操穩性能冬季驗證及開發

王凱　周東玉　鮑東涌　李林蔚

摘 要：本文介紹了低溫對操穩性能的影響以及操穩驗證開發項目。

關鍵詞：操穩性能;Ride & Handling;冬季試驗;高寒低溫環境;目標設定

1 引言

汽車是人們生活中重要的交通工具，活動范圍廣，地域、氣候跨度大，從而要求對極端苛刻的環境有良好的適應能力。

操穩性能（Ride & Handling）作為汽車最重要的性能之一，受高寒低溫環境影響較大，必須充分驗證和開發。

2 低溫對操穩性能的影響

操穩主要分為轉向、操控和平順性能，其中操控性能本文僅僅指傳統意義的操控，不包含ESC等，主要集中在輪胎的側向抓地力方面。

低溫環境對操穩主要影響體現在以下三大方面：

A、彈性元件變硬。如襯套、輪胎、座椅等;

B、油液、油脂粘度變大，流動性變差。如轉向液、減振器液及各種潤滑油脂;

C、路面下雪或結冰導致附著力下降。

3 操穩性能驗證及開發

3.1 轉向性能驗證及開發

低溫時HPS轉向液粘度大，流動性差，從而導致轉向沉重。從目前來看對EPS幾乎沒有影響，前提是低溫蓄電池供電正常。

HPS主要驗證試驗項目：低溫冷啟動。

測量啟動后不同時間的方向盤力矩，如圖1所示。可同時記錄轉向儲液罐中轉向液溫度，如圖2所示。

（1）冷機啟動時，存在一個很大的初始啟動力矩，平均力矩、極限位置力矩較大，并且轉向力波動大。

（2）冷機啟動三分鐘左右平均方向盤力矩及轉向液溫度達到常溫狀態。

低溫環境中用戶正常情況下啟動后都會選擇熱車一段時間，以除去風擋上的霜和霧，除霧時間通常在7分鐘以上。一般目標要求HPS轉向力在冷啟動3～5分鐘左右恢復正常水平。

3.2 操控性能驗證及開發

輪胎、減振器變硬以及路面附著系數下降，對輪胎抓地力影響很大。輪胎開發過程中需要驗證及兼顧開發高寒下性能表現，因為不是所有消費者都會在冬季更換冬季胎。主機廠也可以在試驗驗證后為消費者推薦一款或者幾款冬季胎。

操控性能主要驗證項目：

（1）麋鹿試驗。客觀考察最高通過車速。主觀評價考察抓地表現及不足過度轉向特性。

（2）冰雪圓環試驗。客觀考察最大側向加速度，因每年各個試驗場地冰雪圓環直徑都存在差異，因此采用最大側向加速度替代車速更有意義。主觀評價考察抓地表現及不足過度轉向特性。

（3）操穩環形道，客觀考察最快通過圈速。主觀評價考察抓地表現及不足過度轉向特性。最快通過圈速屬于綜合性指標，受制動性能、加速性能及駕駛技能等因素影響，不同車型差異大，不做為操穩硬性指標，可以在同一車型開展輪胎抓地對比。

（4）其它試驗。如冰雪路面側向附著力小，車輛側傾少，可以驗證四輪定位基準參數設置是否合理，見表1。

3.3 平順性能驗證及開發

襯套、輪胎、座椅等彈性元件變硬和減振器油液粘度大對平順性影響較大。目前對彈性元件低溫下研究較少。

平順性能主要驗證項目：平順性主觀評價（可增加平順性客觀測量）、多種工況下減振器油液溫度測量。

由于減振器低溫時阻尼與減振器油液粘度以及減振器結構、閥系等等相關。因此建議：

（1）減振器開發前期需要合理選擇油液牌號，規避低溫下性能過度下降引起平順性問題。

某自主品牌車型采用福斯1206減振器油液，經主觀驗證低溫表現較好，未出現明顯性能衰減。油液選擇時可參考福斯1206。如表2所示。

（2）減振器調校過程中有條件可開展不同閥系組合、不同溫度下阻尼對比，以提前規避特定閥系結構組合可能導致的低溫阻尼異常情況。某車型減振器同一閥系組合不同溫度時阻尼對比如圖4所示：

4 小結

高寒低溫環境對操穩性能影響較大，從目前來看影響程度：轉向性能<平順性<操控性能。低溫對EPS幾乎無影響，HPS熱車3～5分鐘即可恢復正常。平順性隨車輛行駛溫度的升高可以逐步恢復部分。而操控方面輪胎抓地方面影響很大，幾乎不受熱車和開車時間而變化。因操穩性能涉及到安全性，必須在開發階段引起重視，充分驗證并規避風險。

作者簡介

王凱：（1986—），男，土家族，湖北恩施人，學歷：本科，職務：運動性能高級工程師，職稱：中級職稱，單位：恒大新能源汽車廣州技術中心。研究方向：運動性能。