5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述

1.汽車操縱穩(wěn)定性能包含的內(nèi)容（1）汽車正確遵循駕駛員通過操縱機構(gòu)所給定的方向的能力;（2）汽車抵抗企圖改變行駛方向干擾、保持穩(wěn)定行駛方向的能力。不能過分降低車速或造成駕駛員疲勞。操縱穩(wěn)定性不好的具體表現(xiàn)：

（1）“飄”——汽車自己改變方向。升力或轉(zhuǎn)向系、輪胎、懸架等問題。（2）“反應遲鈍”——轉(zhuǎn)向反映慢。傳動比太大。（3）“晃”——左右搖擺，行駛方向難于穩(wěn)定。（4）“喪失路感”——操縱穩(wěn)定性不好的汽車在高速或急劇轉(zhuǎn)向時會喪失路感，導致駕駛員判斷的困難。（5）“失控”——某些工況下汽車不能控制方向。制動時無法轉(zhuǎn)向、甩尾、側(cè)滑、側(cè)翻。汽車操縱穩(wěn)定性評價方法如表5-1所示。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述2.汽車坐標系與時域響應汽車的運動是借固結(jié)于運動著的汽車上的動坐標系——車輛坐標系來描述的，如圖所示。汽車的時域響應可分為不隨時間變化的穩(wěn)態(tài)響應和隨時間變化的瞬態(tài)響應。轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應：汽車等速直線行駛是一種穩(wěn)態(tài)。若在汽車等速直線行駛時，急速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，然后維持其轉(zhuǎn)角不變，即給汽車以轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入，一般汽車經(jīng)短暫時間后便進入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)。轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進入的瞬態(tài)響應：在等速直線行駛與等速圓周行駛這兩個穩(wěn)態(tài)運動之間的過渡過程便是一種瞬態(tài)。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述

汽車的等速圓周行駛，即汽車轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應，雖然在實際行駛中不常出現(xiàn)，卻是表征汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要的時域響應，一般也稱它為汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為三種類型：不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過多轉(zhuǎn)向，這三種不同轉(zhuǎn)向特性的汽車具有如下行駛特點：在轉(zhuǎn)向盤保持一固定轉(zhuǎn)角下，緩慢加速或以不同車速等速行駛時，不足轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑增大；中性轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑維持不變；而過多轉(zhuǎn)向汽車的轉(zhuǎn)向半徑則愈來愈小。操縱穩(wěn)定性良好的汽車不應具有過多轉(zhuǎn)向特性，也不應具有中性轉(zhuǎn)向特性，因為中性轉(zhuǎn)向汽車在使用條件變動時，有可能轉(zhuǎn)變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向特性。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述

汽車的操縱穩(wěn)定性和汽車行駛時的瞬態(tài)響應有密切關(guān)系。（1）響應時間以轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角達到終值的50％的時刻，作為時間坐標原點，到所測橫擺角速度第一次過渡到新穩(wěn)態(tài)值的50％所用的時間，稱為響應時間。（2）峰值響應時間從時間坐標原點開始，到所測橫擺角速度響應達到第一個峰值止，這段時間稱為峰值響應時間。（3）橫擺角速度超調(diào)量在t=ε時，橫擺角速度達到最大值ω1、ω2往往大于ω0，ω1/ω0的百分數(shù)稱為超調(diào)量。（4）橫擺角速度的波動量在瞬態(tài)響應中，橫擺角速度值ω在ω0值上、下波動。（5）穩(wěn)定時間橫擺角速度達到穩(wěn)定值ω的95％~105％之間的時間，稱為穩(wěn)定時間。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述3.人——汽車閉路系統(tǒng)在對汽車時域響應的討淪中，假定駕駛員的任務只是機械地急速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤至某一轉(zhuǎn)角并維持此角度不變，而不允許根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)向運動作出任何操縱修正動作，即不允許駕駛者起任何反饋作用。

但是，汽車的操縱穩(wěn)定性最后應該是駕駛者來評定的，操縱穩(wěn)定性與駕駛者的操作特性又是緊密相關(guān)的。因此操縱穩(wěn)定性和研究對象應該是把駕駛者與汽車作為統(tǒng)一整體的人——汽車系統(tǒng)，而不能忽略駕駛者的反饋作用。如圖5-4所示，駕駛員——汽車系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)：在汽車行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要，操縱轉(zhuǎn)向盤使汽車做轉(zhuǎn)向運動。路面的凹凸不平、側(cè)風、偏載等影響汽車的行駛。駕駛員根據(jù)道路、交通等情況，通過眼、手及身體感知的汽車運動狀況（輸出參數(shù)），經(jīng)過頭腦的分析、判斷（反饋），修正其對轉(zhuǎn)向盤的操縱。如此不斷地反復循環(huán)，操縱汽車行駛前進。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.1概述4.汽車試驗的兩種評價方法汽車性能最后應通過試驗來進行測定與評價。試驗中的性能評價有主觀評價和客觀評價兩種方法。客觀評價法是評價開路系統(tǒng)，通過測試儀器測出橫擺角速度、側(cè)向加速度、側(cè)傾角及轉(zhuǎn)向力等，來評價操縱穩(wěn)定性的方法?？陀^評價通過儀器測試能定量評價汽車性能，且能通過分析求出其與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系。主觀評價法就是評價閉路系統(tǒng)，讓試驗評價人員根據(jù)試驗時自己的感覺來進行評價，并按規(guī)定的項目和評分辦法進行評分。主觀評價考慮到了人的感覺，能發(fā)現(xiàn)儀器不能測試出的現(xiàn)象，是操縱穩(wěn)定性的最終評價方法，但很難給出定量評價數(shù)據(jù)。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

