操纵稳定性的基本分析
操纵稳定性介绍
1、问题的由来
“反应迟钝”：驾驶员转向指令已发出相当时间，但汽车还 没有转向反应，或转向过程完成的过慢。 “丧失路感”：正常汽车的转弯的程度，会通过转向盘在驾 驶员手上产生相应的感觉。有些操纵性能不好的汽车，在车 速较高或急剧转向时会丧失这种感觉。这会增加驾驶员的操 纵困难或影响驾驶员做出正确的判断。 “晃”：驾驶员给出稳定的转向指令，但汽车却左右摇摆， 行驶方向难于稳定。
2、操纵稳定性概念
汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条 件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向 行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行 驶的能力。 汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而 且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，所以人们称 之为“高速车辆的生命线”。汽车的操纵稳定性日益受到重 视，已成为衡量现代汽车的主要性能之一 。
6、操稳的评价标准
（1）GB/T 6323.1－1994《蛇行试验 》； （2）GB/T 6323.2－1994《角阶跃输入特性试验 》； （3）GB/T 6323.3－1994《角脉冲输入特性试验 》； （4）GB/T 6323.4－1994《回正性能试验 》； （5）GB/T 6323.5－1994《转向轻便性能试验 》； （6）GB/T 6323.6－1994《稳态回转试验 》； （7）QC/T 480－1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方 法 》。
4、操稳分析内容
汽车的操纵稳定性涉及的问题较广泛，它需要采用较多的物理参量从多方 面进行评价
4、操稳分析内容
5、操稳评价方法
汽车性能最后通过试验来进行测定与评价。试验中的性能评 价有主观评价 客观评价 主观评价和客观评价 客观评价法是通过测试 主观评价 客观评价两种方法。客观评价法 客观评价法 仪器测出表征性能的物理量如横摆角速度、侧向加速度、转 向力等来评价操纵稳定性的方法。主观评价法 主观评价法就是感觉评价， 主观评价法 其方法是让试验评价人员根据试验时自己的感觉来进行评价， 并按规定的项目和评分方法进行评分。
汽车的操纵稳定性详解
转向盘中心区操纵稳定性：指转向盘小转角、低频正弦输入下汽车高 速行驶时的操纵稳定性，它代表了汽车经常行驶工况下的操纵稳定性。
机动性：代表汽车机动灵活性的性能，最小转弯半径是评价汽车机动 性的重要指标。
直线行驶性：侧风稳定性与路面不平度稳定性是汽车直线行驶时在外 界干扰输入下的时域响应。
极限行驶性能：指汽车在处于正常行驶与异常危险运动之间的运动状 态下的特性，它表明了汽车安全行驶的极限性能。
汽车在附着系数较大的路面上作小转向运动，认为是线性区评价； 汽车在附着系数较小的路面作大转向运动，认为是非线性区评价。
5．稳态评价和动态评价
稳态：指没有外界扰动、车速恒定、转向盘上的指令固定不变，汽 车的输出运动达到稳定平衡的状态。
稳态评价：汽车达到稳态状态的评价。 动态评价：汽车从接收转向指令或扰动指令开始到达到稳态状态之 前的运动评价。 稳态不存在操纵稳定性问题，所有的操纵稳定性问题都是动态反应 问题。
第2页
汽车操纵稳定性
定义：指在驾驶人不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾 驶人通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受 到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰 而保持稳定行驶的性能。
操纵性:即汽车能够确切地响应驾驶人通过转向盘给定的转向指令 行驶的能力，反映了汽车与驾驶人配合的程度。
2021/1/30
5.1.2 汽车操纵稳定性的基本内容和评价指标
➢ 汽车操纵稳定性需要采用较多的物理量从多个方面进行 评价，见表书本中的5-1。
转向盘角阶跃输入下的稳态响应和瞬态响应：是表征汽车操纵稳定性 的转向盘角位移输入下的时域响应，是汽车操纵稳定性的基础特性。
汽车性能与使用5-汽车操纵稳定性
