汽車穩(wěn)定性分析及對策研究

趙子云 王丹

摘?要：穩(wěn)定性是保證汽車行駛安全的重要功能，一直以來都是汽車安全方面的一大研究熱點(diǎn)。而穩(wěn)定性主要是指汽車行駛過程之中不要出現(xiàn)側(cè)滑、偏移以及側(cè)翻等現(xiàn)象。所以，對于如何控制汽車，保證它的穩(wěn)定性值得分析，研究汽車在行駛過程中保持穩(wěn)定性的有效策略，這一點(diǎn)對于安全行車至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：汽車;穩(wěn)定性;分析與對策

當(dāng)今社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對于汽車工業(yè)和道路建設(shè)都起到了積極的推進(jìn)作用，所以，汽車的運(yùn)行速度和制動(dòng)性能也隨之提升。汽車日漸成為人們出行的必需工具，但是相對的，人們也應(yīng)該意識到汽車也存在安全隱患，會(huì)對人類的生命財(cái)產(chǎn)造成損害和損失。本文將側(cè)重研究汽車失去穩(wěn)定性的原因和提升穩(wěn)定性的對策。

一、穩(wěn)定性對汽車安全行駛的重要性

汽車一般具備通用性、穩(wěn)定性和制動(dòng)性，穩(wěn)定性是其中最為重要的一環(huán)。汽車的穩(wěn)定性對于汽車行駛具有重要的安全意義，汽車在上、下坡時(shí)，用來抵抗汽車的前后傾覆，在道路側(cè)向斜度或者是轉(zhuǎn)彎行駛的過程中，也要抵抗側(cè)向傾覆和側(cè)滑，這些情況都需要穩(wěn)定性的支持。沒有穩(wěn)定性支持，一旦失去平衡，很容易造成安全事故，使得人們損失財(cái)物和生命。穩(wěn)定性就像是衛(wèi)士，守護(hù)車輛和人身財(cái)產(chǎn)安全，所以對于行車駕駛一定要注意穩(wěn)定性的控制。

二、影響汽車不穩(wěn)定性的因素

影響汽車的穩(wěn)定性因素有很多，但主要的因素包括車身造型、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、懸架機(jī)構(gòu)還有汽車重量等。相較而言，一輛車車體越重、越寬，那么汽車行駛的穩(wěn)定性相對而言就越高，因?yàn)橥饨缫蛩貙τ谒a(chǎn)生的影響就會(huì)越小。這并不是說重量越大的車型就越穩(wěn)定，像是歐洲廠牌生產(chǎn)的微型汽車，行駛中的穩(wěn)定性也很好，這不是絕對的，只是影響因素之一。影響因素中最為關(guān)鍵就還是要看造型設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

懸架結(jié)構(gòu)也會(huì)對汽車行駛的穩(wěn)定性造成影響。如果懸架過軟，那么車輛在遇到轉(zhuǎn)彎或者是變線的時(shí)候，車身側(cè)傾的狀態(tài)就會(huì)很明顯，讓人不敢以較高的車速進(jìn)行轉(zhuǎn)彎;如果遇上路面不平的情況，汽車的振蕩相當(dāng)明顯，也會(huì)對駕駛員的安全性和舒適性造成影響。懸架結(jié)構(gòu)的方式也會(huì)對汽車行駛的安全性造成影響，性能優(yōu)越的懸架在過彎的時(shí)候能夠保證輪胎的貼地性，讓車輪總是保持垂直地面，這樣也能夠讓汽車在行駛中保持較高的穩(wěn)定性。[1]

三、控制汽車穩(wěn)定性的策略

汽車的穩(wěn)定性是固有的，所以想要提升汽車行駛的穩(wěn)定性就需要嚴(yán)格控制汽車的相關(guān)部分，其中的控制策略包括以下幾個(gè)方面：

（一）ABS

因?yàn)檐囕喸谶厺L變化狀態(tài)下和地面的附著力會(huì)大于處于抱死狀態(tài)下的附著力，因此能夠防止車輛發(fā)生側(cè)滑，并盡可能地縮小制動(dòng)距離。因此，車輪的滑移幾率被嚴(yán)格的控制在了20%以內(nèi)，從而制動(dòng)達(dá)到最安全的效果。

