汽车行驶安全与操纵稳定性
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ＬＩＵ Ｈａｏ，ＪＩＮ Ｓｈｕａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ
（Ｃｈａｎｇ‘ｆｉｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，Ｘｉ‘ａｎ，Ｓｈａａｒｔｘｉ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅＯｎｖｅｈｉｃｌｅｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄＲｍｄａｄｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅ．ｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．ａｎｄｕｓｉｎｇ ＭＡＴＬＡＢ ｓｏｆｔｗ＆Ｔｅｔｏｄｒａｗ
［２】陈家瑞．汽车构造【Ｍ】．ｊＥ京：人民交通出版社，２０１０．
＋一＋一～～…一～、
哈萨克国立技术大学与美国苹果公司 联合创建科学教育中心
１
２０１２年３月２８日，在阿拉木图市举行了哈萨克国立
合作，远期目标是将中心建设成哈信息与通信技术领
域人才培养和科研开发的“旗舰”。 哈萨克国立技术大学始建于１９３３年．是哈丁程技 术类最大的教育与科研中心。目前，按照哈科技教育一 体化战略，正在创建研究型大学，该校非常重视与世界 著名公司的合作，已经与法国施耐德电气、德国西门子、
第３１卷第１３期
企业技术开发
２０１２年５月
∑型：！！
！！：！ｉ！垦￡丛盟Ｑ垦Ｑ曼！生垒亘＝望垦！垦垦Ｑ￡丛量盟！Ｑ！垦盟！垦曼￡堕！曼垦
丛！ｚ：！！！；
汽车行驶安全与操纵稳定性
刘浩，金爽，王鹏
（长安大学汽车学院，陕西西安７１００１８）
摘要：文章对汽车操纵稳定性与路面附着系敷关系进行了探究．并用ＭＡＴＬＡＢ软件绘制出了不同路面附着系数下小
姗，汽车的重心高为０．７ ｍ，重力为１０ｍ／ｓ２。
由此可以得到图２（转弯半径与安全转弯速度的关
系图）。
．≯越喇鼯誊圳划Ｋ卜靼扑静辛毒博
囤２转弯半径与安全转弯速度的关系图
在此，可以看出极限速度与转弯半径呈线性增加的 趋势，转弯半径越大，极限速度越大。
路咖附看糸馥
田１不Ｉ可路面耐着系数下小型车不发生衡滑的极限稳定车速
大．这是增大摩擦力的作用。所以，在雪天、雨天等路面 附着系数比较小的情况下，我们需要给汽车安装防滑链
或其他防滑装置，这样便有利于汽车操纵稳定性的发
挥。而通过汽车转向时操稳性与转弯半径关系的探究，
我们可以发现转弯半径越大，汽车安全的极限转弯速度
变大，所以，在高速等高速行驶的情形下，避免急转弯，
不仅可以减少后车追尾事故的发生，而且可以提高汽车
身于此。而在这些事故中，很多汽车都出现’ｊ：操纵稳定
性方面的问题。研究汽车安全与其操纵稳定性显得很急 迫。在雨天和晴天这两种不同的天气情况下，路面附着 系数会发生改变．研究不同路面附着系数下汽车的极限 车速可以为汽车的安全行驶提供很大的帮助，而研究在
转弯情形时的不侧翻车速，同样对汽车的安全行驶大有
裨益。
ａ
ｓｍａⅡｃａｌ＂ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏａｄａｄｈｅｓｉｏｎ
ｃａｒ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｓｋｉｄｄｉｎｇｌｉｍｉｔ ｓｔｅａｄｙ ｓｐｅｅｄｉｍａｇｅ．ａｎａｌｙｓｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔ：
砌ａｄｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ ｂｉｇｇｅｒ．ｔｈｅ ｓｍａｌｌ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｖｉｉｎｇ
