汽车的稳定性及影响因素分析
汽车的稳定性及影响因素分析
郝平1,崔淑丽2,赵玉庆1
(1.新疆交通科学研究院,新疆乌鲁木齐830000;2.北京交通学校,北京100096)
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汽车操纵稳定性
关键词：汽车操纵稳定性 1、蔡世芳(1985). "汽车操纵稳定性评价指标和参数匹配的工程分析方法." 汽车工程7(3): 21-29. 本文提出一种工程分析方法,并利用此方法研究评价指标和参数匹配规律。全文主要内容有四部份: (1)工程分析方法的数学模型; (2)评价指标的工程计算方法; (8)评价指标的相关分析和主要评价指标的推荐。(4)操纵稳定性参数匹配的基本规律。 2、岑少起, 潘筱, et al. (2006). "ADAMS 在汽车操纵稳定性仿真中的应用研究." 郑州大学学报: 工学版27(003): 55-58. 运用ADAMS软件建立了C型车多自由度整车多体动力学仿真模型，详细分析了前悬架系统、后钢板弹簧系统和轮胎模型，同时提出了一种建立钢板弹簧多体模型的新方法——中性面法，并对不同方向盘转角及改变整车质心位置下的操纵稳定性进行了动力学仿真．经过与实际车型性能比较，该模型与分析结果是准确、可靠的，可应用于汽车平顺性研究中． 3、陈克, 王工, et al. (2005). "基于ADAMS 的汽车操纵稳定性虚拟试验演示系统开发." 沈阳理工大学学报24(001): 59-61. 利用ADAMS动力学软件建立了整车多刚体系统模型．分别考虑车型、悬架、轮胎、车速等不同因素对整车操纵稳定性的影响，进行整车操纵稳定性6个性能试验的仿真分析．利用获取的动力学分析数据、仿真动画，实现汽车操纵稳定性虚拟试验演示系统． 4、陈黎卿, 王启瑞, et al. (2005). "基于ADAMS 的双横臂扭杆独立悬架操纵稳定性分析." 合肥工业大学学报: 自然科学版28(004): 341-345. 悬架的主要性能参数在悬架运动过程中的变化规律是影响悬架性能的主要因素。文章采用ADAMS软件建立了某商务车独立悬架的数学模型和仿真模型，分析了该悬架对操纵稳定性的影响，以及悬架主要性能参数的变化规律，为悬架设计奠定了基础。与传统的设计方法相比，这种方法提高了精度和效率。 5、邓亚东, 余路, et al. (2005). "ADAMS 在汽车操纵稳定性仿真分析中的运用." 武汉大学学报: 工学版38(002): 95-98. 利用ADAMS软件建立了某轿车的操纵动力学多体仿真模型，详细考虑了前后悬架系统、转向系统、轮胎以及各种连接件中的弹性衬套的影响，分析了汽车在方向盘转角阶跃输入时的转向特性．通过对不同车速、不同载荷下的仿真计算，得出汽车转向特性在这些条件下的不同表现，揭示了汽车转向特性与车速、载荷和轮胎的内在关系，为汽车操纵稳定性分析提供了参考． 6、董涵(2003). 侧风环境下高速汽车稳定性研究与分析[D], 长沙: 湖南大学. 随着汽车车速的不断提高，汽车侧风稳定性的研究日益重要。由于实车试验风险大、场地设备要求高，而使用计算机仿真则可以极大的的缩短产品开发周期。因而进行高速汽车侧风稳定性计算机仿真研究具有现实意义。在车辆动力学研究过程中，汽车数学模型的精确与否始终是一个关键问题。随着计算机技术的长足进步，以及多体系统动力学这一学科的成熟，汽车模型的自由度越来越多，仿真结果越来越精确。本文首先整理了汽车操纵稳定性的各项评价指标，根据汽车高速运动时的受力分析，使用非线性轮胎模型，建立了侧风环境下汽车运动十八自由度数学模型并进行了直线行驶运动仿真。
汽车制动性能评价指标
汽车制动性能评价指标 Final approval draft on November 22, 2020
3-2 汽车制动性能评价指标 导入新课：制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性三个方面。 一、制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用制动减速度、制动力、制动距离等来评价。 1、制动减速度 是指制动时单位时间内车速的变化量。它反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 2、制动力 1）地面制动力 2）制动器制动力 3）地面制动力、制动器制动力和附着力之间的关系 汽车的地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短；而地面制动力首先取决于制动器制动力，同时受地面附着条件的限制。因此只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力 3、制动距离 是指车辆在规定的出速度下，以规定踏板力急踩制动踏板时，从驾驶员右脚接触到制动踏板到车辆停止时车辆所使的距离。 影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速度
