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探究乘用车操纵稳定性评价方法论文

时间:2021-02-17 12:49:35 毕业论文范文 我要投稿

探究乘用车操纵稳定性评价方法论文

  1目前国内汽车操稳性评价主要存在的问题

探究乘用车操纵稳定性评价方法论文

  汽车的操纵稳定性是驾驶员在不过分紧张、疲劳的情况下,汽车能按照驾驶员意图行驶,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。汽车的操纵稳定性能是主动安全性中不可忽视的重要部分,显示了驾驶员控制车辆的安全与否,同时也决定着汽车高速时的主动安全。随着全国道路状况的改善,特别是高速公路的迅速发展,汽车行驶平均速度日益提高,有些运动型轿车的最高车速甚至超过每小时三百公里。因此,汽车的操纵稳定性将更加被重视,是现代汽车重要的使用性能之一。

  1.1国内外汽车操纵稳定性评价方法分析

  汽车操纵稳定性可分为操纵性和稳定性两个部分,二者相互关联,相互影响。操纵性主要是驾驶员对汽车的操纵输入的响应效果,包括转向回正性能、变道操纵性能、转向操纵性能等;稳定性则表示车辆应对外界干扰,保持稳定行驶的能力,包括抵抗来自路面干扰和空气干扰的能力。产品设计时,应使二者之间合理协调。汽车的操纵稳定性最终应通过试验的方法来测定与评价,试验中的性能评价包括主观评价和客观评价两种方法。客观评价是通过测试仪器测出表征性能的物理量如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。主观评价就是感觉评价,其方法就是让试验评价人员根据试验时自身的感觉来进行评价。由于汽车操稳性受多种因素影响,其客观评价指标并不能完整评定汽车操纵稳定性,因此主观评价在汽车操稳性评价中仍占有重要地位。国家标准(GB/T 6323-[4] 2014)《汽车操纵稳定性试验方法》进行汽车操纵稳定性的客观评价。

  对比可以看出,我国、日本和国际标准化组织,都要求对车辆进行蛇形试验,因为蛇形试验综合性较高,具有一定代表性和重要性,在一定程度上可以反映出汽车的侧偏特性和横摆情况。进行对比的四个国家和组织都要求进行稳态试验,原因是稳态回转试验中包含对不足转向度的测量,适度的不足转向量有助于高速安全,但不足转向量过大,也会带来驾驶疲劳。观察发现,美国和日本都很关注车辆的抗侧风能力,原因可能是,两个国家的`大部分地区经常遭受台风侵袭,因而做出这方面的考虑。

  1.2国家标准操稳性评价方法存在的主要问题

  一方面,主观评价往往受评价者个人主观因素的影响,不同评价者对同一产品给出的评价结果差别较大,并且也不能给出“汽车性能”与 “汽车结构”之间的联系。另一方面,对于不同车型尤其在车体构造和性能等方面差别较大的车辆,现行汽车操纵稳定性国家标准的评价试验方法和指标限值并没有分类制定或者有任何不同之处,这显然是不合理的。并且,近年来汽车工业技术不断进步和发展,汽车操稳性评价方法也应按现行汽车对操纵稳定性要求而更新。

  2乘用车操稳性的评价方法和评价指标的改进建议

  按照现行国家标准(GB/T 3730.1-2001)《汽车和挂车类型的术语和定义》可将汽车分为乘用车和商用车。但由于各类汽车自身结构形式、类型用途、使用情况、行驶路况不尽相同,所以在操稳性评价时应将上述分类加以细分。本文主要讨论乘用车(包含轿车、客车和越野车)操稳性的评价方法和评价指标的改进建议。