２。ｌ本身结构参数 汽车本身结构参数，如汽车的轴距、轮距、重心位
着极限．后轮将先于前轮向外侧侧滑，发生“甩尾”现象。
因转向半径减小．极易诱发汽车倾翻。 汽车在水平路面上转向行驶时，不发生慨滑的极限
置、轮胎特性、悬挂装置与转向装置的结构形式和参数
收稻日期：２０１２—０２一１５ 作者简介：刘浩（１９９０－－－）．男．陡西西安人．大学本科，研究方向：汽车 试验。
Ｖｔ＝ｓ石、／訾
式中。Ｒ为汽车转弯半径，ｎｌ；Ｂ为汽车的轮距，ｍ；ｈｏ
为汽车的重心高，ｍ；Ｖ。为汽车不发生侧向倾覆的极限车 速．ｋｍ／ｈ。
操纵稳定性。
参考文献： ［１ Ｊ强爱民．汽车操纵稳定性与高速公路安全行车【Ｊ］．河南机 电高等专科学校学报．２００４。（６）．
４００
这里我们采甩小型车作为研究对象，其轮距为１
稳定车速为：
Ｖｊ＝３．１６Ｖ＇－Ｒｘ—Ｇｘ—‘０
万方数据
第３１卷第１３期
刘浩．等：汽车行驶安全与操纵稳定性
式中，Ｒ为汽车转弯半径，ｍ；ｇ为莺力加速度；‘ｐ为路
面附着系数；Ｖ，为不发生侧滑的极限稳定车速，ｋｍ／ｈ。 在这里我们取小型车作为研究对象，其最小转弯半 径为６ｍ，利用ＭＡＴＬＡＢ软件，可以得到在不同路面附着 系数下，小型车不发生侧滑的极限稳定车速图像，如图１ 所示。
ｉ技术大学与美国苹果公司联合创建的科学教育中心开
！业仅式。该中心由哈萨克斯坦教育与科学部批准成立。
ｊ
中心创建的目的是与美国苹果公司合作，利用其 ｊ培训资源和认证体系，培养具有国际水平的哈萨克斯
Ｉ坦专业技术人才。中心运行后，学校信息专业培养计划
；也将做相应的调整，开设符合世界ＩＴ技术发展趋势的 ；新课程，提高学生在ＩＴ人才市场七的竞争力。根据双方 ；达成的协议．首先在教育领域开展合作，进而开展科研
ｄｏｅｓ
ｎｏｔ
ｓｌｉｐ ｌｉｍｉｔ ｓｔａｂｌｅ ｓｐｅＨｔ ｆａｓｔｅｒ．
ｓａｆｅｔｙ；ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｒｏBiblioteka Baiduｄ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
近年来，交通事敞越来越多．每天几乎有几百人丧
会对汽车的操纵稳定性有较大影响。 ２．２使用因素 汽车的使用因素，如离心力，对汽车的操纵性和稳定 性影响很大。 ２．３车行速度 行驶速度对汽车操纵稳定性的影响。低速时，汽车 呈不足转向，但在高速时，汽车有可能变为过度转向。所 以，在高速行车时，一定要注意方向盘的操纵，避免产生 过大的离心力，以保证高速行车安全。
、
美国霍尼韦尔、日本横河电机、微软公司等建立了科技 合作关系。
（摘自科技部网站）
黪～ 攀一 攀一 参～
万方数据
型车不发生侧滑的极限稳定车速图像，分析发现：路面附着系数越大，小型车不发生侧滑的极限稳定车速越快。
关键词：行驶安全：操纵稳定性；路面附着系数 中图分类号：Ｕ４６１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１２）１３－００９８—０２
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
１操纵稳定性的含义
汽车能按驾驶员操纵方向行驶，抵抗力图改变行驶 方向的外界干扰，维持一定的速度，不会造成驾驶员过 度紧张和疲劳，保持稳定行驶．汽车的这种能力称为操 纵稳定性。汽车的操纵稳定性与交通安全有直接的关系， 操纵稳定性不好的汽车难于控制。严重时，还可能发生
３操纵稳定性与路面附着系数关系的探究
汽车稳态转向特性是评价汽车操纵稳定性的重要 指标。稳态转向特性有３种状况：不足转向、过度转向和 中性转向。驾驶员都习惯于驾驶具有适度不足转向的汽 车。汽车转向行驶时的稳定性极限对安全行车影响很大。 如采驾驶员对汽车的操纵动作使汽车的运动状态超过
侧滑或倾翻．而造成交通事故。因此．良好的操纵稳定性
是行车安全的重要保证。汽车的操纵稳定性可用汽车稳 态转向特性、汽车稳定极限以及驾驶员一汽车系统在紧急
５结语