1.輪胎的坐標系為了討論輪胎的機械特性，需要建立—個坐標系，參看圖5-5。直于車輪旋轉(zhuǎn)軸線的輪胎中分平面稱為車輪平面。坐標系的原點O為車輪平面和地平面的交線與車輪放置軸線在地平面投影線的交點。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

2.輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象和側(cè)偏力一側(cè)偏角曲線輪胎的側(cè)偏因輪胎側(cè)向彈性，車輪受側(cè)向力的作用使輪心速度方向偏離車輪平面的現(xiàn)象。汽車在行駛過程中，由于路面的側(cè)向傾斜、側(cè)向風或曲線行駛時的離心力等的作用，車輪中心沿Y軸方向?qū)⒆饔糜袀?cè)向力，相應地在地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，也稱為側(cè)偏力。當有地面?zhèn)认蚍醋饔昧r，若車輪是剛性的，則可能發(fā)生兩種情況：如圖5-6所示。

(1)當?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧ξ闯^車輪與地面間的附著極限時，車輪與地面間沒有滑動，車輪仍沿其本身平面的方向行駛；(2)當?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧_到車輪與地面間的附著極限時，車輪發(fā)生側(cè)向滑動，車輪便沿合成速度方向行駛，偏離了方向。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

為了說明輪胎側(cè)偏現(xiàn)象，設具有側(cè)向彈性的車輪在垂直載荷為G的條件下，車輪中心受到側(cè)向力，地面相應的有側(cè)偏力時的兩種情況：第一，如圖5-7a）車輪靜止不滾動。由于車輪有側(cè)向彈性，輪胎發(fā)生側(cè)向變形，輪胎胎面接地印跡的中心線與車輪平面不重合，錯開，但仍平行于車輪平面。第二，如圖5-7b）車輪滾動。車輪滾動時接觸印跡的長軸線aa，不只是和車輪平面錯開一定距離，而且不再與車輪平面cc平行。圖示出車輪的滾動過程中，車輪平面上點A1、A2、A3、…依次落在地面上，形成點A′l、A′2、A′3、…，點A′l、A′2、A′3的連線aa與的夾角α即為側(cè)偏角。車輪就是沿著aa方向滾動的。顯然，側(cè)偏角α的數(shù)值是與側(cè)向力Fy有關(guān)的。

試驗發(fā)現(xiàn)，側(cè)偏角與側(cè)偏力之間存在一定關(guān)系，此關(guān)系曲線稱為輪胎的側(cè)偏特性，如圖5-8所示。曲線表明，側(cè)偏角不超過3°～5°時，Y與α成線性關(guān)系。汽車正常行駛時，側(cè)偏角一般不超過4°～5°，可以認為側(cè)偏角與側(cè)偏力成線性關(guān)系。即

式中，K——側(cè)偏剛度（N/rad）。側(cè)偏剛度絕對值越大，在同樣側(cè)偏力作用下，產(chǎn)生的側(cè)偏角越小，相應的操縱穩(wěn)定性能越好。側(cè)偏剛度是決定操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)，最大側(cè)偏力決定于附著條件，即垂直載荷，輪胎胎面花紋、材料、結(jié)構(gòu)、充氣壓力，路面的材料、結(jié)構(gòu)、潮濕程度以及車輪外傾角等。最大側(cè)偏力越大，汽車極限性能越好，汽車圓周行駛的極限側(cè)向加速度就越高。5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性3.影響側(cè)偏特性的因素（1）垂直載荷的影響垂直載荷增大，側(cè)偏剛度增大。但垂直載荷太大側(cè)偏剛度反而減小。（2）輪胎形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

①子午線胎比斜交胎側(cè)偏剛度高。

②扁平比（輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側(cè)偏剛度大。

③胎壓大，則側(cè)偏剛度大，但胎壓太大側(cè)偏剛度基本不變。試驗時，可能通過改變減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗結(jié)果。（3）路面的影響①路面干濕程度的影響：路面越濕，最大側(cè)偏力越小。②薄水層的影響：路面有薄水層時，輪胎可能會完全失去側(cè)偏力，這稱為“滑水”現(xiàn)象。4.回正力矩——繞OZ軸的力矩在輪胎發(fā)生側(cè)偏時，還會產(chǎn)生作用于輪胎繞OZ軸的力矩。圓周行駛時，是使轉(zhuǎn)向車輪回復到直線行駛位置的主要恢復力矩之一，稱為回正力矩。輪胎的型式及結(jié)構(gòu)參數(shù)對回正力矩一側(cè)偏角特性有重要影響。在同樣側(cè)偏角下，尺寸大輪胎一般回正力矩較大。子午線輪胎的回正力矩比斜交輪胎大。輪胎的氣壓低，接地印跡長，輪胎拖距大，回正力矩也就大。地面切向反作用力對回正力矩的影響是隨著驅(qū)動力的增加，回正力矩達最大值后再下降。在制動力作用下，回正力矩不斷減小，到一定制動力時下降為零，其后便變?yōu)樨撝怠?.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

