汽車穩(wěn)定性分析及對策研究

趙子云 王丹

摘?要：穩(wěn)定性是保證汽車行駛安全的重要功能，一直以來都是汽車安全方面的一大研究熱點。而穩(wěn)定性主要是指汽車行駛過程之中不要出現(xiàn)側滑、偏移以及側翻等現(xiàn)象。所以，對于如何控制汽車，保證它的穩(wěn)定性值得分析，研究汽車在行駛過程中保持穩(wěn)定性的有效策略，這一點對于安全行車至關重要。

關鍵詞：汽車;穩(wěn)定性;分析與對策

當今社會的經濟發(fā)展和科學技術進步對于汽車工業(yè)和道路建設都起到了積極的推進作用，所以，汽車的運行速度和制動性能也隨之提升。汽車日漸成為人們出行的必需工具，但是相對的，人們也應該意識到汽車也存在安全隱患，會對人類的生命財產造成損害和損失。本文將側重研究汽車失去穩(wěn)定性的原因和提升穩(wěn)定性的對策。

一、穩(wěn)定性對汽車安全行駛的重要性

汽車一般具備通用性、穩(wěn)定性和制動性，穩(wěn)定性是其中最為重要的一環(huán)。汽車的穩(wěn)定性對于汽車行駛具有重要的安全意義，汽車在上、下坡時，用來抵抗汽車的前后傾覆，在道路側向斜度或者是轉彎行駛的過程中，也要抵抗側向傾覆和側滑，這些情況都需要穩(wěn)定性的支持。沒有穩(wěn)定性支持，一旦失去平衡，很容易造成安全事故，使得人們損失財物和生命。穩(wěn)定性就像是衛(wèi)士，守護車輛和人身財產安全，所以對于行車駕駛一定要注意穩(wěn)定性的控制。

二、影響汽車不穩(wěn)定性的因素

影響汽車的穩(wěn)定性因素有很多，但主要的因素包括車身造型、轉向機構、懸架機構還有汽車重量等。相較而言，一輛車車體越重、越寬，那么汽車行駛的穩(wěn)定性相對而言就越高，因為外界因素對于它所產生的影響就會越小。這并不是說重量越大的車型就越穩(wěn)定，像是歐洲廠牌生產的微型汽車，行駛中的穩(wěn)定性也很好，這不是絕對的，只是影響因素之一。影響因素中最為關鍵就還是要看造型設計和結構設計。

懸架結構也會對汽車行駛的穩(wěn)定性造成影響。如果懸架過軟，那么車輛在遇到轉彎或者是變線的時候，車身側傾的狀態(tài)就會很明顯，讓人不敢以較高的車速進行轉彎;如果遇上路面不平的情況，汽車的振蕩相當明顯，也會對駕駛員的安全性和舒適性造成影響。懸架結構的方式也會對汽車行駛的安全性造成影響，性能優(yōu)越的懸架在過彎的時候能夠保證輪胎的貼地性，讓車輪總是保持垂直地面，這樣也能夠讓汽車在行駛中保持較高的穩(wěn)定性。[1]

三、控制汽車穩(wěn)定性的策略

汽車的穩(wěn)定性是固有的，所以想要提升汽車行駛的穩(wěn)定性就需要嚴格控制汽車的相關部分，其中的控制策略包括以下幾個方面：

（一）ABS

因為車輪在邊滾變化狀態(tài)下和地面的附著力會大于處于抱死狀態(tài)下的附著力，因此能夠防止車輛發(fā)生側滑，并盡可能地縮小制動距離。因此，車輪的滑移幾率被嚴格的控制在了20%以內，從而制動達到最安全的效果。