5.3操纵稳定性试验
• 5.3.1路试 • （1）转向轻便性试验：10km/h蛇行（双纽线）
试验：测试转向盘最大转矩、转向盘最大作用 力、转向盘作用功。 • （2）稳态转向特性试验： （1）固定转向盘转 角，等速圆周行驶划圆试验）：车速、转向盘 转角，车身横摆角速度 • （2）固定侧向加速度，测定转向盘转角、车 速、车身横摆角速度。定转向盘转角
5.1.4汽车稳态转向特性
• 同样的前轮转角，弹性车轮 由于侧偏特性，其转向半径 与刚性车轮转向半径有差别。 汽车表现出的不同的转向特 性，称为汽车稳态转向特性
，，则则2
，称汽车具有中性转向特性；
R R ，称汽车具有不足转向特性：
，称汽车具有过多0 转向特性；
1 2
• 5.2.4车轮定位 • （1）主销后倾 • （2）主销后倾 • （3）车轮侧偏回正力矩 • 轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕轴的回正力矩，是圆周行驶时使转向车
轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩。 • （4）前轮回转半径为负值
5.2汽车操纵稳定性的影响因素
• 5.2.5电子控制系统 • （1）电控助力转向 • （2）四轮转向： • 同相转向； • 逆相转向 • （3）稳定控制系统 • （4）巡航控制系统
为使汽车具有合理的转向特性
• 总体布置设计中应注意重心的位置，使用中也应 注意重心的位置
• 轮胎的结构形式和气压对侧偏刚度都有较大的影 响，子午线轮胎比斜交轮胎的侧偏刚度大（不允 许不同类型的轮胎装在同一台汽车上）。
• 轮胎的充气压力越大其侧偏刚度也越大。故相对 某种车型而言，以上各方面应合理匹配，以确保 汽车的不足转向性，使乏有良好的操纵稳定性。
R R0
1 2
R R0
《汽车操纵稳定性》课件
06
汽车操纵稳定性案例分析
案例一：某品牌汽车操纵稳定性优化案例
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过优化悬挂系统和转向系统，提高汽车操纵稳定性
该品牌汽车通过改进悬挂系统和转向系统的设计和参数， 实现了在各种路况下都能够保持较好的操纵稳定性。具体 措施包括采用先进的悬挂系统、优化转向齿条和齿轮的设 计、改善轮胎的抓地力等。这些改进使得汽车在高速行驶 、紧急变道和弯道行驶时更加稳定，提高了驾驶的安全性 和舒适性。
汽车操纵稳定性是评价汽车性能的重要指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ之一，它涉及到汽车的操 控性、安全性、舒适性等多个方面，对驾驶员的驾驶体验和行车安全 具有重要影响。
汽车操纵稳定性的重要性
03
提高行车安全性
提高行驶稳定性
提高乘坐舒适性
良好的汽车操纵稳定性可以提高驾驶员对 汽车的操控信心，减少因失控而引发的交 通事故。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中保持稳定，减少侧滑、失稳等现象 的发生，提高行驶安全性。
案例二：某品牌汽车控制系统优化案例
总结词
通过先进的控制系统，提高汽车操纵稳定性
详细描述
该品牌汽车采用了先进的控制系统，如电子稳定程序和 牵引力控制系统，来提高汽车的操纵稳定性。这些系统 通过实时监测车辆的动态特性和驾驶员的操作，自动调 整发动机输出和制动系统的制动力，以保持车辆的稳定 性和控制性。通过这些控制系统的优化，该品牌汽车在 各种驾驶条件下都能够提供更好的操纵性能和安全性。
良好的汽车操纵稳定性可以使汽车在行驶 过程中更加平顺，减少颠簸和振动，提高 乘坐舒适性。
汽车操纵稳定性的历史与发展
历史回顾
早期的汽车由于没有转向助力、悬挂系统等装置，操纵稳定 性较差。随着技术的不断发展，汽车操纵稳定性逐渐得到改 善。
汽车理论课程设计操纵稳定性
汽车理论课程设计操纵稳定性一、操纵稳定性基础车辆操控稳定性是汽车设计与制造中的一项重要指标，也是人们选择车辆时非常看重的重要因素。
对于车辆的操纵稳定性，我们需要了解车辆的基础结构，以及车辆操纵时的力学基础知识。
1.车辆结构基础车辆的机械结构可以分为下底盘和上底盘，底盘中有车轮、转向系统、悬挂系统和制动系统等，而上底盘则由车身和驾驶室组成。
车轮是车辆行驶和转向的关键部位，转向系统控制着车轮的转向，悬挂系统则提供了车辆的稳定性和舒适性，并使车轮的垂直运动与弯曲运动相互独立。