  2.1乘用车操稳性各指标相关性讨论及改进建议

  1)多数现代轿车的行驶路况良好,路面平整度较好,坡度及转弯半径都较小,因此对轿车的转向轻便性能不应要求较高。加上现在许多轿车都装有转向助力装置,装有转向助力的车与没有转向助力的车测得的转向轻便性结果不具可比性。且轻便性试验与转向回正性试验具有一定关联性,转向回正性试验结果在一定程度上也反映了转向轻便性。所以建议轻便性试验权重可在一定程度上有所降低。

  2)稳态回转试验中测试的不足转向度是为了防止转向过度造成侧倾隐患,对于高速车辆来讲是必备条件。但不足转向量也不应过大,因为车辆应具有适度的不足转向量,以防止不足转向量过大导致驾驶员疲劳。应该适当提高乘用车高速不足转向度U在操稳性评价中的比重。

  3)转向回正性试验按高速回正性和低速回正性进行试验。多数现代轿车最高车速达100km/h。客车载客量大、车身偏长的特点导致对其操稳性要求较高,在长途行驶或山路转弯较频繁的时候,车辆的转向回正性能尤为重要。越野车多数时间的行驶路况复杂,路面不平坦,障碍物较多,且弯道、上下坡等较频繁,车辆的转弯特性中回正性也很重要。故在两项试验都进行时应加大上述三种车型高速回正性能试验的比重。

  4)蛇形试验是几个稳态响应试验中综合性最高的一项,侧面反映转向回正试验、转向轻便试验、转向盘角阶跃、角脉冲试验,具有一定代表性和重要性,在一定程度上可以反映出汽车的侧偏特性和横摆情况。且蛇形试验评价与汽车安全稳定性密不可分。根据上式1.3,应在上述三种车型中大幅增加平均横摆角速度峰值试验值的计分权重。

  2.2改进后的乘用车操稳性评价指标

  需要说明的是,改进后标准中计分值比例α、β、γ、ε值应按轿车、客车和越野车各自的设计侧重点来确定相应值。在这个确定过程中,应由相关专家及有经验的不同驾乘人员经过主观评价后给出相应值,经过大量统计数据求平均值后确定。

  3结论及建议

  汽车的操纵稳定性关系到交通安全,重大交通事故往往与发生侧偏、转向时操纵性能不好、遇紧急情况时稳定性能不好等情况有关,故汽车操纵稳定性是汽车安全行驶的重要保障。鉴于此对于汽车操稳性能及其评价方法的改进始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。

  本文通过对我国汽车操稳性评价方法和评价指标的详细分析,就我国当前汽车操稳性评价方法出现的问题进行了探讨,具体研究成果如下:

  1)国家标准规定的试验方法规程中某些限值与现实情况不相符。当前国家标准规定的汽车操稳性评价试验方法中,几处条件限值或指标权重规定与现实生产生活中的情况并不相符。例如:蛇形试验中标桩间距设定偏大;转向回正性试验中高、低速回正性试验指标总比例相同,但现实情况中汽车高速时回正性能远比低速时重要的多。

  2)各评价指标权重比相同,不能区分其重要性,单项与综合评价结果不准确。评价车辆操稳性的6个试验均有其所属评价指标,总评价计分按6个试验评分取其平均值。显而易见,各评价指标间重要性均等,各试验方法间亦无着重突出部分,这样的评价体系并不能给出准确的评价结果。本文利用车辆对各个指标的权重度,进行各项加权,从而得到操纵稳定性的综合评价体系。

  3)对于不同车型、不同使用条件的车辆评判应存在差异性。因为不同类型的汽车对各个指标的要求不一样,而且不同的路况使用条件也对汽车的操稳性产生不同程度的影响。因此,对汽车操纵稳定性进行评价时,要充分考虑路况条件,车辆类型等。建议增加转弯制动试验。现实生活中的大量交通事故都是由于汽车在弯道制动时操稳性出现状况而导致的。在这个过程中可能出现制动跑偏和后轴侧滑等现象,严重影响车辆行驶安全性。因此要求用任何速度在弯道制动,汽车都不应丧失其操纵性和方向稳定性。

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