汽車操縱穩定性的主觀客觀影響因素

于曉燕，楊世文

（中北大學，山西 太原 030051）

汽車操縱穩定性的主觀客觀影響因素

于曉燕，楊世文

（中北大學，山西 太原 030051）

研究分析了一些對汽車操縱穩定性產生影響的主觀和客觀因素，為改善汽車操縱穩定性提供理論依據。

操縱穩定性；主客觀影響因素

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

前言

汽車的操縱穩定性是指汽車在行車的過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定行駛的能力。汽車的操縱穩定性對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境的影響。而這些因素又會相互影響相互制約，例如，在汽車遇到路面突發狀況時，優秀的駕駛員就會作出準確快速的判斷，在遇到突發狀況做出快速準確的反應，可以減少側傾和側滑進而減少交通事故；而汽車自身的操作性能也會影響駕駛員的操作，若對于駕駛員作出的緊急指令，汽車響應緩慢或者難以操作，就會產生不可預計的后果。所以在行駛環境是不定和未知的情況下，汽車本身的操縱性和駕駛員對汽車操作穩定性的主觀影響顯得尤為重要和關鍵。

1、汽車操縱穩定性的影響因素

1.1 汽車操縱穩定性的主觀影響

在操縱穩定性的研究中，已將人車作為一個閉環系統進行整體研究，這樣能更加系統全面地改善和提升人在操縱汽車時的易操作性。駕駛員的非專業化和車輛的密集趨勢更加考驗駕駛員在遇到突發狀況做出的快速準確的反應。所以有著專業嫻熟的駕駛技術，快速的反應能力，敏捷的動作，清晰的頭腦，好的身體素質的駕駛員，在如今有著社會主義特色的中國行駛環境中顯得尤為重要。

1.2 橫向穩定桿剛度對汽車操作穩定性的影響

汽車橫向穩定桿作為懸架結構中的一個重要調

節件，對整車的操縱穩定性有著重要的影響。橫向穩定桿是一種特殊的彈簧，它把左右車輪連接在一起，當左右車輪同等幅度跳動時，橫向穩定桿不起作用；只有左右車輪有垂向的相對位移時，穩定桿才起到彈性元件的作用。因此在穩定桿剛度的選擇上要恰當，這樣可以汽車可以獲得所需要的不足轉向特性。經過反復試驗和司機的主觀操控評價[3]，裝23mm的后穩定桿在車輛緊急變線時，后輪轉向柔和無明顯側滑和甩尾，整體感覺良好。

1.3 懸架的K&C特性對汽車操縱穩定性的影響

懸架K&C分析時需要考慮如跳動、轉彎、制動、側傾等各種試驗工況，以研究懸架的運動學和彈性運動學特性。在汽車轉彎時，為了使汽車具有合適的不足轉向特性，前懸架外側車輪應具有增大正前束的變化趨勢，而后懸架外側車輪也應具有增大正前束的變化趨勢。在汽車的設計階段，通過懸架K&C分析，可以為性能改進和樣件試制提供仿真依據，進而縮短試驗周期、節約試驗費用。

1.4 轉向速度對汽車操縱穩定性的影響

在以往的研究中，轉向速度的大小對汽車操縱穩定性的影響往往被人們忽略。近年來，通過汽車工作者不斷試驗和研究發現，汽車的橫擺角速度、側向加速度和車身側傾角等響應特性會隨著轉向角輸入即轉向速度的大小而受影響。轉向速度對汽車前輪轉角輸入的響應有一定的影響，但對不同輸入的影響不同；轉向速度在一定范圍內對汽車側向加速度、橫擺角速度和車身側傾角有明顯的影響；正常轉向時，轉向速度的變化對汽車的動力學特性有較大的影響。

1.5 車輪側偏剛度對汽車操縱穩定性的影響

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

1.6 傳動系和電子控制系統對汽車操縱穩定性的影響

近年來研究發現，地面的切向反作用力在改善汽車在極限工況下操縱穩定性有著不可忽視的影響。首先，總制動力即ABS用來抑制過大的制動力，以保證最佳的滑動率，提高和改善制動時的方向穩定性；很多汽車也會采用限制總驅動力的TCS，以提高驅動時汽車的穩定性。其次，日本公司研制的中性轉向的電子控制前后驅動力分配系統使得駕駛員較易判斷行駛路徑，提高操作穩定性。最后，近年來已研發出的改變內，外側驅動力分配比例的新傳動系，如DYCS。而通過反復試驗研究發現，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彎時的行駛能力，從而進一步提高汽車的操縱穩定性。防抱死制動系統和驅動力控制系統都可以提高汽車的操縱穩定性。

2、小結

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

[1] 余志生.汽車理論. [M] .北京:機械工業出版社, 2000.

[2] 劉喜東,劉應東. 考慮轉向速度的汽車操縱穩定性分析[J].機械工程學報，2011，7（10）：3901-095.

[3] 潘筱,王玉民.橫向穩定桿剛度對汽車操縱穩定性的影響[J].

[4] 郭孔輝,汽車操縱動力學.長春: 吉林科學技術出版社,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，就讀于中北大學車輛工程專業，研究方向汽車的操縱穩定性。