制动系统则控制着车轮的制动，保证了行驶中的安全。
了解车辆结构对于理解车辆的操纵稳定性有着重要的作用。
2.车辆操纵力学车辆的操纵力学涉及力的平衡、作用、转动和传递等基本知识。
在车辆操纵中，我们需要考虑到转向时车辆的转动惯量、车辆的载荷分布、中心重力位置、轮胎与地面之间的摩擦系数等因素，这些因素会影响到车辆的稳定性和操纵性。
了解车辆操纵力学是理解车辆操纵稳定性的必备基础。
二、操纵稳定性的影响因素操纵稳定性是车辆操纵的关键要素，影响着车辆在运动中的稳定性和操纵性。
以下将重点介绍影响车辆操纵稳定性的几个主要因素：1.车速车速是影响车辆操纵稳定性的重要因素。
车辆在高速行驶时，容易出现断层现象，导致车辆失控。
车辆在低速行驶时，容易被侧向风吹偏，同样也会导致车辆失控。
因此，在车辆操纵过程中，需要注意车辆的速度和行驶路况，保持适当的车速和操纵精度，确保车辆的稳定性。
2.路况路况也是影响车辆操纵稳定性的重要因素。
因为路面不平或路面湿滑，车辆容易出现侧滑或打滑现象，从而引起车辆失控。
此外，曲线路段、上坡、下坡等路段也会影响车辆的稳定性。
因此，司机需要结合具体路况，灵活掌握车辆操纵技能，保持车辆的稳定性。
3.车辆结构车辆的结构也是影响车辆操纵稳定性的重要因素。
车辆结构包括车轮、转向系统、悬挂系统和制动系统等，这些系统的性能影响着车辆的操纵和稳定性。
例如，悬挂系统在车辆运动中起到减震作用，能够提高车辆的稳定性和舒适性；而制动系统的合理性能能够保证车辆的安全行驶。
汽车操纵稳定性概述
汽车操纵稳定性概述汽车的操纵稳定性是指车辆在加速、刹车、转弯等操作时，保持良好的稳定性和可控性的能力。
这一特性对驾驶员来说非常重要，因为它直接关系到行车的安全和舒适性。
汽车的操纵稳定性受到多个因素的影响，包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。
本文将从这些方面对汽车操纵稳定性进行概述。
首先，悬挂系统对汽车的操纵稳定性起到了关键作用。
悬挂系统主要由弹簧、减振器和稳定杆等组成。
弹簧和减振器能够减缓车辆在通过不平路面时产生的颠簸感，提高悬挂系统的工作效率。
稳定杆可以减少车辆转向时的侧倾，提高车辆的稳定性。
因此，一个良好的悬挂系统对车辆的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
其次，制动系统对操纵稳定性也有很大的影响。
制动系统主要由刹车盘、刹车片和刹车油等构成。
当驾驶员需要紧急刹车时，一个良好的制动系统可以迅速减速并能够保持车辆的稳定性。
如果制动系统工作不正常，可能会导致车辆在刹车时出现抱死现象，从而失去了对车辆的控制。
在操纵稳定性方面，转向系统也起到了重要的作用。
转向系统主要由转向机构、转向齿轮和转向轴等构成。
一个良好的转向系统可以提供准确而稳定的转向操作，驾驶员可以更容易地控制车辆的前进方向。
在紧急转弯时，一个稳定的转向系统可以避免车辆失控或侧翻的风险。
此外，轮胎也对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
好的轮胎可以提供良好的抓地力和操控性能，这对车辆的操纵稳定性起到了重要作用。
如果轮胎的磨损过度或者胎压不正确，都可能导致车辆在行驶过程中失去稳定性。
除了这些因素之外，车辆的重心位置也会对操纵稳定性产生影响。
低重心的车辆相对于高重心的车辆在行驶中更加稳定。
因此，现代的汽车设计会尽量将重心降低，以提高车辆的操纵稳定性。
总结起来，汽车的操纵稳定性是一个复杂的系统工程，受到多个因素的影响。
悬挂系统、制动系统、转向系统以及轮胎等都对汽车的操纵稳定性起到了至关重要的作用。
为了提高操纵稳定性，驾驶员应该保持良好的驾驶技巧，同时定期检查和维护车辆的关键部件，以确保其正常工作。
汽车操纵稳定性试验解析汇报
汽车操纵稳定性试验解析！汽车的操稳性不仅影响到汽车驾驶的操纵方面，而且也是决定汽车安全行驶的一个主要性能；为了保证安全行驶，汽车的操稳性受到汽车设计者很大的重视，成为现代汽车的重要使用性能之一，如何试验并评价汽车的操稳性显得极其重要。
汽车操控稳定性分为两个方面：1、操控性: 指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力；2、稳定性:指汽车受到外界扰动（路面扰动或阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。
