同濟(jì)汽車操縱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)報(bào)告新

1、同濟(jì)汽車操縱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)報(bào)告新文檔編制序號(hào)：KKIDTLLE0828LLETD298POl汽車平順性和操作穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院係） 汽車學(xué)院專業(yè)車輛工程（汽車）學(xué)生姓名 同小車 學(xué)號(hào)000001同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院實(shí)驗(yàn)室2014年門月I轉(zhuǎn)向輕便性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康鸟{駛員通過(guò)操縱方向盤來(lái)控制汽車的行駛方向,操縱方向盤過(guò)重,會(huì)增加駕駛員的 勞動(dòng)強(qiáng)度,駕駛員容易疲勞；操縱方向盤過(guò)輕,駕駛員會(huì)失去路感，難以控制汽車 的形式方向。操縱方向盤的輕重，是評(píng)價(jià)汽車操縱穩(wěn)定性的基本條件之一。轉(zhuǎn)向輕 便性實(shí)驗(yàn)的目的在于通過(guò)測(cè)量駕駛員操縱方向盤力的大小,與其他實(shí)驗(yàn)儀器評(píng)價(jià)汽 車操縱穩(wěn)定性的好處。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備參量方向盤轉(zhuǎn)矩方向盤轉(zhuǎn)

2、角車速儀器測(cè)力方向盤測(cè)力方向盤GPS測(cè)速儀實(shí)驗(yàn)條件詡僉車:依維柯實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地與環(huán)境于圓形試車場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)按照樁桶圈出的雙扭線,以10Km/h的車速行駛。雙扭線的極坐標(biāo)方程見(jiàn)下,形狀如下圖實(shí)驗(yàn)當(dāng)天天氣晴好，無(wú)風(fēng)，氣遍20度在屮二0時(shí)，雙扭線頂點(diǎn)處的曲率半徑最小，相應(yīng)數(shù)值為Rmin=l/3d ,雙扭線的最小曲 率半徑應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑乘以1,1倍，并圓整到比此乘積大的一個(gè)整數(shù)來(lái) 確定。試驗(yàn)中記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)交及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩,并按雙扭線路經(jīng)過(guò)每一周整理出轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)向 盤轉(zhuǎn)矩曲線。通常以轉(zhuǎn)向盤最大轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)向盤最大作用力以及轉(zhuǎn)向盤作用功等來(lái)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn) 向輕便性。轉(zhuǎn)向輕便型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄轉(zhuǎn)向盤 最大作 用力矩

3、(Nm)轉(zhuǎn)向盤 最大作 用力 (N)轉(zhuǎn)向盤 右轉(zhuǎn)最 大轉(zhuǎn)角(°)轉(zhuǎn)向盤 左轉(zhuǎn)最 大轉(zhuǎn)角(°)轉(zhuǎn)向盤作 用功(J)轉(zhuǎn)向盤 平均摩 擦力矩 (N-m)轉(zhuǎn)向盤 平均摩 擦力(N)平均車速(Km/h)第周274-277第二周281-284第二周283-289均值-283方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩曲線2. 蛇形試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋卷?xiàng)試驗(yàn)是包括車輛-駕駛員-環(huán)境在內(nèi)的閉路試驗(yàn)的一種，用來(lái)綜合評(píng)價(jià)汽車行駛的穩(wěn)定性及乘坐的舒適性，與其他操縱試驗(yàn)項(xiàng)目一起，共同評(píng)價(jià)汽車的操縱穩(wěn)定性。也可以用來(lái)考核汽車在接近側(cè)滑或側(cè)翻工況下的操縱性能,在若干汽車操縱穩(wěn) 定性對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，作為主觀評(píng)價(jià)的一種感性試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理將試驗(yàn)車

4、輛以不同車速行駛于規(guī)定的蛇形試驗(yàn)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器可以得到行駛時(shí)的 車速，方向盤轉(zhuǎn)角，橫擺角速度,車身側(cè)傾角。試驗(yàn)方法遵照GB/T汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法 蛇形試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器記錄下列測(cè)量變量所使用的儀器方向盤轉(zhuǎn)角：測(cè)力方向盤橫擺角速度：陀螺儀車身側(cè)傾角：陀螺儀汽車通過(guò)有效標(biāo)樁區(qū)的時(shí)間：秒表實(shí)驗(yàn)數(shù)癇己錄(1)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表：車型：依維柯實(shí)驗(yàn)路面：平坦水泥路面(圓形試車場(chǎng))標(biāo)樁間距：30m天氣：晴 溫度：30度風(fēng)速:10m/s試驗(yàn)次 數(shù)通過(guò)時(shí) 間(S)蛇形車 速(km/h)參數(shù)1234平均12825e(°)Y(° )/s(°)22435e(°)Y(°

