chē)進(jìn)行蛇形行駛的性能。

3.2 前輪定位參數(shù)和前橋（轉(zhuǎn)向橋）參數(shù)的影響

汽車(chē)在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，由于離心力的作用，車(chē)身易向外傾斜，外輪的懸架處于壓縮狀態(tài)且車(chē)輪的外傾角逐漸減小，同時(shí)內(nèi)輪懸架處于伸張狀態(tài)，造成了本來(lái)對(duì)道路的負(fù)外傾變化的外傾角減弱。這樣通過(guò)外傾角的合理設(shè)計(jì)能夠有效的提高車(chē)輪對(duì)側(cè)向力承受的能力，最大限度的提高汽車(chē)轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。

對(duì)于由前輪定位參數(shù)不準(zhǔn)確而引起的轉(zhuǎn)向問(wèn)題有車(chē)輛向一側(cè)漂移（跑偏）、車(chē)輪發(fā)飄、轉(zhuǎn)向阻力大等。比如某款輕型載貨汽車(chē)，在裝配柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)向沒(méi)有問(wèn)題，但在裝配汽油發(fā)動(dòng)機(jī)并且在較高速度下，車(chē)輛容易發(fā)生發(fā)飄現(xiàn)象，即方向感不清晰，通過(guò)研究得出，主要是由于汽油車(chē)在3°主銷(xiāo)后傾角的情況下汽油車(chē)的自動(dòng)回正力矩不夠大，后將主銷(xiāo)后傾角增大至5°，故障現(xiàn)象消失。

3.3 前后懸架參數(shù)的影響

由懸架系統(tǒng)的故障引起的轉(zhuǎn)向問(wèn)題往往不易被發(fā)覺(jué)。懸架裝置的常見(jiàn)故障有：左右懸架剛度不等、左右懸架的弧高差別大、導(dǎo)向裝置失效、減震器失效、懸架零件磨損或松動(dòng)等。

后懸架參數(shù)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的影響，是指在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，由于車(chē)身側(cè)傾導(dǎo)致的獨(dú)立懸架上的左右車(chē)輪與汽車(chē)之間的相對(duì)距離發(fā)生變化，外側(cè)的車(chē)輪向上跳，縮短了與車(chē)身的距離，內(nèi)側(cè)的車(chē)輪向下拉，加大了與車(chē)身的距離。懸架結(jié)構(gòu)的參數(shù)不同，車(chē)輪在進(jìn)行上下跳動(dòng)時(shí)，前束角的變化規(guī)律也隨之不同。對(duì)于非獨(dú)立懸架的載荷汽車(chē)，在后輪距一定的前提下，后鋼板彈簧的布置在于車(chē)輪保持最小間隙的前提下應(yīng)盡量增大板簧座距，尤其對(duì)于后軸車(chē)輪是單胎的車(chē)型。這樣可使車(chē)輛在滿載變向或急轉(zhuǎn)彎的情況下，減輕一側(cè)的車(chē)輪的輪胎承受的由重心轉(zhuǎn)移引起的橫向力，避免車(chē)身后部發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，保證整車(chē)的操縱穩(wěn)定性和安全性。

3.4 輪胎的影響

輪胎是影響汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的一個(gè)重要的因素，通過(guò)增大輪胎的載荷能力，尤其是后輪胎的載荷能力，例如提高層級(jí)或者加大輪胎的尺寸等，或者將后輪的單胎改成雙胎，這些都可以改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。在汽車(chē)使用過(guò)程中，定期檢查輪胎的胎壓、動(dòng)平衡、磨損情況等，可以及時(shí)排除由輪胎而引起的轉(zhuǎn)向問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性受到環(huán)境條件、人為感覺(jué)和研究目的等多種因素的影響，而汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性則是影響汽車(chē)的安全性的重要因素之一，為了減少交通事故的發(fā)生，提高汽車(chē)的安全性，我們還需要更加細(xì)致、更加深入的對(duì)影響汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析和研究。對(duì)于汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的許多研究目前還處于探索和完善的階段，我們相信隨著汽車(chē)在優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造水平上的不斷提高，人們對(duì)于汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)會(huì)更加全面和深入，影響汽車(chē)轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的因素也一定會(huì)得到解決，中國(guó)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展也將邁向一個(gè)新的臺(tái)階。

［1]馬濤鋒，薛念文，李仲興等.對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響因素分析及對(duì)操穩(wěn)性的研究評(píng)價(jià)［J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012（4）.

［2]郭寬友.汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的影響因素及評(píng)價(jià)方法研究［J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（7）.