（有附着力和制动器制动力决定）、制动出速度。因此及时维护车辆能缩短制动器起作用时间以及制动性能的稳定。 二、制动效能的恒定性 1）热衰退性 制动效能的稳定性是指汽车制动的抗热衰退性，是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动产生大量的热量，使制动器温度上升，制动器在热状态下能否保持有效的制动效能是衡量制动性能的重要指标。 2）水衰退性 当制动器被水浸湿时，应在汽车涉水后多踩几次制动踏板，是制动蹄和制动鼓摩擦生热迅速干燥。 三、制动时的方向稳定性 制动时方向的稳定性是指汽车制动时不发生跑偏、侧滑及失支转向能力。 1、制动跑偏 主要是由于左、右轮（尤其是前轴）制动器制动力不相等。为限制制动跑偏，要求前轴左、右制动力之差不大于该轴符负荷的5%，后轴为8% 2、制动侧滑与制动时转向能力的丧失 侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向滑移。 制动时转向能力丧失是指弯道制动时。汽车不再按原来的弯道行驶而沿前线方向驶出，或直线行驶制动时转动转向盘不能改变方向的现象。原因是转向轮抱死。
汽车侧翻分析
汽车侧翻分析在汽车行驶中中，侧翻是其中一种最为严重并且威胁成员安全的事故。侧翻可以定义为能够使车辆绕其纵轴旋转90度或更多以至于车身同地面接触的任何一种操纵。侧翻可以由一个或一系列综合因素产生。它可以发生在平直的水平地面上，并且车辆的侧向加速度达到一定的数值，该数值要超过车辆侧面重量转移到车轮上所抵消的加速度值。 通过有坡度的路面（或无路情况）时由于不平路面的冲击，地面松软或其他障碍物会促使侧向压力提高从而使车辆“失足”。 侧翻过程是一个包括作用在车辆上和车辆里的力的相互作用的复杂过程。侧翻受操纵和高速公路的影响。人们已经通过理论分析以及包括一系列复杂设备的模型实验研究侧翻过程。这个过程很容易通过静态基本结构实验来理解（忽略惯性和滚动平面上的加速度），并且促进发展更加复杂的模型。 1、刚性汽车的准静态侧翻 汽车侧翻的最基本的机械特性可以通过考查转弯过程中稳定车身的受 力均衡性来了解。稳定的车辆是 指悬架和轮胎的偏置在分析中被 忽略掉。在转弯操纵中，侧向力 作用在地面上来平衡作用在汽车 重心上的侧向加速度，如图9－2 所示。侧向力作用在车辆上的位 置的不同产生一个力矩，该力矩
使车辆向如图所示的外侧侧翻. 为了分析转动情况，假定汽车在稳定状态以使汽车没有滚动加速度，并且使轮胎如图所示受力（前轮和后轮）。在很多公路环境中，它也适合考虑横向坡度。如大家所知的坡度和道路转弯处汽车外侧比内侧高出的程度。在分析中，将角度表示为”?”，想左下的 坡度表示正角。这个方向的坡度有助于 平衡侧向加速度。斜坡角度通常情况下很小，而且角度很小时约有()1cos ,sin ==???。以汽车接地点为中心的力矩关系为： 02=-+-t zi y Mg t F Mh h Ma ? （9－1） 从式（9－1）我们可以得出a y ： h t Mg F h t g a zi y -+=?2 （9－2） 在水平路面上（0=?），没有侧向加速度，方程也成立。此时，内侧车轮载重，F zi ，是车总重的一半。另外通过正确选择坡面角度，可以使F zi 保持在具有侧向加速度的汽车重量的一半.，即通过公式： g a y =? （9－3） 在公路设计中，坡面被准确用在曲率设计中。在给定半径和预定行驶速度的情况下，恰当的选择坡面以产生一个侧向加速度，这个加速度在0～0.1的范围内。在道路外侧比内侧高的曲度下汽车具有加速度为零时的速度称为中间速度。 重新回到方程（9－2），随着侧向加速度的增大，内侧车轮上的负载必定减少。正是通过这个过程，汽车在转弯过程中能够去抵抗或抵消侧翻运动力矩。当内侧车轮负载为零时极限转弯情况就会发生（所有的负载转移到外侧车轮上）。在此极限位置侧翻将会开始发生，这是因为汽车不能继续维持在滚动平面上的平衡。侧翻开始时的侧向加速度是临界加速度，并由公式给出： h h g a t y ?+=2 （9－4） 没有坡度时，使侧翻发生的侧向加速度的临界值仅仅是??。这种简单的侧翻临界点的估算过去常常用在汽车抵抗侧翻运动的性能的估算中。该公式非常简便，应为它只需要两个汽车参数—轮距和重心高度。然而，这种估算却很保守（预测的侧翻临界值比精确值大很多），该公式主要用来比较汽车性能而不是预测绝对的性能水平（一些动力学专家利用这种侧翻临界点逆形式t h 2作为汽车侧翻
汽车操纵稳定性研究方法探讨
汽车操纵稳定性研究方法探讨
汽车操纵稳定性研究方法探讨 1 操纵稳定性的研究历史和概况研究 对汽车操稳性的系统研究, 早在20 世纪3O 年代就已经开始。对车辆控制的重视导致对悬架和转向机构的运动学研究。1925 年平顺性理论初步形成规模。同年, Broulheit 在文章中首次提出侧偏和侧偏角的概念【Broulheit, 1925】。1931 年, Becker、Fromm 和Maruhn 在发表的文章中分析了轮胎在转向系振动中起的作用, 进一步研究了轮胎特性【Becker,1931】。对轮胎的研究使进一步分析车辆稳定性成为可能。 20 世纪50 年代, 建立简单的汽车动力学模型,研究人员开始从事汽车动力学性能仿真, 分析汽车操纵稳定性。19 世纪50 年代中期所作的研究工作为建立汽车数学模型打下基础。对轮胎的基本了解使建立相对精确的轮胎数学模型成为可能。 20 世纪60 年代, 开始从控制理论和振动理论出发, 采用开环系统瞬态响应、系统特性分析和系统稳定性理论设计汽车的总成系统。但是, 应用开环系统分析方法, 仅用于分析汽车的方向稳定性条件, 因为当时不知道如何评价汽车的开环特性和瞬态特性, 很难直接在车辆设计中应用。 到20 世纪70 年代, 安全实验车（ ESV）研究计划实施, 促使人们去研究之中实用方法, 用来设计汽车的动力学性能。这个阶段, 各国主要采用系统工程学方法探索汽车动力学性能评价方法。依据大量实验和理论分析, 形成了以驾驶员主观评价为主, 客观评价指标限制为辅的一整套主观评价设计方法。 20 世纪70 年代车辆动力学仿真模型变得更加复杂和真实。这主要归功于计算机技术的发展。以前的仿真工作都在模拟计算机上进行, 它能解决实时动力学问题, 但其致命缺点是不能解决非线性问题。由于数字计算机逐步取代了模拟计算机和混合计算机, 因而必须建立完全数字化的车辆动力学模型。考虑到计算机的费用及计算速度, 建立有效的计算机模型是必要的。 近年来, 随着多体动力学的诞生和发展, 汽车建模方法出现了新的改变。由于