通过对操纵稳定性与路面附着系数两者关系的探
究，可以发现：随着路面附着系数的变大，极限车速也变
４汽车转向时操稳性与转弯半径的关系
汽车做曲线运动要产生离心力。其大小可以用下式 表示：
ｌｒ＝警
在这里，在离心力未达到极限时，汽车将会安全转 弯，否则，将会沿着离心力的方向滑移，造成安哞：事故。 汽车在水平路面上转向行驶时，不发生侧滑的极限 稳定车速为：
了这一限度，汽车的运动就会失去稳定，发生侧滑或倾
翻，从而危及行车安全。 当前轮上的侧向反力先达到附着极限时，因前轮发 生的侧滑，汽车的横摆角速度减小，转向半径增大，汽车 将向外侧甩出，发生“偏航”现象。严重时，汽车会被甩出 路外，导致交通事故。如果后轮上的侧向反力先达到附
状态下操纵稳定性作为评价指标。 ２影响操纵稳定性的因素
（Ｃｈａｎｇ‘ｆｉｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，Ｘｉ‘ａｎ，Ｓｈａａｒｔｘｉ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅＯｎｖｅｈｉｃｌｅｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄＲｍｄａｄｈｅｓｉｏｎ ｃｏｅ．ｆｆｉｃｉｅｎｔｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．ａｎｄｕｓｉｎｇ ＭＡＴＬＡＢ ｓｏｆｔｗ＆Ｔｅｔｏｄｒａｗ
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哈萨克国立技术大学与美国苹果公司 联合创建科学教育中心
１
２０１２年３月２８日，在阿拉木图市举行了哈萨克国立
合作，远期目标是将中心建设成哈信息与通信技术领
域人才培养和科研开发的“旗舰”。 哈萨克国立技术大学始建于１９３３年．是哈丁程技 术类最大的教育与科研中心。目前，按照哈科技教育一 体化战略，正在创建研究型大学，该校非常重视与世界 著名公司的合作，已经与法国施耐德电气、德国西门子、
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企业技术开发
２０１２年５月
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汽车行驶安全与操纵稳定性
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在此，可以看出极限速度与转弯半径呈线性增加的 趋势，转弯半径越大，极限速度越大。
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或其他防滑装置，这样便有利于汽车操纵稳定性的发
挥。而通过汽车转向时操稳性与转弯半径关系的探究，
我们可以发现转弯半径越大，汽车安全的极限转弯速度
变大，所以，在高速等高速行驶的情形下，避免急转弯，
不仅可以减少后车追尾事故的发生，而且可以提高汽车
身于此。而在这些事故中，很多汽车都出现’ｊ：操纵稳定
性方面的问题。研究汽车安全与其操纵稳定性显得很急 迫。在雨天和晴天这两种不同的天气情况下，路面附着 系数会发生改变．研究不同路面附着系数下汽车的极限 车速可以为汽车的安全行驶提供很大的帮助，而研究在
转弯情形时的不侧翻车速，同样对汽车的安全行驶大有
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因转向半径减小．极易诱发汽车倾翻。 汽车在水平路面上转向行驶时，不发生慨滑的极限
置、轮胎特性、悬挂装置与转向装置的结构形式和参数
收稻日期：２０１２—０２一１５ 作者简介：刘浩（１９９０－－－）．男．陡西西安人．大学本科，研究方向：汽车 试验。
Ｖｔ＝ｓ石、／訾
式中。Ｒ为汽车转弯半径，ｎｌ；Ｂ为汽车的轮距，ｍ；ｈｏ
为汽车的重心高，ｍ；Ｖ。为汽车不发生侧向倾覆的极限车 速．ｋｍ／ｈ。
操纵稳定性。
参考文献： ［１ Ｊ强爱民．汽车操纵稳定性与高速公路安全行车【Ｊ］．河南机 电高等专科学校学报．２００４。（６）．
