影響農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的因素及評價(jià)方法

吳賀舉

摘 要：眾所周知，操縱穩(wěn)定性是農(nóng)用汽車駕駛安全的重要影響要素之一。主要分析了影響農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的三大要素，并對農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的兩種評價(jià)方法展開了詳細(xì)、深入的探究。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用汽車;操縱穩(wěn)定性;影響因素;評價(jià)方法

中圖分類號：U461.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.014

操縱性及穩(wěn)定性是構(gòu)成農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的兩個(gè)組成部分。操縱性是指農(nóng)用汽車能夠準(zhǔn)確應(yīng)對駕駛?cè)藛T的各種轉(zhuǎn)向指令;穩(wěn)定性是指農(nóng)用汽車狀態(tài)性能漸趨穩(wěn)定的變化，這一因素會直接影響到操縱的質(zhì)量水平。

1 主要影響因素分析

（1）橫向穩(wěn)定桿。橫向穩(wěn)定桿通常用作高懸架側(cè)傾程度的調(diào)整。當(dāng)農(nóng)用汽車需要進(jìn)行轉(zhuǎn)彎操作的時(shí)候，它可以有效防止車身發(fā)生劇烈的橫向側(cè)傾或橫向角振動，進(jìn)而保證汽車平穩(wěn)安全地行駛。在橫向穩(wěn)定桿的剛度有所提升的情況下，前懸架剛度也會隨之增大，整個(gè)轉(zhuǎn)彎環(huán)節(jié)中兩側(cè)車輪的荷載會出現(xiàn)顯著的變動，前軸車輪平均側(cè)傾剛度下降，其不足轉(zhuǎn)向量上升。前懸架選取較硬的橫向穩(wěn)定桿有利于提升車輛的轉(zhuǎn)向度，同時(shí)提升車輛的蛇形行駛性能。

（2）前輪定位參數(shù)。它主要涵蓋了前輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪前束等。首先，主銷軸線與地面垂線二者形成的角度被稱為“主銷內(nèi)傾角”，回正力矩是它對操縱穩(wěn)定性的最主要影響，其具體原理是前輪轉(zhuǎn)動抬高了車身，再加上系統(tǒng)位能的提高促使回正力矩產(chǎn)生，和測向力并沒有關(guān)聯(lián)。其次，前輪外傾角指的是前輪中心線和地面垂直形成的夾角，通常介于1°～2.5°之間。它最明顯的作用為農(nóng)用汽車行駛的情況下，將輪轂壓向內(nèi)軸承，從而降低外端的軸承荷載，同時(shí)可以防止因前軸變形、間隙較大導(dǎo)致的前輪內(nèi)傾現(xiàn)象。此外，所謂“前輪前束”即為農(nóng)用汽車轉(zhuǎn)向輪前端向內(nèi)側(cè)收斂，從而使得車輪的前間距比后間距更小。兩個(gè)前輪之間的間距差值即為前束值，一般不足10 mm。其基本效用為消除由于前輪外傾使得車輪向外側(cè)滾動，進(jìn)一步造成拖滑等問題的出現(xiàn)，最終良好地引導(dǎo)前輪直線運(yùn)動。我們在調(diào)整的時(shí)候，主要是對前輪前束以及前輪外傾角進(jìn)行調(diào)整，主銷內(nèi)傾角由結(jié)構(gòu)上保證，調(diào)整時(shí)不容易改變。

（3）前懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及后懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)車輪出現(xiàn)跳躍的情況時(shí)，外傾角的變動通常有：車輛整體側(cè)傾引發(fā)車輪外傾、相對車身跳躍的車輪外傾。前者會引發(fā)車輪朝著車身側(cè)傾的方位傾斜，即外傾角變大，進(jìn)一步引發(fā)車輪側(cè)傾剛度降低，最終使得車輛的轉(zhuǎn)向量不足增大;而后者則是受到懸架上下臂運(yùn)動幾何關(guān)系的控制，通常來講是外傾角伴隨彈簧壓縮行程的增大而減小，這一變化與車身側(cè)傾所造成外傾角的變化有所差異，其會引發(fā)過度轉(zhuǎn)向的情況。由于懸架的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)存在一定差異，因此車輪跳動時(shí)前束角的變化趨勢也必然存在差異。

2 農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的評價(jià)方法研究

2.1 主觀評價(jià)法

農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性的基本評價(jià)方法為主觀評價(jià)法。擁有較多經(jīng)驗(yàn)的人員甚至借助此評價(jià)方法探尋到儀器無法檢測出的結(jié)果。個(gè)人主觀意向?qū)Υ朔N評價(jià)方法的影響十分嚴(yán)重，不同的評價(jià)者很可能出現(xiàn)大相徑庭的評價(jià)結(jié)論。一般而言，它難以給定農(nóng)用汽車性能及架構(gòu)二者間的有效關(guān)聯(lián)信息。相反，客觀評價(jià)法的評價(jià)指標(biāo)可以根據(jù)理論知識對農(nóng)用汽車架構(gòu)、性能參數(shù)之間的聯(lián)系進(jìn)行分析、判定，因而主觀評價(jià)法是不能提供有效增強(qiáng)農(nóng)用汽車性能的相關(guān)策略的。

2.2 客觀評價(jià)法

客觀評價(jià)法具體可以分為CAE分析驗(yàn)證法與道路試驗(yàn)評價(jià)法兩類。第一，CAE分析驗(yàn)證法作為一類先進(jìn)的以電子系統(tǒng)為支撐平臺的仿真科技，伴隨計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、并行技術(shù)等多類技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的虛擬試驗(yàn)技術(shù)。因其自身具有成本低、可重復(fù)、易掌握、無危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，這一方法要求在試驗(yàn)過程中構(gòu)建起農(nóng)用汽車—駕駛員—環(huán)境的數(shù)學(xué)模型以及虛擬試驗(yàn)場景。第二，道路試驗(yàn)評價(jià)法即為借助測試用具測量出一些關(guān)鍵的物理量，從而對車輛操縱穩(wěn)定性作出評價(jià)的方法。在相同速度下過標(biāo)樁的時(shí)候，方向盤轉(zhuǎn)角與車身擺角速度越低則說明車輛的操控性更強(qiáng)，穩(wěn)定性更好。這一項(xiàng)試驗(yàn)主要檢測車輛拐彎后自動恢復(fù)直線行駛的性能。

3 結(jié)語

我們對農(nóng)用汽車操縱穩(wěn)定性展開剖析的根本目的是有效提高車輛的行駛性能，并且盡量避免一系列安全事故的發(fā)生。現(xiàn)階段，我們關(guān)于操縱穩(wěn)定性的研究仍然停滯于初期階段，但我們相信伴隨著農(nóng)用汽車設(shè)計(jì)與研發(fā)能力的迅速提升，我們對其操縱穩(wěn)定性的認(rèn)知必然會更為全面。

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