汽车操纵稳定性
第5章汽车的操纵稳定性 学习目标 通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。 汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力： （1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。 （2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。 操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。 汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。 节汽车行驶的纵向和横向稳定性 5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性 汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。 图汽车上坡时的受力图 图为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力 w F可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力0 = j F，加速阻力矩0 = j M，而车轮的滚动阻力矩 f M的数值相对来说比较小，可不计入。 分别对前轮着地点及后轮着地点取力矩，经整理后可得 ? ? ? ?? ? ? = + - = - - sin cos sin cos 2 1 L G h aG Z L G h bG Z g g α α α α （） 当前轮的径向反作用力0 1 = Z时，即汽车上陡坡时发生绕后轴翻车的情况，由式可得
第4章 汽车的制动性
第4章 汽车的制动性 一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的， 请将其代码写在该小题后的括号内） 1、 峰值附着系数 p φ与滑动附着系数s φ的差别（ ） 。 A ．在干路面和湿路面上都较大 B ．在干路面和湿路面上都较小 C ．在干路面较大，在湿路面上较小 D ．在干路面较小，在湿路面上较大 2、 峰值附着系数对应的滑动率一般出现在（ ）。 A ．1.5％～2％ B ．2％～3％ C ．15％～20％ D ．20％～30％ 3、 滑动附着系数对应的滑动率为（ ）。 A ．100％ B ．75％ C ．50％ D ．20％ 4、 制动跑偏的原因是（ ）。 A ．左、右转向轮制动器制动力不相等 B ．制动时悬架与转向系统运动不协调 C ．车轮抱死 D ．A 和B 5、 制动侧滑的原因是（ ）。 A ．车轮抱死 B ．制动时悬架与转向系统运动不协调 C ．左、右转向轮制动器制动力不相等 D ．制动器进水 6、 最大地面制动力取决于（ ）。 A ．制动器 制动力 B ．附着力 C ．附着率 D ．滑动率 7、 汽车制动性的评价主要包括（ ）。 A ．制动效能、制动效能的恒定性、滑动率 B ．制动效能、制动时汽车的方向稳定性、滑动率 C ．制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性、滑动率 D ．制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性 8、 汽车制动的全过程包括（ ）。 A ．驾驶员反应时间、制动器的作用时间和持续制动时间 B ．驾驶员反应时间、持续制动时间和制动力的消除时间 C ．制动器的作用时间、持续制动时间和制动力的消除时间 D ．驾驶员反应时间、制动器的作用时间、持续制动时间和制动力的消除时间 9、 制动距离一般是指（ ）。 A ．持续制动时间内汽车行驶的距离 B ．持续制动时间和 制动消除时间内汽车行驶的距离 C ．制动器的作用时间和 持续制动时间内汽车行驶的距离 D ．驾驶员反应时间和持续制动时间内汽车行驶的距离 10、在下列制动器中，制动效能的稳定性最好的是（ ）。 A ．盘式制动器 B ．领从蹄制动器 C ．双领蹄制动器 D ．双向自动增力蹄制动器 11、在下列制动器中，制动效能的稳定性最差的是（ ）。 A ．盘式制动器 B ．领从蹄制动器 C ．双领蹄制动器 D ．双向自动增力蹄制动器
汽车理论课后习题答案 第五章 汽车的操纵稳定性
