《汽車操縱穩(wěn)定性實驗指導書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《汽車操縱穩(wěn)定性實驗指導書（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、汽車操縱穩(wěn)定性實驗指導書課程編號：課程名稱：實驗一 汽車轉(zhuǎn)向輕便性實驗一、 實驗目的汽車的轉(zhuǎn)向輕便性和操縱穩(wěn)定性是現(xiàn)代汽車重要的使用性能，通過對實驗了解和掌握測試系統(tǒng)的安裝調(diào)試、基本實驗方法并學會數(shù)據(jù)處理和運用理論知識對汽車操縱穩(wěn)定性研究、評價。以培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。二、實驗的主要內(nèi)容了解測試系統(tǒng)的組成和測試原理，汽車轉(zhuǎn)向輕便性實驗的數(shù)據(jù)的實時采集和處理。測定汽車在低速大轉(zhuǎn)角時的轉(zhuǎn)向輕便性，與操縱穩(wěn)定性其他試驗項目一起，共同評價汽車的操縱穩(wěn)定性。 采集測量變量及參數(shù)方向盤轉(zhuǎn)角；方向盤力矩；方向盤直徑。三、實驗設(shè)備和工具1測量儀器汽車方向盤轉(zhuǎn)角力矩傳感器汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采集和分析儀

2、2實驗車輛小型客車一輛3標明試驗路徑的標樁16個。四、實驗原理 測定汽車在道路上進行轉(zhuǎn)向行駛時，駕駛員作用在方向盤上的力矩和方向盤轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系評價汽車的轉(zhuǎn)向操縱性能五、 驗方法和步驟1實驗準備試驗場地應為干燥、平坦而清潔的水泥或柏油路面。任意方向上的坡度不大于2。在試驗場地上，用明顯顏色畫出雙紐線路徑（圖1），雙紐線軌跡的極坐標方程為： 軌跡上任意點的曲率半徑R為：當=0時，雙紐線頂點的曲率半徑為最小值，即雙紉線的最小曲率半徑（m）應按試驗汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑（m）乘以 1.05倍，并圓整到比此乘積大的一個整數(shù)來確定。并據(jù)此畫出雙紐線，在雙紐線最寬處、頂點和中點（即結(jié)點）的路徑兩側(cè)共放置16個

3、標樁（圖1）。標樁與試驗路徑中心線的距離，按汽車的軸距確：定，當試驗汽車軸距大于2.5m時，為車寬一半加50cm，當試驗汽車軸距小于或等于2m時，為車寬一半加30cm。圖1 雙紐線路徑示意圖2試驗方法21接通儀器電源，使之預熱到正常工作溫度。22汽車以低速直線滑行，駕駛員松開方向盤，停車后，記錄方向盤中間位置及方向盤力矩零線。23駕駛員操縱方向盤使汽車沿雙紐線路徑行駛。車速為 10土1kmh。待車速穩(wěn)定后，開始記錄方向盤轉(zhuǎn)角及力矩，并記錄（或顯示）車速作為監(jiān)督參數(shù)，直到汽車繞雙紐線行駛滿三周。3數(shù)據(jù)處理31根據(jù)記錄的方向盤轉(zhuǎn)角及方向盤力矩，按雙紐線路徑每一周整理成圖2所示的M曲線，并計算以下參

4、數(shù)：311方向盤最大力矩，用下式計算： 式中： Mmax方向盤最大力矩，Nm； 312方向盤最大作用力，用下式計算： 式中： D試驗汽車原有方向盤的直徑，m； Fmax方向盤最大作用力，N。313方向盤作用功 圖2 M曲線六、 實驗報告主要內(nèi)容及要求將計算結(jié)果填入表1；參 數(shù)單 位數(shù) 值方向盤最大作用力矩NM方向盤最大作用力N方向盤作用功NM 根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制M曲線（參見圖2）七、 實驗注意事項 試驗時，輪胎氣壓必須符合規(guī)定。若規(guī)定氣壓小于245kPa時，允許偏差為4.9KPa若規(guī)定氣壓大于245kPa時，允許偏差為2。 在記錄時間內(nèi)，保持車速穩(wěn)定及不準撞倒標樁。實驗二 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)響應實驗一、

