關于影響汽車轉向穩定性的探討

宋廣震

（中航黑豹股份有限公司，山東 威海264400）

關于影響汽車轉向穩定性的探討

宋廣震

（中航黑豹股份有限公司，山東 威海264400）

隨著市場經濟的發展，汽車的數量日益增多，有效提升汽車的主動安全性能，保證其操縱穩定性是非常必要的，作為汽車操縱穩定性中的重要組成部分，保證其轉向穩定性是非常必要的，本文就主要結合汽車轉向穩定性的研究現狀，對影響其轉向穩定性的相關因素予以簡單分析研究。

汽車轉向穩定性；影響因素；探討

當今社會，汽車已經成為與人類的出行聯系最為密切的交通工具，在社會的發展過程中發揮著非常重要的作用，在汽車行駛過程中，保持其轉向穩定性，確保行駛安全是非常關鍵的，本文就主要針對此予以簡單分析研究。

1 車輛轉向穩定性研究的意義

隨著市場經濟及各項科學技術的發展，汽車運輸業取得了巨大的發展，隨著汽車數量及速度的提升，每年由于交通事故導致的人員死傷率也非常的大，因此，減少交通事故的發生率、提升車輛運行的安全性能非常的必要。隨著各項研究的深入，人們逐漸發現，影響汽車主動安全性的一個重要指標就是汽車的操縱穩定性，作為汽車操縱穩定性中的重要組成部分，汽車的轉向穩定性對于提升汽車的主動安全性具有非常重要的作用，所以，加強汽車轉向穩定性的研究非常的必要。

2 車輛轉向穩定性的研究現狀

汽車運行過程中，其與地面之間的作用力，主要依賴于輪胎的傳遞，而輪胎則主要是通過縱向與橫向滑轉來傳遞地面所施加的縱向與側向力，并且所有作用于車輛上的外部的力的作用，都會導致車輛繞其質心來進行轉動，所以汽車的運動由輪胎力與其他外力所共同決定，這也使得其轉向穩定性的研究非常的復雜，目前對輪胎的側應力的研究主要集中于兩個區域，一個是輪胎的側偏角不超過5度，其側向加速度小于0.4g時，側偏角與側向力之間的關系近似線性；另一種是其側偏角大于一定值時，在其超過線性域并且小于極限側的向加速度的范圍中，屬于非線性區域，這種情況下，其側向力與側偏角之間表現出很強的非線性，在對其轉向穩定性進行分析時，也主要有兩種方法，一種是基于車輛模型、輪胎力的線性近似方法的穩定性研究，另一種是基于車輛模型與輪胎的非線性的穩定性研究方法。

3 影響車輛轉向穩定性的因素

3.1 轉向器和轉向傳動機構的影響

在汽車行駛時，汽車行駛方向的改變是通過駕駛員操縱方向盤來實現的，轉向盤的性能與汽車的可操縱性有關。轉向器常見出現的問題有轉向沉重、游隙過大和轉向盤行車時擺震等。如果轉向器的游隙過大就容易造成擺頭現象，導致轉向器游隙過大的原因主要有：轉向垂臂軸緊固螺栓松動、擺臂軸上的雙銷與蝸桿齒合間隙過大、轉向器蝸桿軸上下軸軸承間隙過大等原因。轉向傳動機構主要是將轉向器所傳來的力傳向車輪，并促進左右轉向輪向同一個方向偏轉一個角度，以此來保證汽車實現轉向，其常見的故障有：間隙過大、轉向節止推軸承間隙不滿足相關標準要求、汽車在低速行駛時產生前輪擺震等。

橫向穩定桿的作用是提高懸架的側傾角剛度，或者被用來調節前、后懸架側傾角剛度之間的比值。在汽車進行轉彎動作時，它的作用就是防止汽車車身產生很大的橫向角震動和橫向側傾，從而保證汽車具有良好的轉向穩定性。通過提高懸架側傾角剛度，加大轉向時左右輪荷的變化，使得前軸的每個輪平均側偏剛度得到減少，從而增加其差的不足轉向量。在汽車前懸架中使用較硬的橫向穩定桿可以有效的提高汽車的不足轉向性，改善汽車進行蛇形行駛的性能。

3.2 前輪定位參數和前橋（轉向橋）參數的影響

汽車在進行轉向時，由于離心力的作用，車身易向外傾斜，外輪的懸架處于壓縮狀態且車輪的外傾角逐漸減小，同時內輪懸架處于伸張狀態，造成了本來對道路的負外傾變化的外傾角減弱。這樣通過外傾角的合理設計能夠有效的提高車輪對側向力承受的能力，最大限度的提高汽車轉向的穩定性。

對于由前輪定位參數不準確而引起的轉向問題有車輛向一側漂移（跑偏）、車輪發飄、轉向阻力大等。比如某款輕型載貨汽車，在裝配柴油發動機時轉向沒有問題，但在裝配汽油發動機并且在較高速度下，車輛容易發生發飄現象，即方向感不清晰，通過研究得出，主要是由于汽油車在3°主銷后傾角的情況下汽油車的自動回正力矩不夠大，后將主銷后傾角增大至5°，故障現象消失。

3.3 前后懸架參數的影響

由懸架系統的故障引起的轉向問題往往不易被發覺。懸架裝置的常見故障有：左右懸架剛度不等、左右懸架的弧高差別大、導向裝置失效、減震器失效、懸架零件磨損或松動等。

后懸架參數對汽車轉向穩定性的影響，是指在汽車轉向時，由于車身側傾導致的獨立懸架上的左右車輪與汽車之間的相對距離發生變化，外側的車輪向上跳，縮短了與車身的距離，內側的車輪向下拉，加大了與車身的距離。懸架結構的參數不同，車輪在進行上下跳動時，前束角的變化規律也隨之不同。對于非獨立懸架的載荷汽車，在后輪距一定的前提下，后鋼板彈簧的布置在于車輪保持最小間隙的前提下應盡量增大板簧座距，尤其對于后軸車輪是單胎的車型。這樣可使車輛在滿載變向或急轉彎的情況下，減輕一側的車輪的輪胎承受的由重心轉移引起的橫向力，避免車身后部發生過大的橫向傾斜，保證整車的操縱穩定性和安全性。

3.4 輪胎的影響

輪胎是影響汽車轉向穩定性的一個重要的因素，通過增大輪胎的載荷能力，尤其是后輪胎的載荷能力，例如提高層級或者加大輪胎的尺寸等，或者將后輪的單胎改成雙胎，這些都可以改善汽車的轉向穩定性。在汽車使用過程中，定期檢查輪胎的胎壓、動平衡、磨損情況等，可以及時排除由輪胎而引起的轉向問題。

4 結束語

汽車轉向穩定性受到環境條件、人為感覺和研究目的等多種因素的影響，而汽車轉向穩定性則是影響汽車的安全性的重要因素之一，為了減少交通事故的發生，提高汽車的安全性，我們還需要更加細致、更加深入的對影響汽車轉向穩定性的因素進行分析和研究。對于汽車轉向穩定性的許多研究目前還處于探索和完善的階段，我們相信隨著汽車在優化設計和制造水平上的不斷提高，人們對于汽車轉向穩定性的認識會更加全面和深入，影響汽車轉向穩定性的因素也一定會得到解決，中國汽車技術的發展也將邁向一個新的臺階。

［1]馬濤鋒，薛念文，李仲興等.對汽車操縱穩定性的影響因素分析及對操穩性的研究評價［J].機械設計與制造，2012（4）.

［2]郭寬友.汽車操縱穩定性的影響因素及評價方法研究［J].重慶工學院學報，2013（7）.