第 五 章 5．1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N ／rad 、外倾刚度为-7665N ／rad 。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为40。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。 答： 由题意：F Y =k α+k γγ=0 故由外倾角引起的前轮侧偏角： α=- k γγ/k=-7665?4/-50176=0.6110 5．2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。 答： 稳定性系数：??? ? ??-=122k b k a L m K 1k 、2k 变化， 原来K ≤0,现在K>0,即变为不足转向。 5．3汽车的稳态响应有哪几种类型?表征稳态响应的具体参数有哪些?它们彼此之间的关系如何(要求有必要的公式和曲线)？ 答： 汽车稳态响应有三种类型 ：中性转向、不足转向、过多转向。 几个表征稳态转向的参数： 1．前后轮侧偏角绝对值之差(α1-α2); 2. 转向半径的比R/R 0;
3．静态储备系数S.M. 彼此之间的关系见参考书公式（5-13）（5-16）（5-17）。 5．4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？ 答：方法： 1.α1-α2 >0时为不足转向，α1-α2 =0时 为中性转向，α1-α2 <0时为过多转向； 2. R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向， R/R0<1时为过多转向； 3 .S.M.>0时为不足转向，S.M.=0时为中性转向， S.M.<0时为过多转向。 汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。 5．5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？ 答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。 5．6主销内倾角和后倾角的功能有何不同? 答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。 5．7横向稳定杆起什么作用?为什么有的车装在前恳架，有的装在后悬架，有的前后都装？ 答：横向稳定杆用以提高悬架的侧倾角刚度。
基于Matlab的客车转向侧翻稳定性分析(精)
基于Matlab 的客车转向侧翻稳定性分析 摘要：本文主要对客车转向行驶时的侧翻情况进行了研究，建立了客车在行驶过程中转向时的数学模型，推导出了稳态转向时客车侧翻临界车速的计算公式，并结合某客车结构参数和路面附着条件进行了仿真，得出了通过提高客车的抗侧翻性能来提高客车的行驶稳定性的方法。 关键词：客车；转向侧翻；稳定性分析；Matlab 0 引言 侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴转动900 或更大的角度，以至车身与地面相接触的一种极其危险的侧向运动。汽车侧翻可分为两类：一是曲线运动引起的侧翻，二是绊倒侧翻。 曲线运动引起的侧翻是指汽车在道路（包括侧向坡道）上行驶时，由于汽车的侧向加速度超过一定限值，使得汽车内侧车轮的垂直反力为零而引起的侧翻[1]。 客车车身和质量比轿车等小型车大得多，而且其地板一般都比较高，在转向侧翻事故中，车体将向某一侧倾倒，与地面接触的侧围会产生变形，结构的变形可能侵入车厢内部，对乘客造成伤害[2]。而侧翻试验是较难实施的且成本较大，本文通过建立客车侧翻的数学模型，在Matlab 中进行仿真来分析影响客车转向行驶稳定性的因素，从而为提高客车的操纵稳定性，在设计阶段保证客车结构参数的合理性，避免车辆行驶发生翻车事故奠定理论基础。 1 车辆转向侧翻模型 客车的前后桥一般采用非独立悬架，在行驶过程中遇到弯道或避开障碍物时需要紧急转向。转向时车辆的质心绕转向瞬心C 作圆周运动。Rr 为转向瞬心C 到后内侧车轮的转向半径；Rf 为转向瞬心C 到前内侧车轮的转向半径；θ 为汽车转向轮转过的角度；L 为汽车的轴距；汽车质心到前桥距离为a；汽车质心到到后桥距离为b。 2 车辆转向时的受力分析 车辆在转向时，会使车身向外侧倾斜，Gs 为客车车身的悬挂质量受的重力；Gu1 为客车前桥的非悬挂质量受的重力；Gu2为客车后桥的非悬挂质量受的重力；Fyi1，Fyi2 分别为地面给转向内侧车轮的侧向附着力；Fyo1，Fyo2 分别为地面给转向外侧车轮的侧向附着力；Fzi1，Fzi2 分别为地面给转向内侧车轮的支撑反力；Fzo1，Fzo2 分别为地面给转向外侧车轮的支撑反力；Fsy 为客车车身的悬挂质量转向时产生的侧向力；Fuy1，Fuy2 为前后车桥非悬挂质量产生的侧向力。
翻车事故分析
HEBEI UNITED UNIVERSITY 安全系统工程论文 论文题目：翻车事故分析 学号： 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2012年05月20日
目录 一翻车事故树的构造 (2) 二事故树的定性分析 (4) 1.求最小径集 (5) 2.结构重要度分析 (5) 3.结论 (6) 4.建议 (6) 三翻车事故安全检查表 (6) 附：翻车事故图 (8)