5.有外傾角時輪胎的滾動

汽車兩前輪有外傾角，具有繞各自旋轉(zhuǎn)軸線與地面的交點。滾動的趨勢若不受約束，猶如發(fā)生側(cè)偏一樣，將偏離正前方而各自向左、右側(cè)滾動。實際上，由于前軸的約束，兩個車輪只能一起向前行駛。因此車輪中心必作用有一側(cè)向力，把車輪“拉”回至同一方向向前滾動。與此同時，輪胎接地面中產(chǎn)生一與方向相反的側(cè)向反作用力，這就是外傾側(cè)向力。隨著外傾角的增大，胎面與路面接觸越來越差，所以高速轎車、特別是采用超寬斷面輪胎的賽車外傾角為零。摩托車轉(zhuǎn)彎時，車輪外傾角很大，應具有圓形斷面輪胎。

車輪有外傾角時還產(chǎn)生回正力矩。按照輪胎坐標系的規(guī)定，正側(cè)偏角對應于負的側(cè)偏力與正的回正力矩；正外傾角對應于負的外傾側(cè)向力與負的外傾回正力矩。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.2輪胎的側(cè)偏特性

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性1.前輪角階躍輸入下進入的汽車穩(wěn)態(tài)響應——等速圓周行駛（1）穩(wěn)態(tài)響應汽車等速行駛時，在前輪角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應就是等速圓周行駛。常用輸出與輸入的比值，如穩(wěn)態(tài)時的橫擺角速度與前輪轉(zhuǎn)角之比來評價穩(wěn)態(tài)響應。這個比值稱為穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也稱為轉(zhuǎn)向靈敏度。公式如下：其中K稱為穩(wěn)定性因素，是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應的一個重要參數(shù)。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性（2）穩(wěn)態(tài)響應的三種類型

①中性轉(zhuǎn)向K＝0時，即橫擺角速度增益與車速成線性關(guān)系。這種穩(wěn)態(tài)稱為中性轉(zhuǎn)向，見圖5-10。中性轉(zhuǎn)向的汽車，當轉(zhuǎn)向盤保持一個固定的轉(zhuǎn)角加減速行駛時，汽車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向半徑不變，與車速無關(guān)。②不足轉(zhuǎn)向當K＞0，不再與速度成線性關(guān)系，是一條低于中性轉(zhuǎn)向汽車穩(wěn)態(tài)橫擺增益線，后來又向下彎曲的曲線，見圖5-10。具有這樣特性的汽車稱為不足轉(zhuǎn)向汽車。K值愈大，橫擺角速度增益曲線愈低，不足轉(zhuǎn)向量愈大。③過多轉(zhuǎn)向當K＜0時，橫擺角速度增益比中性轉(zhuǎn)向時大。隨著車速的增加，曲線向上彎曲，見圖5-10。具有這種特性的汽車稱為過多轉(zhuǎn)向汽車。K值愈小，過多轉(zhuǎn)向量愈大。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性（3）幾個表征穩(wěn)態(tài)響應的參數(shù)①前、后輪側(cè)偏角絕對值之差

前、后輪側(cè)偏角絕對值之差增加，轉(zhuǎn)向半徑增加，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性。前、后輪側(cè)偏角絕對值之差減小，轉(zhuǎn)向半徑減小，汽車具有過多轉(zhuǎn)向特性。絕對值等于零時，汽車為中性轉(zhuǎn)向。②轉(zhuǎn)向半徑的比值R／R0R／R0＝1為中性轉(zhuǎn)向；R／R0＞1，則為不足轉(zhuǎn)向；R／R0＜1，為過多轉(zhuǎn)向。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性