5、 )/s(°)32045e(°)-43Y(° )/s13(°)41755e(°)-44Y(° )/s16(°)51264e(°)-49Y(° )/s22-20(°)依維柯?lián)Q懸架：蛇形橫擺角速度與車速關(guān)系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的意義和結(jié)果分析由于前三張圖線可以大體看出，在蛇形試驗(yàn)的條件下,車輛方向盤轉(zhuǎn)角與車速基本無(wú) 關(guān)，一直維持在某個(gè)常數(shù)附近;汽車橫擺叫速度與汽車車速大致呈線性關(guān)系，車速越 高，車輛橫擺叫速度越大；而車身側(cè)傾角與車速大致呈線性關(guān)系，車速越高時(shí)車身側(cè)傾 角越大。由于蛇形繞樁試驗(yàn)時(shí)擺放位置不變,故駕

6、駛員在行駛時(shí)無(wú)論車速快慢,所需轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤 的角度大致相同；而車速高時(shí)，車輛在較短的時(shí)間完成左右的穿梭,故會(huì)隨看uc的 增大而增大,在高速轉(zhuǎn)向時(shí),uy也較大,故慢性力會(huì)導(dǎo)致側(cè)傾角也越大。本次試驗(yàn)結(jié) 果顯示橫擺角速度與車身側(cè)傾角呈線性關(guān)系。3. 汽車平順性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)對(duì)汽車在隨機(jī)不平的路面上行駛時(shí)振動(dòng)對(duì)乘員及貨物影響的測(cè)定，評(píng)價(jià)汽車的 平順性;2. 通過(guò)對(duì)汽車行駛過(guò)單個(gè)凸塊時(shí)的沖擊對(duì)乘員及貨物影響的測(cè)定，評(píng)價(jià)汽車的平順 性。實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備加速度傳感器，GPS測(cè)速儀，DASP速采系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理1隨機(jī)輸入：本試驗(yàn)采用道路隨機(jī)輸入,及實(shí)際道路試驗(yàn)。因試驗(yàn)車為轎車，加速度 傳感器安裝在左側(cè)前排和后

7、排座椅上；若為客車,安裝在駕駛員座椅左側(cè)后軸上和 最后排座椅上。其他類型汽車安裝在駕駛員座椅上，車廂地板中心及局車廂邊板、 后板300mm處,安裝在座椅上的加速度傳感器應(yīng)能測(cè)三個(gè)方向的震動(dòng)。傳感器應(yīng) 與人體緊密接觸，并且在人體與座椅間放入一安裝傳感器的墊盤，試驗(yàn)時(shí)，汽車在 穩(wěn)速段要穩(wěn)住車速，然后以規(guī)定的車速勻速駛過(guò)試驗(yàn)路段，在進(jìn)入試驗(yàn)路段時(shí)啟動(dòng) 測(cè)試儀器，同時(shí)測(cè)量通過(guò)試驗(yàn)路段的時(shí)間，計(jì)算平均車速。樣本記錄長(zhǎng)度不短于3min，對(duì)于人體振動(dòng)評(píng)價(jià)用加權(quán)加速度均方值z(mì)處理數(shù)據(jù)用三分之一倍頻法。2. 脈沖輸入：標(biāo)準(zhǔn)采用三角形的單凸塊作為脈沖輸入，其凸塊尺寸隨車重變化，可參 照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),加速度傳感器安裝位

8、置同隨機(jī)輸入。將凸塊放置在試驗(yàn)道路中央,并 按汽車車輪距調(diào)整好兩個(gè)凸塊的距離,為保證汽車左右車輪同時(shí)駛過(guò)凸塊，應(yīng)將兩 凸塊放在與汽車行駛方向垂直的一條線上。試驗(yàn)時(shí)汽車以規(guī)定的車速勻速駛過(guò)凸 塊,試驗(yàn)車速為 10KM/H,20KM/H,30KM/H40KM/H,50KM/H,60KM/H。在汽車 駛過(guò)后且沖擊響應(yīng)消失后”停止記錄,每種車速的試驗(yàn)次數(shù)不得少于八次。3. 車輛平順性試驗(yàn)測(cè)試簡(jiǎn)圖：加速度傳感器電荷放大器收集信速采系統(tǒng)。4. 汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)試驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定汽車定方向盤轉(zhuǎn)角穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)時(shí)的汽車前進(jìn)車速、汽車橫擺角速度、繪制轉(zhuǎn)彎半徑比 與側(cè)向加速度關(guān)系曲線、汽車前后軸側(cè)偏角速度差值與側(cè)向加速度的關(guān)

