1. 概述一、汽车控制巩固性界说汽车控制巩固性是指汽车好手驶流程中，能遵守驾驶员给定的行驶目标行驶，且受各样外部搅扰尚能连结巩固行驶的才力。汽车的控制稳

汽车控制巩固性是指汽车好手驶流程中，能遵守驾驶员给定的行驶目标行驶，且受各样外部搅扰尚能连结巩固行驶的才力。

汽车控制性是指汽车或许凿凿地反映驾驶者转向指令的才力；而巩固性是指汽车抗拒外界搅扰而连结巩固行驶的才力，或汽车受到外界扰动后复兴历来运动形态的才力。

广泛，汽车控制性和巩固性两者相干亲近，若汽车控制性变坏，则汽车容易发作侧滑、翻车而遗失巩固性；而汽车巩固性变坏，则汽车又难以控制直接影响控制性。

汽车的控制巩固性不单影响汽车驾驶的控制便当水平，况且还裁夺着高速汽车的行车安闲，以是人们称汽车控制巩固性是高速车辆的人命线。

跟着汽车保有量的扩展和汽车车速的提升，汽车的控制巩固性越来越紧张，已成为摩登汽车的首要操纵功能之一。

转向盘角阶跃输入下的瞬态反映：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡流程所对应的刹时运动反映。

转向盘角阶跃输入下进入的稳态反映：等速直线行驶，快速转动转向盘，然后支撑转角褂讪，即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡流程落伍入等速圆周行驶工况。

驾驶员－汽车体例是一个闭环左右体例：正在汽车行驶流程中，驾驶员遵照需求，控制转向盘使汽车做转向运动。

驾驶员遵照道道、交通等情状，通过眼、手及身体感知的汽车运动情形（输出参数），源委心思的剖析、决断（反应），批改其对转向盘的控制。

客观评判法是通过仪器测出表征功能的物理量来评判控制巩固性的设施，它能通过剖析求出其与汽车组织参数间的相干。

酌量到了人的感受，能浮现仪器不行测试出的地步，是控制巩固性的最终评判设施，但很难给出定量评判数据。

GB7258－2004《机动车运转安闲工夫前提》中规章：车辆正在空载、静态形态下，向左侧和右侧倾斜最大侧倾巩固角，双层客车禁绝许小于28°；总质地为车辆整备质地的1.2以下的车辆禁绝许小于30°；卧铺客车禁绝许小于32°。

低央浼是：正在平展坚实的场所上，以50km/h和80km/h的车速行驶，以500度/秒的角速率把转向盘转过180°，不得翻车；正在平展的水泥或沥青道面的场所上，成平素线km/h的车速绕杆行驶，不得翻车。

磋商剖析声明，汽车等速行驶时，上坡比下坡更容易纵翻；上坡行驶时，后轮驱动的汽车更容易纵翻。

轮胎的侧偏性格首要是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的相干，它是磋商汽车控制巩固性的表面基本和起点。

式中 k—侧偏刚度，由轮胎坐标系相闭符号规章可知，负的侧偏力发作正的侧偏角，故k为负值，其单元为N/（°）或N/rad，它表现轮胎侧偏一度或一弧度所需的侧偏力。

轮胎的侧偏刚度是裁夺控制巩固性的紧张轮胎参数，轮胎应有较高的侧偏刚度，以担保汽车优良的控制巩固性。

笔直载荷大，变形大，接触面大，轮胎个人侧滑方向节减，相当于k 增大，但载荷高出150%额定载荷时，轮胎与地面接触区的压力变得极不匀称，反而使 k 减小；

肯定侧偏角下，驱动力或制动力扩展时，侧偏力渐渐有所减小，这是因为轮胎侧向弹性有所变化的相干。

当纵向力相当大时，侧偏力明显低重，亲热附着极限时，切向力已耗去大局部附出力，而侧向力能操纵的附出力很小。

为了响应弹性轮胎侧偏时对汽车转向运动的影响，有需要比拟刚性车轮和弹性车轮转向时的几何相干。

设前轮转过δ角后作稳态等速圆周行驶，正在离心力效用下，前后车轮均受到侧向力的效用，其弹性车轮发作了侧偏地步，前、后轴车轮发作的侧偏角为α1、α2，相应的速率目标变为VA′、VB′，转向瞬心变为O′，转向半径变为R， 遵照图中的转向几何相干可推得：

结论：弹性车轮汽车处于转向运动形态时，因为轮胎的侧偏地步，使汽车的运动轨迹分别于刚性车轮。

汽车行进（纵轴）速率褂讪，只要沿y轴的侧向速率和绕z轴的横摆运动(ay<0.4g)；

汽车的质地漫衍参数看待凝结于汽车的动坐标系是常数，因此可操纵该坐标系列出其坐标轴目标的微分方程

巩固性因数K是表征汽车稳态转向性格的一个紧张参数，它把汽车组织参数m、L、L1、L2、k1、k2与稳态转向性格定量地干系起来，以便从打算上担保汽车具有适合的转向性格。