2.影響轉(zhuǎn)向特性的因素（1）汽車的質(zhì)量分配與車輪側(cè)偏剛度的匹配在汽車設計及改裝中，應使汽車的質(zhì)量在前后軸的分配，車輪的側(cè)偏剛度相適應，使穩(wěn)定性因數(shù)K>0，以保證汽車的不足轉(zhuǎn)向性。前置發(fā)動機前驅(qū)動的轎車，前軸的軸荷較大、轉(zhuǎn)彎時前軸承擔的離心慣性力較大，在前后車輪側(cè)偏剛度相同的情況下，前輪會產(chǎn)生較大的側(cè)偏角，故趨向于不足轉(zhuǎn)向性。反之，后置發(fā)動機后驅(qū)動的轎車則趨向于過多轉(zhuǎn)向性。（2）輪胎氣壓的影響輪胎氣壓對側(cè)偏剛度影響很大，降低輪胎氣壓，側(cè)偏剛度下降，可以產(chǎn)生較大的側(cè)偏角。汽車說明書中規(guī)定的輪胎氣壓是考慮了獲得不足轉(zhuǎn)向性的數(shù)值，故使用中應注意在冷態(tài)下檢查并按說明書的規(guī)定調(diào)整輪胎的充氣壓力。有的高速轎車甚至規(guī)定了每種乘坐條件及不同季節(jié)時前后輪胎的充氣壓力，以確保需要的不足轉(zhuǎn)向性。前輪氣壓低于規(guī)定值，僅使汽車不足轉(zhuǎn)向性增大，轉(zhuǎn)向靈敏度即橫擺角速度增益下降；而后輪氣壓過低，后輪的側(cè)偏角加大，甚至使原來是不足轉(zhuǎn)向性的汽車變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向性汽車，對操縱穩(wěn)定性帶來嚴重不良影響。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性

（3）輪胎結(jié)構(gòu)的影響不同結(jié)構(gòu)(簾布層數(shù)、扁平率等)、不同型式（子午線輪胎、普通斜交輪胎）的輪胎，側(cè)偏剛度不同，可能使汽車具有過多轉(zhuǎn)向性。子午線輪胎和普通斜交簾線輪胎在車上混合裝用對汽車的操縱性有嚴重影響。子午線輪胎側(cè)偏剛度大，若僅前輪改用子午線輪胎，可使前輪側(cè)偏角減少，如果小于后輪側(cè)偏角，可使原為不足轉(zhuǎn)向性的汽車變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向性汽車。

扁平率小的寬輪胎，側(cè)偏剛度大，產(chǎn)生的側(cè)偏角小。因此，如僅前輪換用扁平率小的輪胎，有使汽車產(chǎn)生過多轉(zhuǎn)向的傾向；如僅后輪換用，則有汽車呈不足轉(zhuǎn)向的傾向。（4）驅(qū)動型式的影響轉(zhuǎn)向時施加于輪胎上的切向力增加，輪胎的側(cè)偏剛度下降，使產(chǎn)生的側(cè)偏角增加。因此，后輪驅(qū)動的車輛，轉(zhuǎn)向時施加驅(qū)動力，使后輪側(cè)偏角增加，有減少不足轉(zhuǎn)向性、向過多轉(zhuǎn)向性轉(zhuǎn)化的傾向；前輪驅(qū)動的汽車，轉(zhuǎn)向時施加驅(qū)動力，使前輪側(cè)偏角增加，有增加不足轉(zhuǎn)向性的作用。（5）左、右輪垂直載荷再分配的影響輪胎側(cè)偏剛度在一定范圍內(nèi)隨垂直載荷的增加而增加。在側(cè)向力作用下，若前軸左右輪垂直載荷變動量大，則汽車趨向于減少不足轉(zhuǎn)向性；：由于增加前懸架的角剛度，能使側(cè)傾力矩分攤到前軸上的數(shù)值增加，因而能使前軸左右輪垂直載荷的變動量加大；減少后懸架的角剛度，能使側(cè)傾力矩分攤到后軸上的數(shù)值減少，因而后軸左右輪垂直載荷的變動量減少，有利于增加汽車的不足轉(zhuǎn)向性。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性

2.影響轉(zhuǎn)向特性的因素（1）汽車的質(zhì)量分配與車輪側(cè)偏剛度的匹配在汽車設計及改裝中，應使汽車的質(zhì)量在前后軸的分配，車輪的側(cè)偏剛度相適應，使穩(wěn)定性因數(shù)K>0，以保證汽車的不足轉(zhuǎn)向性。前置發(fā)動機前驅(qū)動的轎車，前軸的軸荷較大、轉(zhuǎn)彎時前軸承擔的離心慣性力較大，在前后車輪側(cè)偏剛度相同的情況下，前輪會產(chǎn)生較大的側(cè)偏角，故趨向于不足轉(zhuǎn)向性。反之，后置發(fā)動機后驅(qū)動的轎車則趨向于過多轉(zhuǎn)向性。（2）輪胎氣壓的影響輪胎氣壓對側(cè)偏剛度影響很大，降低輪胎氣壓，側(cè)偏剛度下降，可以產(chǎn)生較大的側(cè)偏角。汽車說明書中規(guī)定的輪胎氣壓是考慮了獲得不足轉(zhuǎn)向性的數(shù)值，故使用中應注意在冷態(tài)下檢查并按說明書的規(guī)定調(diào)整輪胎的充氣壓力。有的高速轎車甚至規(guī)定了每種乘坐條件及不同季節(jié)時前后輪胎的充氣壓力，以確保需要的不足轉(zhuǎn)向性。前輪氣壓低于規(guī)定值，僅使汽車不足轉(zhuǎn)向性增大，轉(zhuǎn)向靈敏度即橫擺角速度增益下降；而后輪氣壓過低，后輪的側(cè)偏角加大，甚至使原來是不足轉(zhuǎn)向性的汽車變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向性汽車，對操縱穩(wěn)定性帶來嚴重不良影響。（3）輪胎結(jié)構(gòu)的影響不同結(jié)構(gòu)(簾布層數(shù)、扁平率等)、不同型式（子午線輪胎、普通斜交輪胎）的輪胎，側(cè)偏剛度不同，可能使汽車具有過多轉(zhuǎn)向性。子午線輪胎和普通斜交簾線輪胎在車上混合裝用對汽車的操縱性有嚴重影響。子午線輪胎側(cè)偏剛度大，若僅前輪改用子午線輪胎，可使前輪側(cè)偏角減少，如果小于后輪側(cè)偏角，可使原為不足轉(zhuǎn)向性的汽車變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向性汽車。