9、系曲線,計(jì)算穩(wěn) 態(tài)回轉(zhuǎn)的特征參數(shù)。試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)試驗(yàn)掌握汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)方法,掌握儀器的使用方法以及試驗(yàn)數(shù) 據(jù)的處理方法。試驗(yàn)條件試驗(yàn)車輛_依維柯場(chǎng)地_圓形試車場(chǎng)試驗(yàn)儀器-陀螺儀、GPS測(cè)試儀、數(shù)據(jù)采集器試驗(yàn)數(shù)題理及結(jié)果表達(dá)1. 轉(zhuǎn)彎半徑比Ri / R0與側(cè)向加速度ay ,關(guān)系曲線。根據(jù)記錄的橫擺角速度及汽車前進(jìn)車速,用下述公式計(jì)算各點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑及側(cè) 向加速度。Ri=Vi/wifayi=Vi*u）i , i=l,2f3, n式中：Vi第i點(diǎn)車速，m/s3i奚點(diǎn)橫擺角速度,rad/sRi第i點(diǎn)轉(zhuǎn)彎半徑，mayi第i點(diǎn)側(cè)向加速度,m/s/sn樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)而算出各點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑比（Ri / R

10、O ） （RO為初始半徑,m）o根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪 出（R / RO ） ay曲線2. 汽車前后側(cè)偏角差值（81 52）與側(cè)向加速度ay關(guān)系曲線對(duì)于兩軸汽車,汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)時(shí)，（61 62）用下式確定：61 62二360/2ITL （l/RO-1/Ri ）式中：81. 82前后軸側(cè)偏角,0L汽車軸距，m（全順汽車:L二Ri、R0、第各點(diǎn)轉(zhuǎn)彎半徑及初始半徑,m ,根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制（51 -82 ） ay關(guān)系曲線。3. 不足轉(zhuǎn)向度u及不足轉(zhuǎn)向度評(píng)價(jià)記分值Nu。1）不足轉(zhuǎn)向度u按前后軸側(cè)偏角差值與側(cè)向加速度值為2m/s/s處的平均斜率計(jì)算。2 ）不足轉(zhuǎn)向度的評(píng)估記分值Nu :根據(jù),GB/T13047汽

11、車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法右左轉(zhuǎn)彎a 二a =均值a =a =均值R/Rodl-d2(°)R/Ro1dl-d2(°)經(jīng)過(guò)計(jì)算，可得側(cè)向?qū)⑺俣炔蛔戕D(zhuǎn)向度車身側(cè)傾度左右左右左右60100六.轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)1主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法中的轉(zhuǎn)向回正性能試驗(yàn)方法 本標(biāo)準(zhǔn)適用于轎車、客車、貨車及越野汽車，其他類型汽車可參照?qǐng)?zhí)行。2引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12534汽車道路試驗(yàn)方法通則GB/T 12519汽車操縱穩(wěn)定性術(shù)語(yǔ)及其定義3測(cè)量變雖和儀器設(shè)備3.1測(cè)量變量a.汽車前進(jìn)速度；b橫擺角速度；c側(cè)向加速度。32試驗(yàn)儀器設(shè)備S21試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)符合GB / T 12

12、534中條規(guī)定。3.2.3包括傳感器及記錄儀器在內(nèi)的整個(gè)測(cè)呈系統(tǒng)的頻帶寬度不小于3Hz。3.2.4各種傳感器按各自使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝。4試驗(yàn)條件4.1試驗(yàn)汽車4.1.1試驗(yàn)汽車是按廠方規(guī)定裝備齊全的汽車。試驗(yàn)前，測(cè)定車輪定位參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)向系、懸架系進(jìn)行檢查、調(diào)整 和緊固，按規(guī)定進(jìn)行潤(rùn)滑。只有認(rèn)定試驗(yàn)汽車已符合廠方規(guī)定的技術(shù)條件，方可進(jìn)行試驗(yàn)。測(cè)定及檢查的有關(guān)參數(shù)的 數(shù)值，記入附錄A 補(bǔ)充件）中，4.1.2試驗(yàn)時(shí)若用新輪胎，試驗(yàn)前至少應(yīng)經(jīng)過(guò)200km正常行駛的磨合；若用舊輪胎，試驗(yàn)終了殘留花紋高度不小 于。輪胎汽壓應(yīng)符合GB/T 12534中條的規(guī)定。4.1.3試驗(yàn)汽車在廠定最大總質(zhì)量（駕駛員，試