（二）TCS

牽引力控制系統(tǒng)能夠借助輪速傳感器的信號對驅動輪和從動輪的大小進行比較，一旦驅動輪的速度比從動輪的輪速大，行使控制驅動輪轉速功能，屬于防滑操作。牽引力控制系統(tǒng)和防抱死系統(tǒng)很類似，都是運用輪速傳感器和制動調節(jié)器對車輪的運轉狀態(tài)進行調節(jié)。牽引力控制系統(tǒng)對于汽車的穩(wěn)定性的維持很重要。遇上路面結冰、濕滑這類附著系數低的情況，汽車容易出現(xiàn)在加速時驅動輪打滑。后輪滑轉可能會造成汽車甩尾，而前輪劃轉則會出現(xiàn)汽車的方向控制失衡造成偏移情況的發(fā)生。TCS則可以有效的避免或減輕這類情況，讓汽車保持預定的行駛軌跡。[3]

（三）ESP

這是汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，相當于牽引力控制系統(tǒng)和防抱死系統(tǒng)的雙重疊加。這種系統(tǒng)的運作關鍵就是對輪胎“抱死”，也就是控制車輪滑動率。在ESP運行中，各個加速傳感器協(xié)同作用，共同完成汽車的穩(wěn)定運行操作。一方面，對方向盤的轉角信號的監(jiān)測、計算能夠了解駕駛員的真正行駛意圖;一方面，對于橫向加速傳感器、橫擺角速度傳感器信號的處理和分析能夠獲知車輛在道路行駛中的實施狀況變化，將參數進行對比分析，通過分析結果進行運作，消除車輛運行纏身大哥橫擺力矩，使車輛恢復穩(wěn)定性。[2]具體的工作原理：

（1）防止車輛后輪打滑的傾向。當車輛的后輪相較于前輪失去了抓地力的時候會出現(xiàn)側滑的情況。發(fā)動機管理電子控制單元（ECU）運用橫擺角速度和橫向加速傳感器來確定橫向加速度和質心偏角值，每當這兩個數值都較大的時候，在確定后輪有著很大滑動傾向下，一定要對車輛的外側前輪給予一定的制動力，以此形成平衡力用來抵抗橫擺力矩，并且同時抑制因為過度的轉向造成的后輪過度側滑，如此能夠防止車輛旋轉或者是甩尾狀況。與此同時，車輪上被施加的制動力也大大的降低了車輛的速度，這樣更為有利于保持車輛的穩(wěn)定性。

（2）防止車輛前輪打滑的傾向。發(fā)動機管理電子控制單元不僅會后輪打滑現(xiàn)象和趨勢，而且同樣在計算車輛的狀態(tài)下，也會確定是否前輪也存在打滑也就是轉向不足的情況。假設橫擺角速度的實際值比預期值要小，那么車輛就不能按照駕駛員的預期軌跡去行駛，而且還會造成預期轉向的半徑比實際轉向的半徑要小。發(fā)生這樣的情況，一般都會通過滑動趨勢的幅度減少發(fā)動機的輸出功率，同時還要將制動力被增加到內后輪，以此減小側向力，進而形成相同的力矩來保持車輛運行到預定的軌跡中，從而抑制前輪打滑。

四、結語

汽車穩(wěn)定性是值得研究的重點，關系著駕駛員的安全出行，也關系著汽車持續(xù)安全發(fā)展，對于汽車穩(wěn)定性的控制需要不斷鉆研，滿足人類社會安全的發(fā)展需求。每年因為駕駛汽車發(fā)生的事故不計其數，在這些事故中不少是因為汽車本身的穩(wěn)定性所造成，人們選擇車輛的前提必須要注意其穩(wěn)定性。對汽車穩(wěn)定性技術的研究和發(fā)展要重點關注，加大人力物力投資，從而確保人們的安全出行，提供更好的保障。

參考文獻：

[1]朱燁，楊章林.車輛轉向系未知參數對汽車操縱穩(wěn)定性的影響分析[J].齊齊哈爾大學學報（自然科學版），2018，34（06）：61-65.

[2]趙守月，姜國彬，戴銳，盧祖秉.橫風對汽車穩(wěn)定性影響的計算分析[J].汽車科技，2018（05）：24-28.

[3]楊昌偉，王志榮，馮迪.汽車穩(wěn)定性分析及對策研究[J].中國設備工程，2018（03）：86-87.