扁平率小的寬輪胎，側(cè)偏剛度大，產(chǎn)生的側(cè)偏角小。因此，如僅前輪換用扁平率小的輪胎，有使汽車產(chǎn)生過多轉(zhuǎn)向的傾向；如僅后輪換用，則有汽車呈不足轉(zhuǎn)向的傾向。（4）驅(qū)動型式的影響轉(zhuǎn)向時施加于輪胎上的切向力增加，輪胎的側(cè)偏剛度下降，使產(chǎn)生的側(cè)偏角增加。因此，后輪驅(qū)動的車輛，轉(zhuǎn)向時施加驅(qū)動力，使后輪側(cè)偏角增加，有減少不足轉(zhuǎn)向性、向過多轉(zhuǎn)向性轉(zhuǎn)化的傾向；前輪驅(qū)動的汽車，轉(zhuǎn)向時施加驅(qū)動力，使前輪側(cè)偏角增加，有增加不足轉(zhuǎn)向性的作用。（5）左、右輪垂直載荷再分配的影響輪胎側(cè)偏剛度在一定范圍內(nèi)隨垂直載荷的增加而增加。在側(cè)向力作用下，若前軸左右輪垂直載荷變動量大，則汽車趨向于減少不足轉(zhuǎn)向性；：由于增加前懸架的角剛度，能使側(cè)傾力矩分攤到前軸上的數(shù)值增加，因而能使前軸左右輪垂直載荷的變動量加大；減少后懸架的角剛度，能使側(cè)傾力矩分攤到后軸上的數(shù)值減少，因而后軸左右輪垂直載荷的變動量減少，有利于增加汽車的不足轉(zhuǎn)向性。（6）軸轉(zhuǎn)向的影響車身側(cè)傾時，由于懸架導向桿件的運動學關(guān)系，會使前軸或后軸相對于車身轉(zhuǎn)動某一角度。這使輪心運動方向發(fā)生變化，具有與側(cè)偏現(xiàn)象相同的效果，所以這種現(xiàn)象稱為運動學側(cè)偏，或稱軸轉(zhuǎn)向。

車身側(cè)傾時，由于懸架變形使后軸沿離心力對該軸中點之矩相反的方向轉(zhuǎn)過某一角度(由虛線轉(zhuǎn)至實線位置)，則汽車趨向于增加不足轉(zhuǎn)向性；若后軸沿離心力對該軸中點之矩相同方向轉(zhuǎn)過某一角度，則趨向于減少不足轉(zhuǎn)向性。如果前軸為非獨立懸架，也存在軸轉(zhuǎn)向問題，其分析的結(jié)論是相同的。（7）側(cè)傾時車輪外傾角變化的影響車身側(cè)傾時，由于懸架型式的不同，車輪外傾角會發(fā)生變化，使輪心前進方向發(fā)生變化，這與輪胎側(cè)偏具有相同效果，可以使汽車的轉(zhuǎn)向特性發(fā)生變化。（8）輪胎回正力矩對側(cè)偏的影響回正力矩(即穩(wěn)定力矩)，汽車轉(zhuǎn)彎時各輪上都受回正力矩的作用，有使前后軸側(cè)偏角加大的效果。作用在前輪上的回正力矩，有增加不足轉(zhuǎn)向的傾向；作用在后輪．上的回正力矩，有減少不足轉(zhuǎn)向的傾向。由于前輪的回正力矩較大，故汽車回正力矩的總效果往往趨向于增加不足轉(zhuǎn)向性。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.3汽車的轉(zhuǎn)向特性

（6）軸轉(zhuǎn)向的影響車身側(cè)傾時，由于懸架導向桿件的運動學關(guān)系，會使前軸或后軸相對于車身轉(zhuǎn)動某一角度。這使輪心運動方向發(fā)生變化，具有與側(cè)偏現(xiàn)象相同的效果，所以這種現(xiàn)象稱為運動學側(cè)偏，或稱軸轉(zhuǎn)向。