一、常用试验仪器1、陀螺仪：用于汽车运动状态下测动态参数，如汽车行进方位角，汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角等；2、光束水准车轮定位仪：测车轮外倾角，主销内倾角，主销外倾角，车轮前束，车轮最大转角及转角差；3、车辆动态测试仪：测汽车横摆角速度，车身侧倾角及纵倾角，汽车横向加速度与纵向加速度等运动参数；4、力矩及转角仪：测转向盘转角或力矩；5、五轮仪和磁带机等。
二、试验分类三、稳态回转试验01试验步骤1、在试验场上，用明显的颜色画出半径为15m或20m的圆周；2、接通仪器电源，使之加热到正常工作温度；3、试验开始前，汽车应以侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶500m以使轮胎升温。
4、以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上的车速传感器在半圈内都能对准地面所画的圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量的零线，然后，汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0·25m/s2），直至汽车的侧向加速度达到6·5m/s2为止，记录整个过程。
5、试验按向左转和右转两个方向进行，每个方向试验三次。
每次试验开始时车身应处于正中央。
02评价条件1、中性转向点侧向加速度值An：前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上斜率为零的点的侧向加速度值，越大越好；2、不足转向度：按前后桥侧偏角之差与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均值计算，越小越好；3、车厢侧倾度K：按车厢侧倾角与侧向加速度关系曲线上侧向加速度2m/s2点的平均斜率计算，越小越好。
教学课件：第六章-汽车的操纵稳定性
对比仿真结果与实验结果，验证仿真模型的准确性和 有效性，为优化设计提供依据。
06
总结与展望
本章总结
操纵稳定性定义
汽车的操纵稳定性是指驾驶员按照自己的意愿操纵汽车行驶方向和行驶状态的能力，同时 要求汽车能按驾驶员的意图保持稳定的行驶状态，且在行驶过程中具有良好的抗干扰能力 及自动回正能力。
教学课件：第六章-汽车 的操纵稳定性
• 引言 • 汽车操纵稳定性基础知识 • 汽车操纵稳定性分析方法 • 汽车操纵稳定性试验与评价 • 汽车操纵稳定性优化设计 • 总结与展望
01
引言
课程介绍
汽车操纵稳定性是汽车动力学的一个 重要研究方向，涉及到汽车行驶时的 操控性能和稳定性。
本章将介绍汽车操纵稳定性的基本概 念、研究方法以及相关实验，为后续 章节的学习打下基础。
线性二自由度汽车模型通过建立线性微分方程来描述汽车的动态行为，使得数学分 析变得相对简单。
线性二自由度汽车模型广泛应用于汽车操纵稳定性分析和控制系统的设计。
线性二自由度汽车的操纵稳定性分析
横摆运动分析
横摆运动是指汽车绕垂直于地面 的轴线的旋转运动，主要受到前 轮转角、侧向加速度和侧向风的 影响。
侧倾运动分析
影响操纵稳定性的因素
汽车的结构设计、悬挂系统、转向系统、轮胎等都会影响汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性评价
通过一系列试验和评价指标来评价汽车的操纵稳定性，如蛇形试验、转向盘角阶跃试验、 稳态回转试验等。
下章预告
第七章内容概述
介绍汽车制动系统的基本组成和 工作原理，以及制动性能的评价 指标和试验方法。
重点与难点
汽车操纵稳定性评价标准
横摆角速度标准
根据不同车速和转向盘转 角下的横摆角速度值，制 定相应的评价 角下的侧向加速度值，制 定相应的评价标准。
车辆操纵稳定性(整理版)
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在达到稳态的之前，（r t）是衰
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由于正常的汽车都具有小阻尼的瞬态响应，当ζ<1时
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A1e0t cos t
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由运动起始条件确定积分常数C、A1、A2