若K＞0，则R＞R0，汽车具有亏欠转向性格，K值越大，亏欠转向量越大。当δ肯定时,跟着车速↑其R↑。

若K＜0，则R＜R0，汽车具有过众转向性格，K的绝对值越大， 过众转向量越大。当δ肯定时，跟着车速↑其R↓。

过众转向汽车车速抵达临界车速时将遗失巩固性。由于只须一个很小的转角δ，横摆角速率增益ωz/ δ就趋于无尽大。

过众转向汽车正在临界车速下行驶时，很小的转角δ，就意味着汽车的转向半径极小，如此汽车肯定发作激转而发作侧滑或侧翻。

例：某轿车重20.105千牛顿，轴距L=3.2米，前轴轴荷占53.5％，后轴轴荷占46.5％。

1）假如每个前轮胎的侧偏刚度为-38.92千牛顿／弧度、后轮胎的侧偏刚度为38.25千牛顿／弧度，试确定该车的稳态转向性格及特质车速或临界车速。

过众转向汽车车速抵达临界车速时将遗失巩固性。由于只须一个很小的转角δ，横摆角速率增益ωz/ δ就趋于无尽大，必将导致汽车急转而发作侧滑或侧翻。

亏欠转向汽车巩固性好，但转向聪敏性差，正在好像的弯道行驶时，前轮的转角较大，驾驶者应众转一下转向盘。

若汽车的转向性格因操纵要素的蜕化而倏忽发作变化，因为驾驶者的履历不适当新的、不良的转向性格，则转弯时就有或许显示汽车失控而酿成事件。

于是，后轮驱动车辆，转向时有节减亏欠转向性格、向过众转向性格蜕化的趋向；前轮驱动车辆，转向时有扩展亏欠转向性格的趋向。

正在侧倾力矩的效用下，汽车把握车轮的笔直载荷发作蜕化，这将导致轮胎的侧偏性格蜕化而使汽车稳态转向性格发作蜕化。

若前轴把握车轮的笔直载荷蜕化大，则趋于亏欠转向。后轴把握车轮的笔直载荷蜕化大，则为趋于过众转向。

侧倾转向: 是正在侧向力效用下，车厢发作侧倾，而惹起车轮偏转，即车轮环绕笔直轴线或转向节主销转动。

车身倾斜时，因为悬架花样分别，车轮外倾角会发作蜕化，使轮心行进目标发作蜕化，这与轮胎侧偏具有好像的成效，可使汽车的转向性格发作蜕化。

沿侧向力目标倾斜，侧偏角↑。如单纵臂式（富康轿车后悬架）、双横臂式，烛式悬架（普通轿车的前悬架）。

2）角振动：汽车前轴正在笔直的横向平面内发作角振动a，即左、右车轮上、下跳动，以至使其跳离地面。

转向轮的这两种振动花样，即前轮的上下跳动和绕主销的摆动，两者相互不是孤单的，它们之间存正在着展转干系。

行驶中，车轮受道面不服的抨击，前轴正在笔直的横向平面内发作角振动，正在某一车速下，来自道面不服的抨击频率与前轴角振动的固有频率亲热时，发作共振，紧要时，一边的车轮能够跳离地面。

前轴角振动使具有较大转动惯量的车轮扭转平面的方位变化(不含车轮扭转平面的平移)，因为陀螺仪效应的影响，惹起转向轮正在程度平面内绕主销把握摆振。

设一外力矩M使仪架正在简图平面内绕O点以角速率dψ/dt扭转，因为飞轮平面倾斜，则陀螺仪仪架绕笔直轴O〞O〞以角速率ωφ展转。这个运动称为进动，是正在所谓展转力矩Mg的效用下杀青的。

飞轮侧倾的角速率dψ/dt及飞轮的角速率ωK愈大，则展转力矩Mg愈大，陀螺仪仪架的进动速率亦愈大。

当道面不服惹起车轮上下跳动时，转向轮发作陀螺仪效应，导致转向轮把握摆振，其摆振顺序是：左下左，左上右；右下右，右上左。

即假如左前轮向下跳动，该轮会绕主销向左偏转，左前轮向上跳动，该轮会向右偏转；右前轮向下跳动，该轮会向右偏转，右前轮向上跳动，该轮会向左偏转。

正在轿车上，常采用双横臂独立悬架。如采用等长的双横臂独立悬架，正在车轮上下跳动时，车轮的扭转平面不会倾斜，因此不发作绕主销的摆振。然而车轮跳动时，轮距的蜕化较大，这会扩展轮胎的磨损，以是目前众采用b图所示的不等长双横臂组织。它是一种折中计划，既可使车轮的扭转平面倾斜较少，又可使轮距蜕化不大。