車身側(cè)傾時，由于懸架變形使后軸沿離心力對該軸中點之矩相反的方向轉(zhuǎn)過某一角度(由虛線轉(zhuǎn)至實線位置)，則汽車趨向于增加不足轉(zhuǎn)向性；若后軸沿離心力對該軸中點之矩相同方向轉(zhuǎn)過某一角度，則趨向于減少不足轉(zhuǎn)向性。如果前軸為非獨立懸架，也存在軸轉(zhuǎn)向問題，其分析的結(jié)論是相同的。（7）側(cè)傾時車輪外傾角變化的影響車身側(cè)傾時，由于懸架型式的不同，車輪外傾角會發(fā)生變化，使輪心前進方向發(fā)生變化，這與輪胎側(cè)偏具有相同效果，可以使汽車的轉(zhuǎn)向特性發(fā)生變化。（8）輪胎回正力矩對側(cè)偏的影響回正力矩(即穩(wěn)定力矩)，汽車轉(zhuǎn)彎時各輪上都受回正力矩的作用，有使前后軸側(cè)偏角加大的效果。作用在前輪上的回正力矩，有增加不足轉(zhuǎn)向的傾向；作用在后輪．上的回正力矩，有減少不足轉(zhuǎn)向的傾向。由于前輪的回正力矩較大，故汽車回正力矩的總效果往往趨向于增加不足轉(zhuǎn)向性。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.4汽車的縱向、橫向穩(wěn)定性1.縱向穩(wěn)定條件行駛在縱向坡道上的車輛，當坡度逐漸增大到一定程度時驅(qū)動力將大于附著力而出現(xiàn)驅(qū)動車輪打滑，汽車無法上坡；隨著坡度不斷增加，前輪的地面法向反作用力也將不斷減小，直至最終為0。此時汽車將失去操縱穩(wěn)定性，將造成車輛縱向翻倒，如圖5-11所示，為汽車等速上坡受力圖。為保證汽車縱向穩(wěn)定，上坡時應先出現(xiàn)驅(qū)動輪打滑，因而無法上坡，可以避免車輛產(chǎn)生縱翻，由此得到后輪驅(qū)動汽車的縱向穩(wěn)定條件為：

Φ＜對于采用前輪驅(qū)動的汽車，其縱向穩(wěn)定條件為：L＞0。定性分析：由于現(xiàn)代汽車的質(zhì)心位置較低，因此上述條件均能滿足而有余。但是對于越野汽車，其軸距較小，質(zhì)心較高，輪胎又具有縱向防滑花紋因而附著系數(shù)較大，故其喪失縱向穩(wěn)定性的危險增加。因此，對于經(jīng)常行駛于坎坷不平路面的越野汽車，應盡可能降低其質(zhì)心位置，而前輪驅(qū)動型汽車的縱向穩(wěn)定最好。

5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.4汽車的縱向、橫向穩(wěn)定性2．側(cè)向穩(wěn)定條件車輛在轉(zhuǎn)彎行駛過程中，由于受到側(cè)向力的作用，將使汽車發(fā)生較大的側(cè)傾。當側(cè)向反作用力達到附著極限時，車輛將產(chǎn)生側(cè)滑；同時側(cè)向力將引起左、右車輪地面法向反作用力的改變，當一側(cè)車輪的地面法反作用力為0時，車輛將側(cè)翻。因此得到汽車側(cè)向穩(wěn)定條件為：

β＜式中又稱為汽車的側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)。定性分析：一般汽車行駛于干燥的瀝青路面上，這時附著系數(shù)較大，約為0.7～0.8，仍然能滿足上述穩(wěn)定性的條件。由于輪距受車寬小于或等于2.5m的限制，不能太大。所以要避免側(cè)翻應力求降低汽車質(zhì)心高度，一般車輛都能滿足要求。只有在裝載貨物質(zhì)心太高且偏向車廂的一側(cè)，或者轉(zhuǎn)向時車速過高，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤過急，致使風力過大時，就容易產(chǎn)生側(cè)翻。為了保證行車安全，就是側(cè)滑也不希望發(fā)生，所以汽車轉(zhuǎn)彎應盡量降低車速，以減少側(cè)翻及側(cè)滑的機會。

1.ESP系統(tǒng)電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ElectricStabilityProgram）簡稱ESP。ESP的三大特點：（1）實時監(jiān)控

ESP能夠?qū)崟r監(jiān)控駕駛者的操控動作、路面反應、汽車運動狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機和制動系統(tǒng)發(fā)出指令。（2）主動干預

ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動作起干預作用，但不能調(diào)控發(fā)動機。ESP則可以通過主動調(diào)控發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個輪子的驅(qū)動力和制動力，來修正汽車的過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。（3）事先提醒當駕駛者操作不當或路面異常時，ESP會用警告燈警示駕駛者。5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.5提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)2.TCS系統(tǒng)

TCS是TractionControlSystem（驅(qū)動力控制系統(tǒng)）的縮寫。TCS經(jīng)常直接與ABS共用同一個系統(tǒng)。ABS控制4個輪，而TCS只控制驅(qū)動輪，其制動原理與ASR系統(tǒng)如出一轍。當汽車加速時，TCS將滑動控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪快速滑動。其功能在于提高牽引力和保持車輛行駛穩(wěn)定性。TCS、ASR可以最大限度利用發(fā)動機的驅(qū)動力矩，保證車輛起動、轉(zhuǎn)向和加速過程中的穩(wěn)定性能。此外，還能減小車輪磨損和燃油消耗。任何一部擁有TCS的車都會同時有ABS系統(tǒng)。5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.5提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)3.EBD系統(tǒng)