t
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0, v
0,
0 , wr
ak10
IZ
B1 0
R/R0>1，K>0 ， 不足转向；
R/R0<1， K<0， 过多转向。
几个表征稳态响应的参数
3）静态储备系数S.M. 1）前、后轮侧偏角绝对值之差α1-α2 2）转向半径的比FRY/1R0
汽 静态储备系数 S.M.：中性
车
质 转向点到前轮的距离a与
心
汽车质心到前轴距离 a 之
中 差与轴距L之比。
mv
ur
ak1
bk2
汽车操纵稳定性的基本内容及评价所用的物理参数
02
瞬态横摆响应曲线 、
04
共振峰频率f、1Hz时的相位滞后角。
03
反应时间τ、衰减振动圆频率ω。
05
轮胎的侧偏特性
轮胎的坐标系
轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线
轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响
回正力矩—绕OZ轴的力矩 轮胎的侧偏特性主要是指侧偏力、回正力矩与侧偏角间的关系。是研究操纵稳定性的基础。
不足转向：K>0，此时横摆角度增益比中性转向时小，是一条下弯的曲线。当横摆角速度增益最大时， 称为特征车速，它是表征不足转向的一个参数。
稳态响应的三种类型
过多转向：K<0，此时横摆角速度增益比中性转向时大，是一条上弯的曲线。当横摆角速度增益趋于无穷大时， 称为临界车速。
3）前轮角阶跃输入下的瞬态响应
客观评价法
方向盘阶跃输入下进入的稳态响应评价 稳态横摆增益曲线 、横摆角速度增益（又称为转向灵敏度）、稳定性因数K。 让试验者根据自己的感觉进行评价，按规定的项目和评分方法进行评价。
主观评价法
汽车操纵稳定性的两种评价方法
01
02
03
04
05
方向盘阶跃输入下的瞬态响应评价
01
横摆角速度频率响应特性评价
弹性轮胎在侧性力作用时的运动状态
在曲线线性段：
侧偏特性曲线：描述侧偏力—侧偏角关系的曲线
轮胎的最大侧偏力取决于附着条件，即垂直载荷，轮胎花纹、材料、结构尺寸、充气压力，路面的材料、结构、潮湿程度以及车轮的外倾角等。
一般而言，最大侧偏力越大，汽车的极限性能越好。 称为侧偏角，k称为侧偏刚度。
轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响
上述二者的综合称为汽车的操纵稳定性。
《汽车的操纵稳定性》课件
结论
1 操纵稳定性是汽车
设计中不可或缺的 一环
优秀的操纵稳定性能够 保证车辆的安全性、舒 适性和经济性。
2 技术的不断发展将
进一步提高操纵稳 定性
随着科技的进步，操纵 稳定性控制技术将不断 改进和创新。
3 未来汽车的操纵稳
定性将更加高效、 安全、智能
新技术的应用将使汽车 的操纵稳定性性能不断 向前发展。
汽车的操纵稳定性
汽车的操纵稳定性是指车辆在不同驾驶情况下的稳定性能。了解和优化操纵 稳定性能，是提高汽车安全性、舒适性和经济性的重要途径。
什么是操纵稳定性？
定义
操纵稳定性是指车辆在各 种驾驶情况下保持平稳的 能力，包括直线行驶、转 向和急制动。
属性
操纵稳定性的属性包括方 向盘控制性、车辆响应速 度、轴重分布等。
电子稳定控制系统 可以检测并纠正车 辆偏离预定轨迹的 情况，提供高级操 纵稳定性和驾驶控 制。
操纵稳定性在汽车设计中的重要性
安全性
操纵稳定性直接关系到驾驶员及乘客的安全，确保车辆在各种情况下都能保持稳定。
舒适性
优秀的操纵稳定性可以提高驾驶舒适性，减少驾驶疲劳和不适感。
经济性
良好的操纵稳定性可以提高燃油经济性，减少能源消耗和排放。
影响因素
影响操纵稳定性的因素包 括车辆结构、悬挂系统、 制动系统和轮胎选择等。
操纵稳定性检测方法
1
பைடு நூலகம்
转向稳定性检测
2
通过测试车辆在转弯时的平衡性和侧
倾程度来评估操纵稳定性。
3
直线行驶稳定性检测
通过测量车辆在直线行驶过程中的姿 态变化来评估操纵稳定性。
急制动稳定性检测
通过模拟急停等紧急情况下的车辆姿 态和制动反应来评估操纵稳定性。
汽车操纵稳定性 标准
汽车操纵稳定性标准汽车操纵稳定性是指汽车在行驶过程中保持稳定的能力，包括直线行驶稳定性、转向稳定性和制动稳定性。
操纵稳定性是汽车安全性的重要指标，直接关系到驾驶员和乘客的行车安全。
因此，制定汽车操纵稳定性标准对于保障交通安全具有重要意义。