5、實驗目的測定汽車在方向盤一個轉(zhuǎn)角輸入時，汽車運動的穩(wěn)態(tài)響應過程。與操縱穩(wěn)定性其他試驗項目共同評價汽車的操縱穩(wěn)定性。二、 實驗的主要內(nèi)容了解測試系統(tǒng)的組成和測試原理，汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)響應實驗的數(shù)據(jù)的實時采集和處理。 采集測量變量及參數(shù)汽車側(cè)向加速度；汽車橫擺角速度；三、 實驗設(shè)備和工具1測量儀器電子陀羅儀汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采集和分析儀2實驗車輛小型客車一輛四、 實驗原理采用固定方向盤轉(zhuǎn)角，連續(xù)加速的方法進行回轉(zhuǎn)行駛實驗，測定實驗過程中側(cè)向加速度與汽車繞自身Z軸的轉(zhuǎn)動角速度，并計算汽車圓周行駛中的瞬態(tài)轉(zhuǎn)彎半徑，評價汽車的轉(zhuǎn)向特性。五、 實驗方法和步驟 在試驗場地上，用明顯顏色畫出半徑為 15m的圓周。

6、1接通儀器電源，使之預熱到正常工作溫度。2試驗開始之前，駕駛員操縱汽車以最低穩(wěn)定速度滑所畫圓周行駛，待汽車后部中點能對準地面所畫圓周時，固定方向盤不動，停車并開始記錄，記下各變量的零點。3汽車起步，緩緩連續(xù)而均勻地加速（縱向加速度不能超過0.25ms2），直至汽車的側(cè)向加速度達到4ms2（或受發(fā)動機功率限制而所能達到的最大側(cè)向加速度、或汽車出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)）為止、記錄整個過程。 4試驗按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個方向進行，每個方向試驗三次。六、 實驗報告主要內(nèi)容及要求試驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)果表達1轉(zhuǎn)彎半徑比 R； R。與側(cè)向加速度 a關(guān)系曲線根據(jù)記錄的橫擺角速度及汽車側(cè)向加速度，用下式計算各點的轉(zhuǎn)彎半徑；Ri

7、 = i / i2式中：i第i點的側(cè)向加速度，ms2； i弟i點的橫擺角速度， 弧度s； Ri第i點轉(zhuǎn)彎半徑，m； 進而算出各點的轉(zhuǎn)彎半徑比RiR。（R。為初始半徑，m）填入表1中。 根據(jù)計算結(jié)果，在圖1繪出RR。一a曲線。根據(jù)RR。一a曲線判定汽車的轉(zhuǎn)向特性。表1參 數(shù)側(cè)向加速度 ms20.51.01.52.02.53.03.54.0轉(zhuǎn)彎半徑 m轉(zhuǎn)彎半徑比圖1 轉(zhuǎn)向特性曲線七、 實驗注意事項 試驗汽車所用輪胎和輪輞型式及尺寸，必須符合規(guī)定。如試驗時使用新輪胎，試驗前輪胎至少應經(jīng)過200km正常行駛的磨合。如試驗時使用舊輪胎，試驗終了時，殘留花紋的高度應不小于0.15cm。 試驗時輪胎氣壓必須

8、符合廠方規(guī)定。若規(guī)定氣壓小于245kPa時，允許偏差為45kPa；若規(guī)定氣壓大于245kPa時，允許偏差為2。 試驗場地應為干燥，平坦而清潔的水泥或柏油路面，任意方向上的坡度不大于 2。試驗時風速不大于3ms。 實驗三 轉(zhuǎn)向回正性能實驗一、 實驗目的通過實際測量汽車從圓周運動狀態(tài)自動回到直線行駛狀態(tài)時，汽車的各項相關(guān)參數(shù)分析和評價汽車從曲線行駛自行回復到直線行駛的能力。二、 實驗的主要內(nèi)容通過實際道路運行實驗，采集實驗參數(shù)并用專用信號處理儀或?qū)Ｓ密浖谕ㄓ秒娮佑嬎銠C上計算和處理實驗數(shù)據(jù)，對汽車的回正性能作出客觀評價。三、 實驗設(shè)備和工具1測量儀器汽車方向盤轉(zhuǎn)角力矩傳感器汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采集和

