将上式整理后可得，汽车不发生向外侧侧滑的极限车速umax为
'umax?Rrg(?1?tg?) （km/h） (5-30)
1??1tg?显然，当tg??1?1'时,umax??,即汽车以任何车速行驶均不会向外侧滑。
当汽车在水平路面上转弯行驶时．则不发生侧滑的最大车速为
'umax?Rrg?1 (km/h) (5-31)
综上可知，弯道处适当的横坡，可提高允许车速，减少测滑的发生。同时应看到，当路面湿滑时，?1减小，允许车速降低，驾驶者应充分注意，以免发生侧滑的危险。
3．侧滑发生在侧翻之前的条件
通常认为在多数情况下，侧翻造成的危害比侧滑更大。为了安全全起见，希望侧滑发生
'在侧翻之前，即umax?umax。或
Rrg(?1?tg?)?1??1tg?Rrg(2hgtg??B)2hg?Btg?
整理得，在水平路面上，侧滑发生在侧翻之前的条件为 B?1?2hg（5-32）
三、汽车在横坡直线行驶或静止时的侧翻
汽车在横向坡道直线行驶或静止时．如果横向坡度角?(见图5—35)超过某一值时，汽车将发生侧翻。国标“机动车运行安全技术条件”(GB7258—1997)中规定：机动车空载、静态状况下，向左侧及右侧倾斜最大侧倾稳定角，双层客车不小于280；总质量为车辆整备质量1.2倍以下的车辆不小于300；其他车辆不小于350。
下面讨论汽车不发生侧翻的最大横坡角?max与汽车有 关参数的关系。 Gcos??Ghgsin?2F由图5-35可得 z1 ?
B
令Fz1=0,即可求得不发生侧翻的最大横坡角为
tg?max?BB 图5-35 汽车在横向坡道上的受力简图 2hgB （5-33） 2hg
即
?max?arctg可见，降低质心高度hg，适当增大轮距B，均有助于提高汽车的抗侧翻能力。
第六节 操纵稳定性试验
汽车操纵稳定性的试验方法和评价体系，涉及内容比较广泛，各个国家也不尽相同。我国现行的操纵稳定性试验方法国家标准有：蛇行试验(GB／T 6323．1—94)、转向瞬态响应试验(转向盘角阶跃输入)(GB/T 6323 2—94)、转向瞬态响应试验(转向盘角脉冲输入)(GB／T 6323．3—94)、转向回正性能试验((GB/T 6323．4—94)、转向轻便性试验(GB／T 6323．5—94)、稳态回转试验(GB/T 6323．6—94)、静侧翻稳定性台架试验(GB/T14172—94)。标准适用于轿车、客车、货车及越野汽车，其他类型汽车可参照执行。
试验对车辆状况、装载、轮胎气压、燃料及润滑油、气象条件、仪器设备、试验场地等方面均有一定的要求，应符合上述国标和《汽车道路试验方法通则》(则GB/T 12534—90)中的相应规定。
试验用的仪器设备主要有：用车速测试仪测量车速和时间，用测力方向盘测量方向盘作用转矩和转角，用加速度计测量侧向加速度．用陀螺仪测量横摆角速度和车厢侧倾角。试验数据可用磁带仪记录后在数据处理设备上进行处理，也可采用实时数据处理设备在现场直接采集和处理。
对试验结果的评价，应按国标《汽车操纵稳定性指标限值和评价方法》(GB/T13047—91执行。
下面对四种试验方法作简要介绍。
一、转向轻便性试验
这种试验用以评价汽车在停车场地停车过程中，或在城镇狭小街巷以低车速和前转向轮 大转角行驶时的转向轻便性。
试验是在规定的双纽线跑道上进行，见图5—36。图中Rmin为试验汽车前外轮最小转弯 半径的1．1倍，d=3Rmin，双纽线的极坐标方程为l?dcos2?。汽车以10km/h的车速在上述跑道上等速行驶，同时测量的参数有：方向盘直径、方向盘转角和方向盘作用转矩。
图5-36 转向轻便性试验场地布置示意图
对采集的数据经整理后，即可绘出如图5—37所示的方向盘作用转矩与方向盘转角之间的关系曲线，从而可求得下列参数：
(1)方向盘最大作用转矩Mmax (2)方向盘最大作用力Fmax 2 M maxFmax? D （5—34)
式中 D——方向盘直径。
(3)绕双纽线路径一周，方向盘作用功W
W????max??max?M(?)d? （5—35）
式中 ?M(?)——绕双纽线路径一周，方向盘
往返转矩差随方向盘转角 图5—37转向盘作用转矩与转向盘转角间关系
的变化；
??max——绕双纽线路径一周，方向盘
向左、向有的最大转角。
(4)方向盘平均作用转矩Ms 0 . 5 W （5—36）
Ms? ??max???max(5)方向盘平均作用力Fs
2 M s (5—37))