ABS功能是防抱死。它是對所控制的車輪孤立地工作。如果汽車的兩側(cè)車輪在不同的路面行駛(例如右側(cè)車輪在冰上，左側(cè)在干路上)，右側(cè)附著力小，ABS就會啟動，而左側(cè)不會啟動，這時兩側(cè)的制動力不同，汽車會側(cè)滑。

EBD的功能是綜合控制4個車輪的ABS系統(tǒng)，在出現(xiàn)兩側(cè)的制動力不同時，強制啟動摩擦力大的一側(cè)的ABS，減小制動力，配合另一側(cè)的ABS，最終令汽車兩側(cè)的制動力相同。所以EBD才能起到防側(cè)滑作用。4.BAS系統(tǒng)

BAS英文全稱是“BrakeAssistSystem”。有關(guān)調(diào)查顯示，約有90%的汽車駕駛員緊急情況剎車時缺乏果斷，而BAS則能從駕駛員踩下制動踏板的速度，探測車輛行駛情況。緊急情況下，當駕駛員迅速踩下制動踏板力度不足時，BAS便會啟動，并在不足1秒的時間內(nèi)把制動力增至最大，從而縮短緊急制動剎車距離。ABS雖然能夠縮短剎車距離，但如果駕駛員采用點剎時，車輪往往不會抱死，ABS沒有機會發(fā)揮作用。而剎車輔助系統(tǒng)BAS，則讓現(xiàn)有的ABS具有一定的智能。當駕駛者迅速用力踩下剎車踏板時，BAS就會判斷車輛正在緊急剎車，從而啟動ABS，迅速增大制動力。5.1汽車穩(wěn)定性能分析

5.1.5提高操縱穩(wěn)定性的電子控制系統(tǒng)

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.1汽車四輪定位主要參數(shù)1．主銷內(nèi)傾在車輛前方觀察兩個前輪，其主銷上端略向內(nèi)傾斜的現(xiàn)象，（若車輛無主銷則用減振器上支承中點與下球節(jié)中點之間假想連線為主銷軸線）稱為主銷內(nèi)傾。在汽車橫向鉛垂面內(nèi)，主銷軸線與鉛垂線之間的夾角β叫主銷內(nèi)傾角，如圖5-13所示。主銷內(nèi)傾的作用是使轉(zhuǎn)向輪自動回正；使轉(zhuǎn)向操縱輕便。2．主銷后傾在前輪外側(cè)觀察，主銷裝在前軸上后，其上端略向后傾斜的現(xiàn)象，稱為主銷后傾。在縱向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角γ稱為主銷后傾角。主銷后傾的作用是保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性，并力圖使轉(zhuǎn)彎后的轉(zhuǎn)向輪自動回正，使轉(zhuǎn)向輕便。

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.1汽車四輪定位主要參數(shù)3．前輪外傾轉(zhuǎn)向輪安裝在車橋上時，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜的現(xiàn)象，稱為前輪外傾。車輪旋轉(zhuǎn)平面與縱向垂直平面之間的夾角α，稱前輪外傾角，如圖5-13所示。4．前輪前束從汽車頂部垂直往下看（俯視），汽車兩個前輪的旋轉(zhuǎn)平面不平行，前端略向內(nèi)束的現(xiàn)象，稱為前輪前束。左右兩前輪之間其后端距離A與前端距離B之差（A-B）稱為前束值（前束角），如圖5-15所示。

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法1．四輪定位的內(nèi)容由于車輛的四輪、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、前后車軸之間的安裝應具有一定的相對位置，這個相對位置是由廠家制定的標準值。調(diào)整恢復這個位置的安裝，就是四輪定位。四輪定位保證汽車穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車在行駛中輪胎和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的磨損。以下情況汽車需要做四輪定位：（1）直線行駛困難：（轉(zhuǎn)向沉重、發(fā)抖、跑偏、不自動復位）駕駛時車感飄浮、顛顫、搖擺等不正常的駕駛感覺。行駛中轉(zhuǎn)向盤不正或行車方向的跑偏現(xiàn)象出現(xiàn)。（2）輪胎出現(xiàn)不正常磨損：（單邊磨損、波狀磨損、塊狀磨損、偏磨等）。（3）汽車更換懸架系統(tǒng)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有關(guān)部件。（4）前部經(jīng)碰撞事故維修后。

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法2.四輪定位儀四輪定位儀由箱體、電腦主機、顯示器、打印機、主程序軟件、通訊系統(tǒng)、傳感器、夾具、轉(zhuǎn)角盤組成，如圖5-16所示。3.四輪定位的檢測圖5-17為汽車四輪定位的檢測步驟。