４００
这里我们采甩小型车作为研究对象，其轮距为１
稳定车速为：
Ｖｊ＝３．１６Ｖ＇－Ｒｘ—Ｇｘ—‘０
万方数据
第３１卷第１３期
刘浩．等：汽车行驶安全与操纵稳定性
式中，Ｒ为汽车转弯半径，ｍ；ｇ为莺力加速度；‘ｐ为路
面附着系数；Ｖ，为不发生侧滑的极限稳定车速，ｋｍ／ｈ。 在这里我们取小型车作为研究对象，其最小转弯半 径为６ｍ，利用ＭＡＴＬＡＢ软件，可以得到在不同路面附着 系数下，小型车不发生侧滑的极限稳定车速图像，如图１ 所示。
ｉ技术大学与美国苹果公司联合创建的科学教育中心开
！业仅式。该中心由哈萨克斯坦教育与科学部批准成立。
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中心创建的目的是与美国苹果公司合作，利用其 ｊ培训资源和认证体系，培养具有国际水平的哈萨克斯
Ｉ坦专业技术人才。中心运行后，学校信息专业培养计划
；也将做相应的调整，开设符合世界ＩＴ技术发展趋势的 ；新课程，提高学生在ＩＴ人才市场七的竞争力。根据双方 ；达成的协议．首先在教育领域开展合作，进而开展科研
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近年来，交通事敞越来越多．每天几乎有几百人丧
会对汽车的操纵稳定性有较大影响。 ２．２使用因素 汽车的使用因素，如离心力，对汽车的操纵性和稳定 性影响很大。 ２．３车行速度 行驶速度对汽车操纵稳定性的影响。低速时，汽车 呈不足转向，但在高速时，汽车有可能变为过度转向。所 以，在高速行车时，一定要注意方向盘的操纵，避免产生 过大的离心力，以保证高速行车安全。
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美国霍尼韦尔、日本横河电机、微软公司等建立了科技 合作关系。
（摘自科技部网站）
黪～ 攀一 攀一 参～
万方数据
型车不发生侧滑的极限稳定车速图像，分析发现：路面附着系数越大，小型车不发生侧滑的极限稳定车速越快。
关键词：行驶安全：操纵稳定性；路面附着系数 中图分类号：Ｕ４６１．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１２）１３－００９８—０２
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
１操纵稳定性的含义
汽车能按驾驶员操纵方向行驶，抵抗力图改变行驶 方向的外界干扰，维持一定的速度，不会造成驾驶员过 度紧张和疲劳，保持稳定行驶．汽车的这种能力称为操 纵稳定性。汽车的操纵稳定性与交通安全有直接的关系， 操纵稳定性不好的汽车难于控制。严重时，还可能发生
３操纵稳定性与路面附着系数关系的探究
汽车稳态转向特性是评价汽车操纵稳定性的重要 指标。稳态转向特性有３种状况：不足转向、过度转向和 中性转向。驾驶员都习惯于驾驶具有适度不足转向的汽 车。汽车转向行驶时的稳定性极限对安全行车影响很大。 如采驾驶员对汽车的操纵动作使汽车的运动状态超过
侧滑或倾翻．而造成交通事故。因此．良好的操纵稳定性
是行车安全的重要保证。汽车的操纵稳定性可用汽车稳 态转向特性、汽车稳定极限以及驾驶员一汽车系统在紧急
５结语
通过对操纵稳定性与路面附着系数两者关系的探
究，可以发现：随着路面附着系数的变大，极限车速也变
４汽车转向时操稳性与转弯半径的关系
汽车做曲线运动要产生离心力。其大小可以用下式 表示：
ｌｒ＝警
在这里，在离心力未达到极限时，汽车将会安全转 弯，否则，将会沿着离心力的方向滑移，造成安哞：事故。 汽车在水平路面上转向行驶时，不发生侧滑的极限 稳定车速为：
了这一限度，汽车的运动就会失去稳定，发生侧滑或倾
翻，从而危及行车安全。 当前轮上的侧向反力先达到附着极限时，因前轮发 生的侧滑，汽车的横摆角速度减小，转向半径增大，汽车 将向外侧甩出，发生“偏航”现象。严重时，汽车会被甩出 路外，导致交通事故。如果后轮上的侧向反力先达到附
状态下操纵稳定性作为评价指标。 ２影响操纵稳定性的因素