首先，汽车操纵稳定性标准应当包括对车辆结构设计的要求。
车辆的结构设计直接影响到操纵稳定性，包括车辆的悬挂系统、转向系统、制动系统等。
悬挂系统应当具有良好的支撑性和减震性能，以保证车辆在行驶过程中不会出现晃动和颠簸。
转向系统应当灵活可靠，能够满足驾驶员的操控需求。
制动系统应当具有良好的制动效果，能够在紧急情况下迅速制动车辆，保证行车安全。
其次，汽车操纵稳定性标准还应当包括对车辆动力系统的要求。
动力系统的稳定性直接关系到车辆的加速和行驶稳定性。
发动机应当具有充足的动力输出，以保证车辆在各种路况下都能够稳定行驶。
传动系统应当平顺可靠，能够有效传递动力，保证车辆的行驶稳定性。
此外，车辆的驱动方式也会对操纵稳定性产生影响，前驱、后驱和四驱车辆在操纵稳定性上会有所不同。
最后，汽车操纵稳定性标准还应当包括对车辆轮胎和制动系统的要求。
轮胎是车辆与地面接触的唯一部件，其性能直接关系到车辆的操纵稳定性。
轮胎的胎面设计应当具有良好的抓地力和排水性能，以保证车辆在各种路况下都能够稳定行驶。
制动系统是车辆行车安全的最后一道防线，其性能直接关系到车辆的制动稳定性。
制动系统应当具有良好的制动效果和抗热性能，以保证车辆在紧急制动时不会出现失控现象。
综上所述，汽车操纵稳定性标准应当全面考量车辆的结构设计、动力系统、轮胎和制动系统等方面的要求，以确保车辆在行驶过程中具有良好的操纵稳定性，保障行车安全。
制定严格的操纵稳定性标准，对于提高汽车行车安全性具有重要意义，也是汽车行业持续发展的重要保障。
汽车的操纵稳定性分析和评价指标
32
以上分析可知： 具有适度不足转向的汽车具有良好的操作稳定性； 过度的不足转向会加剧轮胎的磨损。
FY k
k—侧偏刚度。
FY一定时希望侧 偏角越小越好，所 以 |k| 越大越好。
（1）扁平率小，k大 （2）垂直载荷大，k大 （3）轮胎气压高，k大
垂直载荷过 大时，轮胎与 地面接触区的 压力分布不均 匀，使 k反而有 所减小。
18
α一定时， W大，FY大。
FY = k ，即k 大。
19
（3）轮胎气压高，k大
20
（4）FX 越大，FY 越小
FY1
FY2
FX2
FX1
21
（5）路面干湿状态
22
轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现象的关系
转向油泵
转向减振器 转向直拉杆 转向器 转向摇臂
转向横拉杆
转向油管 转向控制阀
转向节臂
3
4
5
操纵稳定性的研究方法
将汽车作为开路控制系统 人—汽车系统作为闭路系统
6
操纵稳定性的两种试验评价方法
开路系统
人—汽车闭路系统
客观评价法
主观评价法
通过仪器测出横摆角 速度、侧向加速度、侧 倾角及转向力。
让试验评价人员根 据试验时自己的感觉 进行评价。
7
4.1 汽车的转向特性
➢轮胎的侧偏特性 ➢汽车的转向特性
一、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY
地面作用于车轮的侧向反作用力。
8
1）在刚性轮上作用侧向力 F y
c
c
u
u
u'
汽车操纵稳定性测试实验
操稳性测试
一、理论基础
3． 稳态响应与瞬态响应
1) 系统输入
给转向盘一个角位移输入，称为角位移输入；给 转向盘一个力矩输入，称为力矩输入。
2) 输入种类
有阶跃输入、正弦输入、脉冲输入3种。
阶跃
正弦
脉冲
xua
t
选
t
t
操稳性测试
一、理论基础
3． 稳态响应与瞬态响应
3) 时域响应
(1) 稳态响应：系统输入为周期性或恒定性的， 输出也是周期性或恒定性的，输入和输出之 间相对稳定。
不足转向 过多转向
δ 不变
汽车的三种 稳态转向特性
操稳性测试
一、理论基础
4．操纵稳定性的评价与试验方法
主观评价方法：让试验评价人员根据试验时自己 的感觉来进行评价，即感觉评价。
客观评价方法：通过仪器测出表征性能的物理量 如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力来 评价汽车操纵稳定性，可用室内台架试验，测定 并评价有关操纵稳定的性质，也可通过道路试验， 计测汽车转弯和越线行驶的运动状态。
(2) 瞬态响应：从转向至稳态响应的中间过程， 即系统输入为周期性或恒定性而输出不是周 期性或恒定性，两者不保持相对稳定。
操稳性测试
一、理论基础
3． 稳态响应与瞬态响 应
4) 稳态转向特性
中性转向
不足转向、中性转向、过 多转向。
操纵稳定性良好的汽车应