翻车事故分析 摘要据统计，在道路交通事故中，因汽车翻车造成的事故占整个事故的42%以上。汽车翻车后不但造成经济损失，而且造成人员伤亡，结果是很难让人接受的。研究、探讨汽车发生翻车事故的愿因，采取预防措施，是十分必要的,也是非常有意义的。对其采用事故树分析的方法进行分析，寻找出可能导致该事故发生的中间事件和基本事件，计算出事故树的三个最小径集，并计算出各基本事件的结构重要度。车速过快的结构重要度最大，因此，限制车速是减少翻车事故最有效和最关键的手段。在此基础上，制作出安全检查表，为事故的预防和评价提供依据。 关键词翻车事故事故树安全检查表车辆失稳 一翻车事故树的构造 翻车是指部分或全部车轮悬空、车身着地的现象，通常指车辆没有发生其他事态而造成的翻车。翻车是一种复杂的事故，很大程度上受司机、道路状况以及车辆的设计的影响。”专家表示，在道路交通事故中，汽车翻车事故不仅会造成巨大经济损失，而且极易造成人员伤亡。那么，造成翻车的原因都有哪些?作为驾驶员又该如何尽量避免此类事故的发生呢? 车速过快导致翻车： 因车速过快，驾驶员在道路交叉口见到前方转盘时，猛打方向，容易导致车辆侧翻。车速过快，当对面过来车辆，两车会车时方向盘转动过多，容易导致了惨剧的发生。车辆飞速行驶，容易导致车辆失控导致翻车。有效控制车速，避免驾驶员对车辆控制的失控情况，对于防止翻车发生最为重要。 已知危险状态的翻车因素： 冰雪道路翻车：在冰雪道路上行驶时，由于轮胎与路面之间的附着力小，容易使车辆侧滑、摆头。如果车速较快，极易导致翻车 雨后路滑造成翻车：下雨后，由于路面不平造成积水，车辆与地面之间的摩擦系数变小，使得车辆在快速行驶和刹车过程中容易因侧滑而翻车。 山路高低不平导致翻车：山路行车是非常危险的。山路绕山而行，大多高低不平且较窄，易发生翻车事故。 标志标线不全导致翻车：在行车过程中看懂交通语言是至关重要的，比如什么是单行道、
汽车操纵稳定性研究方法探讨
汽车操纵稳定性研究方法探讨 刘进伟1，徐达1，吴志新2 1.武汉理工大学汽车学院车辆工程系，湖北武汉 430070 2.天津清源电动车辆有限公司，天津 300457 liujinweixiaodao@https://www.360docs.net/doc/7c4017817.html, 摘要：本文综述了操稳性研究和评价的历史、现状和存在的问题，着重介绍了客观评价、主观评价、人一车闭环系统综合评价等几种评价方法，以及基于汽车一驾驶员一环境(道路)闭环系统、模糊逻辑控等几种研究方法。提出了操稳性研究的发展趋势，这对全面了解汽车操纵稳定性问题具有指导和借鉴的作用。 关键词：操纵稳定性，历史，研究方法，评价，发展趋势 1操纵稳定性的研究历史和概况 对汽车操稳性的系统研究，早在20世纪3O年代就已经开始。对车辆控制的重视导致对悬架和转向机构的运动学研究。1925 年平顺性理论初步形成规模。同年，Broulheit 在文章中首次提出侧偏和侧偏角的概念【Broulheit, 1925】。1931 年，Becker、Fromm 和 Maruhn 在发表的文章中分析了轮胎在转向系振动中起的作用，进一步研究了轮胎特性【Becker,1931】。对轮胎的研究使进一步分析车辆稳定性成为可能[1]。 20世纪50年代，建立简单的汽车动力学模型，研究人员开始从事汽车动力学性能仿真，分析汽车操纵稳定性。19 世纪 50 年代中期所作的研究工作为建立汽车数学模型打下基础。对轮胎的基本了解使建立相对精确的轮胎数学模型成为可能。 20世纪60年代，开始从控制理论和振动理论出发，采用开环系统瞬态响应、系统特性分析和系统稳定性理论设计汽车的总成系统[2]。但是，应用开环系统分析方法，仅用于分析汽车的方向稳定性条件，因为当时不知道如何评价汽车的开环特性和瞬态特性，很难直接在车辆设计中应用。 到20世纪70年代，安全实验车（ESV）研究计划实施，促使人们去研究之中实用方法，用来设计汽车的动力学性能。这个阶段，各国主要采用系统工程学方法探索汽车动力学性能评价方法。依据大量实验和理论分析，形成了以驾驶员主观评价为主，客观评价指标限制为辅的一整套主观评价设计方法[2]。20 世纪70年代车辆动力学仿真模型变得更加复杂和真实。这主要归功于计算机技术的发展。以前的仿真工作都在模拟计算机上进行，它能解决实时动力学问题，但其致命缺点是不能解决非线性问题。由于数字计算机逐步取代了模拟计算机和混合计算机，因而必须建立完全数字化的车辆动力学模型。考虑到计算机的费用及计算速度，建立有效的计算机模型是必要的。 - 1 -
汽车侧翻分析分析解析
汽车侧翻分析 在汽车行驶中中，侧翻是其中一种最为严重并且威胁成员安全的事故。侧翻可以定义为能够使车辆绕其纵轴旋转90度或更多以至于车身同地面接触的任何一种操纵。侧翻可以由一个或一系列综合因素产生。它可以发生在平直的水平地面上，并且车辆的侧向加速度达到一定的数值，该数值要超过车辆侧面重量转移到车轮上所抵消的加速度值。 通过有坡度的路面（或无路情况）时由于不平路面的冲击，地面松软或其他障碍物会促使侧向压力提高从而使车辆“失足”。 侧翻过程是一个包括作用在车辆上和车辆里的力的相互作用的复杂过程。侧翻受操纵和高速公路的影响。人们已经通过理论分析以及包括一系列复杂设备的模型实验研究侧翻过程。这个过程很容易通过静态基本结构实验来理解（忽略惯性和滚动平面上的加速度），并且促进发展更加复杂的模型。 1、 刚性汽车的准静态侧翻 汽车侧翻的最基本的机械特性可以通过考查转弯过程中稳定车身的受力均衡性来了解。稳定的车辆是指悬架和轮胎的偏置在分 析中被忽略掉。在转弯操纵中，侧向力作用 在地面上来平衡作用在汽车重心上的侧向 加速度，如图9－2所示。侧向力作用在车 辆上的位置的不同产生一个力矩，该力矩使 车辆向如图所示的外侧侧翻. 为了分析转动情况，假定汽车在稳定状 态以使汽车没有滚动加速度，并且使轮胎如 图所示受力（前轮和后轮）。在很多公路环 境中，它也适合考虑横向坡度。如大家所知 的坡度和道路转弯处汽车外侧比内侧高出 的程度。在分析中，将角度表示为”?”，想 左下的坡度表示正角。这个方向的坡度有助 于平衡侧向加速度。斜坡角度通常情况下很 小，而且角度很小时约有()1cos ,sin ==???。以汽 车接地点为中心的力矩关系为： 02=-+-t zi y Mg t F Mh h Ma ? （9－1） 从式（9－1）我们可以得出a y ： h t Mg F h t g a zi y -+=?2 （9－2） 在水平路面上（0=?），没有侧向加速度，方程也成立。此时，内侧车轮载重，F zi ，是车总重的一半。另外通过正确选择坡面角度，可以使F zi 保持在具有侧向加速度的汽车重量的一半.，即通过公式：
