操纵稳定性就是汽车“听话”的程度和抵抗外界干扰的能力,也就是指在驾驶人不感到过分紧张和疲劳的条件下,汽车能遵循其意志通过转向系给定的方向行驶,且当遭到外界干扰时,汽车能抵抗干扰保持稳定行驶的能力。具体来说,操纵性就是驾驶人以最少的修正而能维持汽车按给定路线行驶,以及按驾驶人的愿望操纵转向机构以改变汽车行驶方向的能力;稳定性就是驾驶人固定转向盘给定一个行驶方向,这时汽车抵抗力图改变其行驶方向的外力(或力矩)的能力。
操纵稳定性的研究对象,是把驾驶人和汽车作为统一整体的人-车闭路系统。它既是汽车固有特性的反映,也不忽略驾驶人的反馈作用。在人-车系统中,通过驾驶人把系统的输出参数反馈到输入控制中。图2-26所示为人-车系统的作用过程。
图2-26 人-车系统的作用过程
操纵稳定性是和汽车悬架特性紧密相关的一种性能,它不仅影响驾驶操纵的方便程度,而且决定着高速行驶的安全。操纵稳定性涉及的问题非常广泛,与平顺性不同,它需要采用较多的物理参量,根据标准QC/T 480—1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》从五个方面来进行评价,即要从稳态回转、转向回正、转向轻便性、转向瞬态响应和蛇行等方面进行评价。有关汽车操纵稳定性的术语及其定义请参见标准GB/T 12549—2013《汽车操纵稳定性术语及其定义》。
车身稳定性从广义角度看也属操纵稳定性,故在此列出车身倾角这一评价指标的计算公式。
1.车身侧倾角
车身侧倾角 α 的计算公式为
当侧向加速度 a =0.4 g 时, α 应不大于3.5 ° 。
式中 g ——重力加速度(m/s 2 );
c α ——横向角刚度(N·m/rad);
G′ a ——悬挂负荷(N);
e r ——侧倾力矩臂(m)。
2.车身纵倾角
车身纵倾角 β 的计算公式为
当制动减速度 a =0.4 g 时, β 应不大于1.5°。
式中 c β ——纵向角刚度(N·m/rad);
e p ——倾覆力矩臂(m);
a 1 ——中性面至前轴的距离(m);
a′ ——悬挂质体质心至前轴的距离(m)。