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法

5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法（1）檢測前的準備①輪胎（花紋深度和胎壓）四輪定位的數(shù)據(jù)是建立在一個相對標準的條件下形成的，所以在進行四輪定位的校準時也要遵循原先的校準條件。為了保證前后軸處于同一個水平面上，對輪胎的要求有：·四個車輪的尺寸一致?！じ鶕?jù)標準將輪胎胎壓調(diào)整到位（胎壓標準詳見油箱蓋內(nèi)側(cè)），如圖5-18所示?！y量胎面的花紋深度（如圖5-19），保證同軸上的輪胎花紋深度最大偏差不能超過2mm，如果不符合條件，需視情況更換相關(guān)輪胎。

新一代的四輪定位系統(tǒng)會更聰明，維修技師通過將這些測量的數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，它便可根據(jù)相應的數(shù)值進行計算以補償這些外因造成的誤差。②懸掛（目測懸掛狀態(tài)）車輪的良好狀態(tài)并不代表著一個完美的四輪定位調(diào)校的開始，還要確保底盤也處于一個健康的狀態(tài)，尤其是事故車，車輛在撞擊后底盤難免會受到一定程度的損傷，甚至出現(xiàn)變形、折斷的情況，更換的底盤部件不會產(chǎn)生有太多問題，反而是那些表面上看不出任何端倪的部件最容易導致四輪定位出現(xiàn)偏差。③空載狀態(tài)下需要滿足的條件

停放在舉升器上的車輛應處于空載狀態(tài)，備胎以及隨車工具要放在屬于各自的位置上。而苛刻的要求在于油箱的儲油量以及玻璃水壺內(nèi)的儲液量需要達到90%以上，廠家也是在這種條件下進行設定的。（2）車輛停放正確把車開上舉升器并準確停放在相應的位置，不僅車身要正，還要使前后車輪處于電子轉(zhuǎn)角盤以及后滑板的中央，如圖5-20所示。5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法（3）安裝卡具及傳感器卡具相當于是傳感器固定在車輪上的轉(zhuǎn)換接口，用于與車輪相固定，為了應對不同輪輞的大小，卡具固定臂可進行相應調(diào)整?？ň吖灿腥潭ū?，每個固定臂末端都有一個卡爪來扒住輪輞邊緣以確保3點確定一個平面。四個傳感器分別固定在車輪上，通過它來測量出車輪所在的位置和角度，并通過網(wǎng)線傳輸至電腦進行分析。圖5-21中的三個畫面即為卡具及傳感器的安裝。圖5-22為調(diào)整傳感器和連接數(shù)據(jù)線。（4）選擇車型信息要在系統(tǒng)內(nèi)找到相應的車型以調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這便是作為衡量這輛車底盤數(shù)據(jù)正確如否的依據(jù)。找到相對應的車型年款后，做出來的效果才正確。那些合資品牌，車輛在進行投產(chǎn)時大多針對底盤進行過本土化的設定，而在4S店所投放的檢測設備中，內(nèi)置會存有海外原廠數(shù)據(jù)，這當然不能被用于經(jīng)本土化調(diào)校的車型。5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法（5）偏位補償偏位補償是四輪定位的一個必要項目，它直接影響到最后的測量精度，所以一定不可跳過。從電腦屏幕的顯示來看，紅色花瓣狀的四個車輪代表著不合格，把車身后部進行舉升直至后車輪抬離地面，根據(jù)電腦屏幕的指示按行駛前行方向旋轉(zhuǎn)車輪，原先的紅色會因角度的變化而轉(zhuǎn)為綠色，由于每一次旋轉(zhuǎn)都會給傳感器帶來震動，導致其偏離水平位置，所以每一個花瓣由紅變綠后都要對傳感器進行鎖定，待全部變綠后說明這個車輪的偏位補償已完畢，可進行下一車輪的校正工作。同樣的方式將車身前部舉升至前輪離開地面，通過旋轉(zhuǎn)車輪來彌補因卡具造成的計算誤差，如圖5-23所示。由于檢測車輛為前驅(qū)車，為了避免在旋轉(zhuǎn)一側(cè)車輪時另一側(cè)車輪因差速器作用而帶著傳感器一并發(fā)生旋轉(zhuǎn)造成數(shù)據(jù)的變動以及設備和車身的損傷，因此要提前將固定傳感器的鎖定銷松開。調(diào)整完畢后，電腦屏幕上會顯示偏位補償?shù)慕Y(jié)果。調(diào)整完畢后將二次舉升器落下，舉升機也降回到低位，為了使懸架恢復到正常的位置，需要按壓車身前后位置。此外，為了正確地、安全地進行后續(xù)工作，需要拉緊手剎并安裝剎車鎖，如圖5-24所示。5.2汽車四輪定位檢測

5.2.2汽車四輪定位檢測方法（6）調(diào)整前的檢測將前輪旋轉(zhuǎn)一定角度，左右轉(zhuǎn)動前輪20?后，可測量出主銷后傾角，主銷內(nèi)傾角以及外側(cè)輪在20?時，內(nèi)外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角差。如圖5-24所示。檢測報告（圖5-25）中紅綠相間的數(shù)字表示各自數(shù)值的現(xiàn)狀，紅色是不合格的，綠色的數(shù)值表示在公差范