大客车侧翻原因分析
大客车侧翻原因分析 侧翻事故作为所有道路交通事故中致命率极高的恶性交通事故，对国民经济与人身安全具有很大的危害。汽车侧倾稳定性在行車安全中的问题越来越突出，交通事故中侧翻事故所占的比例逐年递增。目前国内在防侧翻控制方面的研究还处于理论研究阶段，防侧翻控制技术还不成熟，没有成熟可靠的防侧翻控制产品装配车辆。即使是高端的客车车型，采用的也是国外公司匹配的产品，大部分营运车辆并没有装备防侧翻系统。此外，国内公路交通运输普遍的超载现象，更进一步恶化了车辆的侧翻稳定性。本文对大客车侧翻事故进行研究，对55起交通事故进行了调查以及对导致侧翻的原因进行分析，包括对侧翻阈值的分析来评价大客车的侧翻稳定性，从而为主动控制技术、安全驾驶方面、疲劳监测方面等对其预防进行研究分析打下基础。 标签：侧翻原因；交通事故 一、道路交通事故原因分析 道路交通事故的影响因素体系包含四个子系统，第一为用路者因素，第二为道路因素，第三为交通流与车辆因素，第四为环境因素。 （一）用路者因素 驾驶员是道路交通事故的主要因素，引起事故的原因可以分为直接因素和间接因素，直接因素有：感知不准、反应不当、判断失误；间接因素有：生理状况异常、心理状况异常、违章驾驶、驾驶经验不足等。 （二）车辆因素 根据对某高速公路连续三年事故统计资料的分析，由于汽车机械故障所致交通事故占所有事故占所有事故的12.63%。汽车的新旧、性能优劣、维修好坏等都会影响事故的多少。车辆种类的多样化使行驶在路上的车辆尺寸不一、载重相差悬殊，性能差别很大，而驾驶员并不完全熟悉各种车辆的性能与特点，这些都给交通安全造成隐患。 （三）道路因素 道路上交通事故的形成，其表象与直接的诱因多为驾车者的违章或过失，而潜在与间接的因素涉及到道路的线形设计。线形设计通过对驾车者行为的客观干扰，据事故调查显示，事故在道路上会出现明显的集中分布，这与道路因素有关，而道路因素分为道路等级、平面线形、纵断面线形、道路横断面构成和交叉口五个方面。 （四）交通流和车辆因素
影响汽车制动稳定性的因素分析
郑州科技学院 专科毕业设计（论文） 题目影响汽车制动稳定性的因素分析 学生姓名 专业班级 学号 所在系 指导教师 完成时间
影响汽车制动稳定性的因素分析 摘要 详述汽车制动系统的组成、工作原理，以及典型故障跑偏及侧滑。分析制动跑偏、侧滑的主要原因及诊断与排除方法，提出汽车制动跑偏及侧滑的解决方法。 关键词ABS/制动组成与工作原理/制动跑偏/侧滑/原因及诊断与排除方法
INFLUENCE FACTORS OF AUTO BRAKE STABILITY ANALYSIS ABSTRACT Details of the brake system composition, working principle, and typical fault running deviation and lateral spreads. Analysis of brake running deviation and lateral spreads the main reasons for and diagnosis and elimination method, put forward the brake run partial and lateral spreads solutions. KEY WORDS ABS,brake composition and working principle，brake running devi ation，lateral spreads，causes，and diagnosis and elimination method
目录 中文摘要 ............................................................................................................................. I 英文摘要 ........................................................................................................................... II 1 制动系统的组成及工作原理 .. (1) 1.1 制动系统的组成 (1) 1.2 制动系的工作原理 (1) 2 制动系统ABS故障诊断与检修 (1) 2.1 制动防抱死系统的结构组成及工作原理 (1) 2.1.1 制动防抱死系统概念 (1) 2.1.2 制动防抱死系统组成 (1) 2.1.3 ABS系统各组成部件的功能 (1) 2.2 制动系统ABS故障诊断与检修实例分析 (2) 2.2.1 检修过程 (2) 2.2.2 故障现象 (3) 2.2.3 故障现象 (3) 2.2.4 检修过程 (3) 2.2.5 故障排除 (3) 3 影响制动跑偏的因素 (4) 3.1 液压制动系故障的诊断 (4) 3.1.1 制动效能不良 (4) 3.1.2 制动突然失灵 (5) 3.1.3 制动发咬 (5) 3.1.4 制动跑偏（单边） (6)