车轮每转动一周，程度分力Fx正在通过车轮扭转中央程度线的c、d两点时抵达最大值且目标相反，易惹起车轮的前后窜动，它将发作绕主销来回摆动的力矩，酿成转向轮摆振。

而笔直分力Fy正在通过车轮扭转中央笔直线的a、b两点时抵达最大值且目标相反，易惹起车轮的上下跳动，它使前轴发作角振动，因为陀螺仪效应它也会惹起转向轮摆振。

静均衡的车轮，若车轮的质地漫衍相看待车轮纵向中央面过错称，则会酿成车轮的动不均衡，如下图所示。

假定点和点上不同具有两个质点m1和m2，其质地相当方位相反，车轮质心与车轮扭转轴心重合，即车轮处于静均衡形态。

当该车轮扭转时，m1和m2将不同发作离心力，固然其离心力的协力为零，但离心力位于分别平面内，二力组成的协力矩却不为零。

如图所示，当车轮上下跳动时，转向节球销O应绕钢板弹簧固定吊耳的O1点摆动，同时O点只可绕转向器的O2点摆动，因为两摆动的轨迹不重合，因此转向节将相看待主销发作转动，故惹起车轮把握摆振。

转向轮巩固效应是指转向轮具有连结居中地点（直线行驶地点）及转向后主动返回到中央地点的才力。

转向轮的巩固效应是由巩固力矩来告竣的，巩固力矩的效用是制止车轮偏转并力争使转向轮连结居中地点。

1．主销内倾时，法向反效用力FZ变成巩固力矩MZβ汽车直行时，FZ与主销轴线正在统一平面，此时MZβ=0。

当转向轮绕主销偏转δ角后，FZ与主销轴线不正在统一平面，位于空间相错地点，具有力矩TZβ，其目标与车轮偏转目标相反，起制止车轮偏转的效用，转向时驾驶员务必施加力矩来战胜该力矩，转向后该力矩可使车轮具有主动回正的效用。

图中转向轮向右转动，Y为离心力之侧向分力，FY为侧向反效用力，e′为后倾拖距，其力矩为MYγ=FY·e′，目标与前轮偏转相反，是巩固力矩，转向后撒手，MYγ可使转向轮主动回正。

它与离心力成正比；当转向半径肯定时，与V2成正比。低速时， MYγ很小，比MZβ小得众，但正在高速时， MYγ很大，比MZβ大得众。

∴ MYγ 首要是正在高速时起效用，而MZβ首要正在低速时起效用，两者互相增补，正在全数车速畛域均起效用。

汽车直线行驶时，若汽车受侧向力， MYγ成为非巩固力矩。其力矩将促使转向轮朝侧向力目标偏转。

侧偏时轮胎印迹上的侧向反力漫衍睹图，其协力效用点位于印迹中点之后，偏距为ba，其FY·ba即为巩固力矩。

Fy、α的影响。Fy↑，侧偏角↑，印迹愈长，ba↑，则MYα ↑。但Fy过大抵达附着极限时，Fy↑，则ba ↓。试验声明，α开首扩展时， MYα ↑，当α=4～6°时， MYα最大，再使α↑，则MYα↓，正在α=10～16°时，其MYα=0。

轮胎的组织型式的影响。正在同样侧偏角时，子午胎的巩固力矩较广泛斜交胎大。缘故是：子午胎径向变形大；Fy大。

摩登高速轿车，因为前轮担当的重力扩展，而且通常采用低压胎，于是，轮胎侧向偏离所发作的巩固力矩相应扩展，这常使高速时转向感应深重。

由试验知，侧偏角1°惹起的巩固力矩，相当于主销后倾5～6°的成效，以是正在摩登轿车上，为了避免转向深重，可相应地节减主销后倾角。

4．侧偏时，切向反效用力FX变成的巩固力矩MXα转向时，侧偏惹起的表里轮切向力的效用线到主销的隔断不等，力矩：

看待后轮驱动汽车、看待制动时转历来说，MXα为非巩固力矩。于是，转弯制动时易发作过分偏转，应紧握目标盘。

测依时，汽车开首以最低巩固车速沿半径15m的圆道印迹作等速圆周行驶，并连结汽车转向盘的转角褂讪，再采用逐级加快法或相连加快法提升汽车的车速，然后遵照汽车加快行驶后车轮的行驶轨迹定性决断汽车的稳态转向性格，如图所示。

若汽车转向半径褂讪，则汽车具有中性转向性格；若汽车转向半径变大，则汽车具有亏欠转向性格；若汽车转向半径变小，则汽车具有过众转向性格。

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