13、驗(yàn)員及測(cè)試儀器質(zhì)量.計(jì)入總質(zhì)呈）狀態(tài)下進(jìn)行。貨車的裝載物 （推薦用砂袋）均勻分布于貨箱內(nèi)；客車的裝載物（推薦用砂袋）分布于座椅和地板上，其比例應(yīng)符合GB/T 12534 中表1的規(guī)定。軸載質(zhì)量必須符合廠方規(guī)定。4.2試驗(yàn)場(chǎng)地與壞境a.試驗(yàn)場(chǎng)地為干燥、平坦而清潔的，用水泥混凝土或?yàn)r青鋪裝的路面，任意方向的坡度不大于2%；b .風(fēng)速不大于5m/ s;c .大氣溫度在0 40'C范圍內(nèi)。5試驗(yàn)方法5.1低速回正性能試驗(yàn)5.1.1在試驗(yàn)場(chǎng)地上用明顯的顏色畫(huà)出半徑為15m的圓周。5.1.2試驗(yàn)前試驗(yàn)汽車沿半徑為15m的圓周、以側(cè)向加速度達(dá)3m/s：的相應(yīng)車速，行駛500m,使輪胎升溫。5.1.3

14、接通儀器電源，使其達(dá)到正常工作溫度。5.1.4試驗(yàn)汽車直線行駛，記錄各測(cè)量變量琴線，然后調(diào)整轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，使汽車沿半徑為15±lm的圓周行駛，調(diào) 整車速，使側(cè)向加速度達(dá)到4士/s：,固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，穩(wěn)定車速并開(kāi)始記錄，待3s后，駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤并做 一標(biāo)記（建議用一微動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)訊號(hào)通道同時(shí)記錄），至少記錄松手后4s的汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門開(kāi)度 保持不變。對(duì)于側(cè)向加速度達(dá)不到4±的汽車，按試驗(yàn)汽車所能達(dá)到的最高側(cè)向加速度進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中（表2 備注）加以說(shuō)明。52高速回正性能試驗(yàn)521對(duì)于最高車速超過(guò)100km/h的汽車，要進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。522試驗(yàn)車速按被試

15、汽車鍛高車速的70%并四舍五入為10的整數(shù)倍。523接通儀器電源，使其達(dá)到正常的工作溫度c5.2.4試驗(yàn)汽車沿試驗(yàn)路段以試驗(yàn)車速直線行駛，記錄各測(cè)量變量的零線。隨后駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使側(cè)向加速度 達(dá)到2±/s:,待穩(wěn)定并開(kāi)始記錄后，駕駛員突然松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤并做一標(biāo)記（建議用一微動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)訊號(hào)通道同時(shí)記 錄），至少記錄松手后4s內(nèi)的汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。記錄時(shí)間內(nèi)油門開(kāi)度保持不變。5.2.5試驗(yàn)按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行，每個(gè)方向三次。6試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表達(dá)6.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理橫擺角速度時(shí)間歷程曲線分兩大類：收斂型（圖1中曲線14）與發(fā)散型（圖1中曲線5、6）。對(duì)于發(fā)散型， 不進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；對(duì)于

16、收斂型，按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)分別確定下述指標(biāo)。6.1.1時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)在微動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)間歷程曲線上，松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤時(shí)微動(dòng)開(kāi)關(guān)所做的標(biāo)記。6.1.2穩(wěn)定時(shí)間從時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始，至橫擺角速度達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值（包括零值）為止的一段時(shí)間間隔。其均值按下式確定：6.1.3殘留橫擺角速度在橫擺角速度時(shí)間歷程曲線上，松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤3s時(shí)刻的橫擺角速度值（包括爭(zhēng)值），按下式確定：614橫擺角速度超調(diào)呈在橫擺角速度時(shí)間歷程曲線上，橫擺角速度響應(yīng)第一個(gè)峰值超過(guò)新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比（見(jiàn)圖2） o橫擺角速度超調(diào)量均值按下式確定：615橫擺角速度自然頻率可先由公式（6）求得衰減率D1 i.后，再由公式（7）求得相對(duì)阻尼系數(shù)，或由圖1查得相對(duì)阻尼系數(shù)。相對(duì)阻尼系數(shù)按下式確定：相對(duì)阻尼系數(shù)均