Fs? D上述五项参数中，方向盘最大作用力Fmax和方向盘平均作用力Fs为评价计分的指标。
二、方向盘角阶跃输入下的瞬态响应试验
本试验是为了识别汽车作为一个线性系统的动态特性。
试验应在干燥、平坦的良好路面上进行。试验车速为被试汽车最高车速的70，方向盘输入角可按试验车速和规定的稳态侧向加速度值进行预选。所要求的稳态侧向加速度值为： 从1m/s2做起，每隔0.5m/s2做一次试验，直到3m/s2为止。
试验时,汽车先以试验车速直线行驶．然后以不小于200(0)／s的角速度打方向盘，到达预选位置并固定数秒钟．待系统进入稳态后，停止记录。记录过程中应保持车速不变。
试验采集的数据有：车速、时间、方向盘转角、侧向加速度和横摆角速度。经整理后可绘出方向盘输入转角、横摆角速度和侧向加速度随时间变化的曲线，见图5—38。从曲线图形中即可求得响应时间(其定义见图5—38)、峰值时间、超调量等反映系统动态特性的参数。标准还要求拟合画出横摆角速度响应时间与稳态侧向加速度的关系等八种曲线，在此不再详细介绍。
作为本试验的评价计分指标是稳态侧向加速度为2m/s2时的汽车横摆角速度响应时间。
三、方向盘角阶跃榆入下的稳态响应试验
稳态响应试验又称稳态回转试验，其目的是为了表征和评价汽车的稳态转向特性，它是汽车操纵稳定性的一个基本试验。
图5—38 方向盘输入转角、横摆角速度
和侧向加速度随时间变化的曲线
试验场地上画出半径为15m或20m的圆周，作为汽车试验起始时的行驶路径，即前述的起始半径RO。
试验时，汽车先以最低稳定车速沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向平面的车速传感器对准地面团周、并保持稳定后，固定方向盘转角。然后，汽车缓慢连续而均匀地加速，直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s2为止，记录整个过程。汽车在试验时的行驶轨迹如图5-39所示。
试验采集的数据有：车速、时间、横摆角速库、车厢侧 倾角、侧向加速度。经整理后，即可绘出如下三种关系 曲线。
(1)转向半径比R／Ro与侧向加速度ay的关系曲线
根据记录的横摆角速度?r及汽车前进车速u，即 用下列公式计算转向半径Ri和相应的测向加速度ayi。
Ri?ui?i (i=1、2、3、、、、、、n) (5-38)
、、、、、n) （5-39） ayi?ui.?ri (1、2、3、
式中ui——ti时刻的前进车速，m/s；
图5—39定方向盘连续加速试验?ri——ti时刻的横摆角速度rad/s；
中汽车行径的轨迹
Ri——ti时刻的转向半径，m；
ayi——ti时刻的侧向加速度，m/s2； n——采样点。
由计算出的Ri值，进而算出各点的转向半径比Ri/Ro，即可绘出类似图5—2l的 R／Ro—ay关系曲线。
(2)汽车前、后轴侧偏角差值(?1??2)与侧向加速度ay的关系曲线
根据上面计算所得的转向半径Ri值，利用下式即可算出相应的(?1??2)i值。
( ? ( ? 1 ? ? 2 ) i ? 57 . 3 L ) （5-40）
式中 (?1??2)i——ti时刻的前、后轴侧偏角之差，(0)；
L——轴距,m。
根据计算结果绘出类似图5—19的( ? )—ay的关系曲线 1??2(3)侧倾角?r与侧向加速度ay的关系曲线根据记录所得的各个时刻的车厢侧倾角?r，即可绘出?r一ay的关系曲线。稳态回转试验的评价计分指标为：
(1)中性转向点的侧向加速度值，即( ? 1 ? ? 2 )—ay曲线上，斜率为零处的侧向加速度值。 (2)不足转向度，即( ? 1 ? ? 2)一ay曲线上，侧向加速度值为2m/s2处的平均斜率(纵坐标值除以横坐标值)。
(3)车厢侧倾度，即?r一ay曲线上，侧向加速度值为2m/s2处的平均斜率(纵坐标值除以 横坐标值)。
四、转向回正性试验
试验的目的是鉴别汽车转向回正的能力。转向回正性试验有低速和高速回正性试验两种方法，现分别说明如下。
(1)低速回正性能试验
汽车沿半径为15m的圆周行驶，调整车速使侧向加速度达到4m/s2，固定方向盘转角，稳定车速并开始记录，待3s后，驾驶员突然松开方向盘。松手瞬间应作一记录，以便确定时间坐标的原点。松手后至少记录4s内的汽车运动历程。记录过程中油门开度保持不变。
(2)高速回正性能试验
图5—40 回正试验的横摆角速度与时间关系曲线
1RO1Ri