具有适度的不足转向特性， 一般的汽车不应该具有过 多转向的特性。
本节主要内容：
简介汽车操纵稳定性能方面理论知识，操纵稳定 性能试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原 理，实验步骤。
重点：基础理论、试验数据处理
操稳性测试
一、理论基础
第二章 操纵稳定性分析
第二章操纵稳定性分析1.汽车操纵稳定性是指在驾驶着不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过汽车转向系及转向车轮给定的方向驾驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力，是汽车动力学的一个重要分支。
操纵性：稳定性反映的是汽车能够遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶的能力。
稳定性：稳定性反映的是汽车在遭遇到外界干扰情况下产生抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力。
2.操纵稳定性的评价指标：稳态转向特性、瞬态响应特性、回正性、转向轻便性、典型行驶工况性能和极限行驶能力等。
仿真时测量变量包括汽车横摆角速度、车身侧倾角、汽车侧向加速度等。
3.汽车操纵稳定性的实验方法（1）Open-Loop Steering Events---开环转向事件1）Ddift---漂移实验2)Fish-Hook---鱼钩转向3）Impulse Steer---转向脉冲输入4）Ramp-Steer---转向斜坡输入5）Single Lane Change---单移线试验6）Step Steer---转向阶跃输入7) Swept-Sine Steer---转向正弦扫频输入（2）Cornering Events---转弯事件1）Braking-In=Turn---转弯制动2）Constant-Radius Cornering---定半径转弯（稳态回转试验）3）Cornering w/Steer Reiease---方向盘撒手转弯（转向回正试验）4）Lift-Turn-In---松油门转弯5）Power-Off Cornering---发动机熄火转弯（3）Straight-Line Events---直线行驶事件1）Acceleration---加速试验2）Braking---制动试验3）Braking on split μ---左右车轮不同路面制动试验4）Maintain---直线稳定试验5）Power-Off Straight Line---发动机熄火直线行驶（4）Course Events---ISO路线行驶1）ISO Lane Change---ISO路线行驶2）3D Road---三维路面行驶（5）Static Quasi-Static Maneuvers---准静态操纵仿真1）Quasi-Static Constant Radius Cornering---准静态定半径转弯2）Quasi-Static Constant Velocity Cornering---准静态恒速转弯3）Quasi-Static Force-Moment Method---准静态力-力矩方法4）Quasi-Static Straight-Line Acceleration---准静态直线加速第三章客车侧倾稳定性试验仿真建模及设计3.1 ADAMS的建模思路3.1.1 ADAMS的软件介绍及理论基础；3.1.2 ADAMS/Car的建模思路；3.2 前悬架动力学模型的建立（双横臂悬架）；3.2.1 双横臂悬架的结构和工作原理；3.2.2 双横臂悬架子系统与转向系统的建立；3.3 后悬架动力学模型的建立（空气悬架）3.3.1 空气悬架的结构和工作原理；3.3.2 不同空气弹簧型式的特点分析；3.3.3 空气弹簧的建立；3.3.4 减震器模型和各轴套的建立；3.3.5 横向稳定杆的建立；3.4 轮胎特性参数的确定；3.5 其他子系统动力学模型的建立3.5.1 制动系统的建立；3.5.2 动力总成及车身的建立；3.6 客车质心位置及个总成部件质量的确定；第四章客车动态侧倾稳定性试验仿真实例及分析4.1 客车动态侧倾稳定性试验方法1）固定转弯半径变车速试验 2）固定车速变转向角试验3）稳态回转试验4）蛇行试验5）转向瞬态响应6）单移线实验4.2 客车动态侧倾稳定性的仿真分析1）客车定半径变车速试验仿真2）客车定车速变转向角试验仿真。