探究乘用車操縱穩(wěn)定性評價(jià)方法論文
1目前國內(nèi)汽車操穩(wěn)性評價(jià)主要存在的問題
汽車的操縱穩(wěn)定性是駕駛員在不過分緊張、疲勞的情況下，汽車能按照駕駛員意圖行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車的操縱穩(wěn)定性能是主動(dòng)安全性中不可忽視的重要部分，顯示了駕駛員控制車輛的安全與否，同時(shí)也決定著汽車高速時(shí)的主動(dòng)安全。隨著全國道路狀況的改善，特別是高速公路的迅速發(fā)展，汽車行駛平均速度日益提高，有些運(yùn)動(dòng)型轎車的最高車速甚至超過每小時(shí)三百公里。因此，汽車的操縱穩(wěn)定性將更加被重視，是現(xiàn)代汽車重要的使用性能之一。
1.1國內(nèi)外汽車操縱穩(wěn)定性評價(jià)方法分析
汽車操縱穩(wěn)定性可分為操縱性和穩(wěn)定性兩個(gè)部分，二者相互關(guān)聯(lián)，相互影響。操縱性主要是駕駛員對汽車的操縱輸入的響應(yīng)效果，包括轉(zhuǎn)向回正性能、變道操縱性能、轉(zhuǎn)向操縱性能等;穩(wěn)定性則表示車輛應(yīng)對外界干擾，保持穩(wěn)定行駛的能力，包括抵抗來自路面干擾和空氣干擾的能力。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使二者之間合理協(xié)調(diào)。汽車的操縱穩(wěn)定性最終應(yīng)通過試驗(yàn)的方法來測定與評價(jià)，試驗(yàn)中的性能評價(jià)包括主觀評價(jià)和客觀評價(jià)兩種方法。客觀評價(jià)是通過測試儀器測出表征性能的物理量如橫擺角速度、側(cè)向加速度、側(cè)傾角及轉(zhuǎn)向力等來評價(jià)操縱穩(wěn)定性的方法。主觀評價(jià)就是感覺評價(jià)，其方法就是讓試驗(yàn)評價(jià)人員根據(jù)試驗(yàn)時(shí)自身的感覺來進(jìn)行評價(jià)。由于汽車操穩(wěn)性受多種因素影響，其客觀評價(jià)指標(biāo)并不能完整評定汽車操縱穩(wěn)定性，因此主觀評價(jià)在汽車操穩(wěn)性評價(jià)中仍占有重要地位。國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 6323-[4] 2014)《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》進(jìn)行汽車操縱穩(wěn)定性的客觀評價(jià)。
對比可以看出，我國、日本和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，都要求對車輛進(jìn)行蛇形試驗(yàn)，因?yàn)樯咝卧囼?yàn)綜合性較高，具有一定代表性和重要性，在一定程度上可以反映出汽車的側(cè)偏特性和橫擺情況。進(jìn)行對比的四個(gè)國家和組織都要求進(jìn)行穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)，原因是穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)中包含對不足轉(zhuǎn)向度的測量，適度的不足轉(zhuǎn)向量有助于高速安全，但不足轉(zhuǎn)向量過大，也會(huì)帶來駕駛疲勞。觀察發(fā)現(xiàn)，美國和日本都很關(guān)注車輛的抗側(cè)風(fēng)能力，原因可能是，兩個(gè)國家的`大部分地區(qū)經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)侵襲，因而做出這方面的考慮。
1.2國家標(biāo)準(zhǔn)操穩(wěn)性評價(jià)方法存在的主要問題
一方面，主觀評價(jià)往往受評價(jià)者個(gè)人主觀因素的影響，不同評價(jià)者對同一產(chǎn)品給出的評價(jià)結(jié)果差別較大，并且也不能給出“汽車性能”與 “汽車結(jié)構(gòu)”之間的聯(lián)系。另一方面，對于不同車型尤其在車體構(gòu)造和性能等方面差別較大的車輛，現(xiàn)行汽車操縱穩(wěn)定性國家標(biāo)準(zhǔn)的評價(jià)試驗(yàn)方法和指標(biāo)限值并沒有分類制定或者有任何不同之處，這顯然是不合理的。并且，近年來汽車工業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，汽車操穩(wěn)性評價(jià)方法也應(yīng)按現(xiàn)行汽車對操縱穩(wěn)定性要求而更新。
2乘用車操穩(wěn)性的評價(jià)方法和評價(jià)指標(biāo)的改進(jìn)建議
按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 3730.1-2001)《汽車和掛車類型的術(shù)語和定義》可將汽車分為乘用車和商用車。但由于各類汽車自身結(jié)構(gòu)形式、類型用途、使用情況、行駛路況不盡相同，所以在操穩(wěn)性評價(jià)時(shí)應(yīng)將上述分類加以細(xì)分。本文主要討論乘用車(包含轎車、客車和越野車)操穩(wěn)性的評價(jià)方法和評價(jià)指標(biāo)的改進(jìn)建議。
2.1乘用車操穩(wěn)性各指標(biāo)相關(guān)性討論及改進(jìn)建議
1)多數(shù)現(xiàn)代轎車的行駛路況良好，路面平整度較好，坡度及轉(zhuǎn)彎半徑都較小，因此對轎車的轉(zhuǎn)向輕便性能不應(yīng)要求較高。加上現(xiàn)在許多轎車都裝有轉(zhuǎn)向助力裝置，裝有轉(zhuǎn)向助力的車與沒有轉(zhuǎn)向助力的車測得的轉(zhuǎn)向輕便性結(jié)果不具可比性。且輕便性試驗(yàn)與轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)具有一定關(guān)聯(lián)性，轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)結(jié)果在一定程度上也反映了轉(zhuǎn)向輕便性。所以建議輕便性試驗(yàn)權(quán)重可在一定程度上有所降低。
2)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)中測試的不足轉(zhuǎn)向度是為了防止轉(zhuǎn)向過度造成側(cè)傾隱患，對于高速車輛來講是必備條件。但不足轉(zhuǎn)向量也不應(yīng)過大，因?yàn)檐囕v應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向量，以防止不足轉(zhuǎn)向量過大導(dǎo)致駕駛員疲勞。應(yīng)該適當(dāng)提高乘用車高速不足轉(zhuǎn)向度U在操穩(wěn)性評價(jià)中的比重。