（二）TCS

牽引力控制系統(tǒng)能夠借助輪速傳感器的信號對驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪的大小進(jìn)行比較，一旦驅(qū)動(dòng)輪的速度比從動(dòng)輪的輪速大，行使控制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速功能，屬于防滑操作。牽引力控制系統(tǒng)和防抱死系統(tǒng)很類似，都是運(yùn)用輪速傳感器和制動(dòng)調(diào)節(jié)器對車輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。牽引力控制系統(tǒng)對于汽車的穩(wěn)定性的維持很重要。遇上路面結(jié)冰、濕滑這類附著系數(shù)低的情況，汽車容易出現(xiàn)在加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪打滑。后輪滑轉(zhuǎn)可能會(huì)造成汽車甩尾，而前輪劃轉(zhuǎn)則會(huì)出現(xiàn)汽車的方向控制失衡造成偏移情況的發(fā)生。TCS則可以有效的避免或減輕這類情況，讓汽車保持預(yù)定的行駛軌跡。[3]

（三）ESP

這是汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，相當(dāng)于牽引力控制系統(tǒng)和防抱死系統(tǒng)的雙重疊加。這種系統(tǒng)的運(yùn)作關(guān)鍵就是對輪胎“抱死”，也就是控制車輪滑動(dòng)率。在ESP運(yùn)行中，各個(gè)加速傳感器協(xié)同作用，共同完成汽車的穩(wěn)定運(yùn)行操作。一方面，對方向盤的轉(zhuǎn)角信號的監(jiān)測、計(jì)算能夠了解駕駛員的真正行駛意圖;一方面，對于橫向加速傳感器、橫擺角速度傳感器信號的處理和分析能夠獲知車輛在道路行駛中的實(shí)施狀況變化，將參數(shù)進(jìn)行對比分析，通過分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)作，消除車輛運(yùn)行纏身大哥橫擺力矩，使車輛恢復(fù)穩(wěn)定性。[2]具體的工作原理：

（1）防止車輛后輪打滑的傾向。當(dāng)車輛的后輪相較于前輪失去了抓地力的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑的情況。發(fā)動(dòng)機(jī)管理電子控制單元（ECU）運(yùn)用橫擺角速度和橫向加速傳感器來確定橫向加速度和質(zhì)心偏角值，每當(dāng)這兩個(gè)數(shù)值都較大的時(shí)候，在確定后輪有著很大滑動(dòng)傾向下，一定要對車輛的外側(cè)前輪給予一定的制動(dòng)力，以此形成平衡力用來抵抗橫擺力矩，并且同時(shí)抑制因?yàn)檫^度的轉(zhuǎn)向造成的后輪過度側(cè)滑，如此能夠防止車輛旋轉(zhuǎn)或者是甩尾狀況。與此同時(shí)，車輪上被施加的制動(dòng)力也大大的降低了車輛的速度，這樣更為有利于保持車輛的穩(wěn)定性。

（2）防止車輛前輪打滑的傾向。發(fā)動(dòng)機(jī)管理電子控制單元不僅會(huì)后輪打滑現(xiàn)象和趨勢，而且同樣在計(jì)算車輛的狀態(tài)下，也會(huì)確定是否前輪也存在打滑也就是轉(zhuǎn)向不足的情況。假設(shè)橫擺角速度的實(shí)際值比預(yù)期值要小，那么車輛就不能按照駕駛員的預(yù)期軌跡去行駛，而且還會(huì)造成預(yù)期轉(zhuǎn)向的半徑比實(shí)際轉(zhuǎn)向的半徑要小。發(fā)生這樣的情況，一般都會(huì)通過滑動(dòng)趨勢的幅度減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，同時(shí)還要將制動(dòng)力被增加到內(nèi)后輪，以此減小側(cè)向力，進(jìn)而形成相同的力矩來保持車輛運(yùn)行到預(yù)定的軌跡中，從而抑制前輪打滑。

四、結(jié)語

汽車穩(wěn)定性是值得研究的重點(diǎn)，關(guān)系著駕駛員的安全出行，也關(guān)系著汽車持續(xù)安全發(fā)展，對于汽車穩(wěn)定性的控制需要不斷鉆研，滿足人類社會(huì)安全的發(fā)展需求。每年因?yàn)轳{駛汽車發(fā)生的事故不計(jì)其數(shù)，在這些事故中不少是因?yàn)槠嚤旧淼姆€(wěn)定性所造成，人們選擇車輛的前提必須要注意其穩(wěn)定性。對汽車穩(wěn)定性技術(shù)的研究和發(fā)展要重點(diǎn)關(guān)注，加大人力物力投資，從而確保人們的安全出行，提供更好的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱燁，楊章林.車輛轉(zhuǎn)向系未知參數(shù)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響分析[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，34（06）：61-65.

[2]趙守月，姜國彬，戴銳，盧祖秉.橫風(fēng)對汽車穩(wěn)定性影響的計(jì)算分析[J].汽車科技，2018（05）：24-28.

[3]楊昌偉，王志榮，馮迪.汽車穩(wěn)定性分析及對策研究[J].中國設(shè)備工程，2018（03）：86-87.