制动距离和制动稳定性要求
表1 制动距离和制动稳定性要求 机动车类型 制动 初速度 km/h 空载检验制动 距离要求 M 满载检验制动 距离要求 M 试验通道宽度 m 三轮汽车 20 ≤5.0 2.5 乘用车 50 ≤19.0 ≤20.0 2.5 总质量不大于 3500kg 的低速货车 30 ≤ 8.0 ≤ 9.0 2.5 其他总质量不大于 3500kg 的汽车 50 ≤21.0 ≤22.0 2.5 铰接客车、铰接式无轨电车、汽车列车 30 ≤9.5 ≤10.5 3.0 其他汽车 30 ≤9.0 ≤10.0 3.0 两轮普通摩托车 30 ≤7.0 —— 边三轮摩托车 30 ≤8.0 2.5 正三轮摩托车 30 ≤7.5 2.3 轻便摩托车 20 ≤4.0 —— 轮式拖拉机运输机组 20 ≤6.0 ≤6.5 3.0 手扶变型运输机 20 ≤6.5 2.3 1.1.1.1 用充分发出的平均减速度检验行车制动性能 汽车、汽车列车在规定的初速度下急踩制动时充分发出的平均减速度及制动稳定性要求应符合表 4 的规定，且制动协调时间对液压制动的汽车应小于等于 0.35s ，对气压制动的汽车应小于等于 0.60s ，对汽车列车、铰接客车和铰接式无轨电车应小于等于 0.80s 。对空载检验的充分发出的平均减速度有质疑时，可用表 4规定的满载检验充分发出的平均减速度进行。 充分发出的平均减速度 MFDD ： = MFDD () b e e b S S V V --92.2522 式中： MFDD ——充分发出的平均减速度，单位为米每平方秒（m/s 2 ）； o V ——试验车制动初速度，单位为千米每小时（km/h ）； b V ——0.8o V ,试验车速，单位为千米每小时（km/h ）； e V ——0.1o V ,试验车速，单位为千米每小时（km/h ）； b S ——试验车速从o V 到b V 之间车辆行驶的距离，单位为米（m ）； e S ——试验车速从o V 到e V 之间车辆行驶的距离，单位为米（m ）。 制动协调时间：是指在急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起至机动车减速度（或制动力）达到表 4规定的机动车充分发出的平均减速度（或表 6所规定的制动力）的 75%时所需的时间。
汽车稳定性分析及对策研究
86 研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断 中国设备工程 2018.02 (上) 近年来，随着社会经济的发展和科学技术的进步，汽车工业和道路建设质量都有了很大程度的改善，因此，汽车的运行速度和制动性能等动力学性能都有了很大的提升。从而使汽车逐渐成为了人们出行过程中使用的普通、快捷、方便的交通工具。但也应该认识到汽车对人类社会的生命财产所造成的伤害和损失。本文将重点研究汽车失稳的原因以及汽车稳定性应对策略。 1?汽车失稳原因分析 区分不同转向特性的车辆，如果某一汽车是转向过度特性的汽车，当车度过高，达到一定的限度时，即便其是处于线性区域内也非常可能会出现失去稳定的情况。而对于转向不足特性的车辆来说，相比转向过度的汽车，在较高的车速时其仍然具有较好的稳定性，从而确保车辆在线性区域内能够得到较好的操控稳定性。具体来说，在非线性区域内由于侧偏角的增大，轮胎的侧向力会逐渐地趋于饱和，从而导致在非线性区域内车辆失去稳定性的概率较大。车辆后轴的侧向力达到一定极限时，这时车辆的后轴会出现横向移动，引发车辆甩尾等其他十分严重事故；在车辆前轴侧向力达到一定极限时，前轴就会出现横向运动，从而导致汽车的驾驶方向出现偏差，方向失控。与此同时，导致车辆失稳的因素还有很多，比如不同路面u 值的摩擦系数，自然界的侧向风，不同的驾驶操纵等。下面列举了一些致使汽车失稳的一些主要因素。 （1）在驾驶员进行紧急刹车或者突然加速等紧急操纵而致使车辆进入非线性区内，这时质心侧偏角会增大，车辆会失去稳定性，驾驶员不能通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向。 （2）转向不足的汽车在不同的驾驶模式下运行时，车辆的轴荷会因为过度的速度变化而转移，在某些情况 下会导致车辆由转向不足转变为转向过度，车辆也会因此失稳。 （3）由于不同的路面其附着系数u 值是不同的，它对汽车行驶特性影响较大。另外，自然界等产生的横向力，道路的纵横曲线同样会对汽车的运行产生影响，进而引发质心侧偏角的增大使车辆失稳。 （4）当汽车突然要变更车道时，往往会产生较高的质心侧偏角。汽车实际的横摆角速度总是滞后于驾驶员对汽车的操作，汽车转向时这种滞后会导致汽车出现相对较高的横摆力矩，在横摆力矩的影响下车辆往往会失去稳定性。 上述主要分析了4条影响汽车稳定性的因素，从上述分析来看，影响车辆稳定性的变量主要包括车辆的横摆角速度和质心的侧偏，在目前国内外的研究中也主要用这两个参数作为理想变量来描述车辆的运行情况。 2?汽车稳定性控制策略分析 汽车稳定性控制技术包括汽车动力学建模、行驶状态观测、失稳控制策略和控制技术产业化。