3)轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)按高速回正性和低速回正性進(jìn)行試驗(yàn)。多數(shù)現(xiàn)代轎車最高車速達(dá)100km/h�？蛙囕d客量大、車身偏長的特點(diǎn)導(dǎo)致對其操穩(wěn)性要求較高，在長途行駛或山路轉(zhuǎn)彎較頻繁的時(shí)候，車輛的轉(zhuǎn)向回正性能尤為重要。越野車多數(shù)時(shí)間的行駛路況復(fù)雜，路面不平坦，障礙物較多，且彎道、上下坡等較頻繁，車輛的轉(zhuǎn)彎特性中回正性也很重要。故在兩項(xiàng)試驗(yàn)都進(jìn)行時(shí)應(yīng)加大上述三種車型高速回正性能試驗(yàn)的比重。
4)蛇形試驗(yàn)是幾個(gè)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)中綜合性最高的一項(xiàng)，側(cè)面反映轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向輕便試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向盤角階躍、角脈沖試驗(yàn)，具有一定代表性和重要性，在一定程度上可以反映出汽車的側(cè)偏特性和橫擺情況。且蛇形試驗(yàn)評價(jià)與汽車安全穩(wěn)定性密不可分。根據(jù)上式1.3，應(yīng)在上述三種車型中大幅增加平均橫擺角速度峰值試驗(yàn)值的計(jì)分權(quán)重。
2.2改進(jìn)后的乘用車操穩(wěn)性評價(jià)指標(biāo)
需要說明的是，改進(jìn)后標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)分值比例α、β、γ、ε值應(yīng)按轎車、客車和越野車各自的設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)來確定相應(yīng)值。在這個(gè)確定過程中，應(yīng)由相關(guān)專家及有經(jīng)驗(yàn)的不同駕乘人員經(jīng)過主觀評價(jià)后給出相應(yīng)值，經(jīng)過大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)求平均值后確定。
3結(jié)論及建議
汽車的操縱穩(wěn)定性關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與發(fā)生側(cè)偏、轉(zhuǎn)向時(shí)操縱性能不好、遇緊急情況時(shí)穩(wěn)定性能不好等情況有關(guān)，故汽車操縱穩(wěn)定性是汽車安全行駛的重要保障。鑒于此對于汽車操穩(wěn)性能及其評價(jià)方法的改進(jìn)始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門的重要任務(wù)。
本文通過對我國汽車操穩(wěn)性評價(jià)方法和評價(jià)指標(biāo)的詳細(xì)分析，就我國當(dāng)前汽車操穩(wěn)性評價(jià)方法出現(xiàn)的問題進(jìn)行了探討，具體研究成果如下：
1)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法規(guī)程中某些限值與現(xiàn)實(shí)情況不相符。當(dāng)前國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的汽車操穩(wěn)性評價(jià)試驗(yàn)方法中，幾處條件限值或指標(biāo)權(quán)重規(guī)定與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的情況并不相符。例如：蛇形試驗(yàn)中標(biāo)樁間距設(shè)定偏大;轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)中高、低速回正性試驗(yàn)指標(biāo)總比例相同，但現(xiàn)實(shí)情況中汽車高速時(shí)回正性能遠(yuǎn)比低速時(shí)重要的多。
2)各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重比相同，不能區(qū)分其重要性，單項(xiàng)與綜合評價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確。評價(jià)車輛操穩(wěn)性的6個(gè)試驗(yàn)均有其所屬評價(jià)指標(biāo)，總評價(jià)計(jì)分按6個(gè)試驗(yàn)評分取其平均值。顯而易見，各評價(jià)指標(biāo)間重要性均等，各試驗(yàn)方法間亦無著重突出部分，這樣的評價(jià)體系并不能給出準(zhǔn)確的評價(jià)結(jié)果。本文利用車輛對各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重度，進(jìn)行各項(xiàng)加權(quán)，從而得到操縱穩(wěn)定性的綜合評價(jià)體系。
3)對于不同車型、不同使用條件的車輛評判應(yīng)存在差異性。因?yàn)椴煌愋偷钠噷Ω鱾�(gè)指標(biāo)的要求不一樣，而且不同的路況使用條件也對汽車的操穩(wěn)性產(chǎn)生不同程度的影響。因此，對汽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)時(shí)，要充分考慮路況條件，車輛類型等。建議增加轉(zhuǎn)彎制動(dòng)試驗(yàn)。現(xiàn)實(shí)生活中的大量交通事故都是由于汽車在彎道制動(dòng)時(shí)操穩(wěn)性出現(xiàn)狀況而導(dǎo)致的。在這個(gè)過程中可能出現(xiàn)制動(dòng)跑偏和后軸側(cè)滑等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響車輛行駛安全性。因此要求用任何速度在彎道制動(dòng)，汽車都不應(yīng)喪失其操縱性和方向穩(wěn)定性。
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