9、分析儀2實驗車輛小型客車一輛四、 實驗原理本項實驗是汽車方向盤力輸人的一個基本實驗，當汽車作圓周運動時，由于轉(zhuǎn)向輪有主銷內(nèi)傾角的作用，汽車應有從曲線行駛自行回復到直線行駛的過渡能力，其性能的優(yōu)劣與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計有密切的關(guān)系。通過汽車回正的過度過程分析操縱穩(wěn)定性其他試驗項目一起，共同評價汽車操縱穩(wěn)定性。五、 實驗方法和步驟試驗方法 1在試驗場地上用明顯的顏色畫出半徑為15m的圓周。 2接通儀器電源，使儀器達到正常工作溫度。3駕駛汽車沿半徑為15m的圓周行駛，調(diào)整車速使側(cè)向加速度達到 4m/s2之后的側(cè)向加速度后，穩(wěn)定住車速并開始記錄，待穩(wěn)定3s后，駕駛員突然放開方向盤，記錄松手后3S的汽車運動過

10、程。4在由試驗得到的方向盤轉(zhuǎn)角時間歷程曲線上（如圖1所示），以松開方向盤的時刻定為時間坐標（橫坐標）的原點。計算如下評價指標：41穩(wěn)定時間（回正時間）及殘留橫擺角速度；42橫擺角速度超調(diào)量；43自然頻率f44相對阻尼系數(shù)六、 實驗報告主要內(nèi)容及要求1評價指標的計算11穩(wěn)定時間（回正時間）及殘留橫擺角速度 從時間坐標原點開始，到汽車橫擺角速度達到某一數(shù)值（包括零值）并保持不變止，這一段時間定為穩(wěn)定時間（回正時間），到達穩(wěn)定時刻的橫擺角速度則稱為殘留橫擺角速度。穩(wěn)定時間（回正時間）用下式計算：式中：t穩(wěn)定時間（回正時間），s； t1，t2，t3分別為第1、2、3次試驗的穩(wěn)定時間（回正時間），S。殘

11、留橫擺角速度由下式計算： 式中：r殘留橫擺角速度，s； r1、r2、r3分別為第1、2、3次試驗的殘留橫擺角速度，s。12橫擺角速度超調(diào)量 橫擺角速度超調(diào)量是橫擺角速度響應第一個峰值超過穩(wěn)態(tài)值的部分與穩(wěn)態(tài)值之比，（見圖A1）用下式計算： 式中：橫擺角速度超調(diào)量，； rl橫擺角速度響應的第一個峰值超過穩(wěn)態(tài)值的部分，s；r0橫擺角速度響應的穩(wěn)態(tài)值，s。13橫擺角速度自然頻率由下式計算：式中： j 0橫擺角速度響應自然頻率， HZ； Ai橫擺角速度響應曲線的波峰（見圖A1）； ti橫擺角速度響應曲線兩相鄰波峰的時間，s； n橫擺角速度響應曲線的波峰個數(shù)。圖A1 橫擺角速度時間歷程14相對阻尼系數(shù)可先

12、求得衰減率D后，再求得相對阻尼系數(shù)。式中：D衰減率：Ai第一個波峰值（見圖A1）。 式中：相對阻尼系數(shù)。2將實驗結(jié)果填入表1參 數(shù)左 轉(zhuǎn)右 轉(zhuǎn)穩(wěn)定時間 S殘留橫擺角速度 s；橫擺角速度超調(diào)量 %橫擺角速度自然頻率 HZ相對阻尼系數(shù)七、 實驗注意事項1儀器量程及精度應符合需要。2包括傳感器及記錄儀器在內(nèi)的整個測量系統(tǒng)頻帶寬度為03 HZ。3必須測量的變量：汽車前進速度；方向盤轉(zhuǎn)角；汽車橫擺角速度。4試驗條件a. 試驗汽車應是裝備齊全的汽車。試驗前對前輪定位參數(shù)、轉(zhuǎn)向系、懸架系進行檢查。并按規(guī)定緊固和潤滑。b.試驗場地應為干燥、平坦而清潔的水泥或柏油路面。任意方向上測量的坡度不大于2。c. 風速不