动力学建模则包括面向控制和面向仿真的建模。面向仿真的建模通常采用Carsim、ADAMS 等仿真软件建立仿真模型，面向控制的建模可采用两轮、四轮模型。状态观测通常是指对汽车运行过程中的状态参数的观测，包括对轮缸压力、摩擦系数、轮胎侧向力、纵横向车速等进行的实时观测。在产业化方面通过不断的探索和研究，在国内汽车的生产线中，稳定性控制技术的产业化在逐步实现。控制车辆稳定性的策略主要有以下几个方面。 （1）汽车制动防抱死系统（ABS）。由于车轮在边滚变化状态下与地面的附着力大于车轮处于抱死状态下的附着力，这样不仅可以防止车辆发生侧滑，还可以最大限度缩小制动距离，从而控制车轮的滑移率在20%，制动达到最安全的效果。 汽车稳定性分析及对策研究 杨昌伟，王志荣，冯迪 （长安大学工程机械学院，陕西?西安?710034） 摘要：汽车动力学稳定性是汽车驾驶过程中保持汽车安全的一项十分重要的性能，一直以来都是汽车安全行业研究的热点，其主要是指汽车在行驶过程中不发生侧滑、偏移和侧翻的性能。因此，深入分析汽车在实际运行工况中发生侧滑、偏移、侧翻等危险状况的内在机理，积极研究解决汽车在运行过程中尤其是极限工况下的稳定性的有效应对策略对汽车驾驶安全是十分重要的。 关键词：汽车动力学；稳定性；汽车安全；控制策略 中图分类号：U461.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）02（上）-0086-02
汽车侧翻稳定性与预警综述分解
汽车侧翻稳定性与预警综述 摘要：近年来，汽车侧翻事故作为重要的安全问题，受到越来越多的关注。美国高 速公路交通安全管理局统计数据表明，在汽车事故中，侧翻的危害程度仅次于碰 撞事故居第二位。然而，我国目前针对高速急转弯时汽车侧翻动态稳定性及预警方面 的研究还很少。因此，本文总结归纳了目前主流侧翻稳定性模型，侧翻预警的硬件系统与算法。通过仿真来计算侧倾角，来得测算汽车侧翻稳定性。以及时下最为新颖的通过DPS来获得汽车的侧倾角，横向加速度等数据来预警。本文比较了各种方案的利弊，对目前汽车的侧翻稳定性分析及预警研究做了一定程度的综述。 关键字：侧翻模型，侧翻控制器，预警算法，侧翻仿真，GPS侧翻控制系统 Abstract: in recent years, the most important safety problems as vehicle rollover accident, has attracted more and more attention. High U.S.Highway traffic safety administration statistics show that, in a car accident, harm degree rollover after touchHit the house second. However, China's current high speed sharp turning vehicle dynamic rollover stability and rollover warningThe study is also very little. Therefore, this paper summarizes the current mainstream rollover stability model, hardware system and rollover warning algorithm. Through the simulation to calculate the roll angle measurement, more automobile side tumbling stability. And nowadays the most novel through the DPS to get the car's side angle, lateral acceleration and other data to alert. In this paper, based on the comparison of the advantages and disadvantages of the various schemes on the current car rollover stability analysis and early warning research made a certain degree of review. Keywords:rollover model, rollover warning algorithm, controller, rollover simulation, GPS rollover control system 1.汽车侧翻模型及动态稳定性分析 1.1简明汽车模型 建立模型为研究汽车侧翻提供了很大的便利。合适的模型可以直观反应汽车的运动状态。成光华在分析国内外有关汽车侧翻预警的研究基础上，建立了由“自行车模型”或侧倾平面模型组成的线性三自由度汽车侧翻模型。该模型不仅包含了汽车静态因数，也包含轮胎、悬架等造成的动态因数，是汽车侧翻预警算法和硬件在环仿真的基础。汽车侧翻预警算法中选用汽车的横向载荷转移率作为汽车是否发生侧翻的判断标准，根据汽车左右车轮的载荷LTR（Lateral-load Transfer Rate）的变化，计算汽车模型当前状态距离侧翻的时间值TTR （Time-To-Rollover），对汽车侧翻状态及时地预警。