13、大于3ms。d. 試驗車速為60kmh。實驗四 汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應實驗一、 實驗目的了解和掌握汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應實驗的基本原理和實驗方法，通過實驗數(shù)據(jù)的處理和計算培養(yǎng)運用理論知識解決汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計過程遇到的實際工程問題能力。二、 實驗的主要內(nèi)容測定從方向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸人開始，到所測變量達到新穩(wěn)態(tài)值為止，這一段時間內(nèi)汽車的瞬態(tài)響應過程，用數(shù)據(jù)處理專用軟件在通用計算機上進行實驗數(shù)據(jù)分析與計算。三、 實驗設(shè)備和工具測量儀器1汽車方向盤轉(zhuǎn)角力矩傳感器2汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)采集和分析儀四、 實驗原理在汽車直線行駛時，通過對方向盤輸入轉(zhuǎn)角脈沖以模擬汽車在受到外力時自動維持直線行駛的能力。測定從方向盤開始，到所測

14、變量達到新穩(wěn)態(tài)值為止，這一段時間內(nèi)汽車的瞬態(tài)響應過程，評價汽車的動態(tài)特性。五、 實驗方法和步驟1試驗前以試驗車速行駛10km，使輪胎升溫。2接通儀器電源，使之預熱到正常工作溫度。3汽車以試驗車速直線行駛，使其橫擺角速度為零，作一標記，記下方向盤中間位置（直線行駛位置）。然后給方向盤一個三角脈沖轉(zhuǎn)角輸人（見圖1）。試驗可向左（或向右）轉(zhuǎn)動方向盤，并迅速轉(zhuǎn)回原處保持不動，記錄全部過程，直至汽車回復到直線行駛位置。方向盤轉(zhuǎn)角輸人脈寬為0.30.6秒，其最大轉(zhuǎn)角應使本次試驗過渡過程中最大側(cè)向加速度為23 m/s2。記錄時間內(nèi)，保持車速不變。圖1 方向盤轉(zhuǎn)角輸入示意4試驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果表達在專門的信號處

15、理設(shè)備或用數(shù)據(jù)處理專用軟件在通用計算機上進行幅頻特性與相頻特性的分析可以。六、 實驗報告主要內(nèi)容及要求結(jié)果表達1根據(jù)試驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果的平均值， 向左與向右轉(zhuǎn)分別繪制出汽車的幅頻相頻特性圖，如圖 2所示（圖 2橫坐標為對數(shù)坐標，亦可采用線性坐標），橫坐標值應為0 3 HZ。2計算結(jié)果填人表1。 / s-1 ()圖2 幅頻相頻特性表1 實驗數(shù)據(jù)參 數(shù)頻率 （Hz）0.51.01.52.02.53.0幅 比 s-1相位滯后 備 注七、 實驗注意事項1儀器量程及精度應符合需要。2包括傳感器及記錄儀器在內(nèi)的整個測量系統(tǒng)頻帶寬度不小于 3 HZ。3必須測量的變量：汽車前進速度；方向盤轉(zhuǎn)角；汽車橫擺角速度。4試驗條件a. 試驗汽車應是裝備齊全的汽車。試驗前對前輪定位參數(shù)、轉(zhuǎn)向系、懸架系進行檢查。并按規(guī)定緊固和潤滑。b.試驗場地應為干燥、平坦而清潔的水泥或柏油路面。任意方向上測量的坡度不大于2。c. 風速不大于3ms。d. 試驗車速為60kmh。