操纵稳定性试验方法-转向回正性能试验.doc

中华人民共和国国家标准
汽车操纵稳定性试验方法 GB/T 6323.4—94
转向回正性能试验 代替GB6323.4—86
Controllability and stability
Test procedure for automobiles
—Returnability test
1 主题内容与适用范围
本标准规定了汽车操纵稳定性试验方法中的转向回正性能试验方法。
本标准适用于轿车、客车、货车及越野汽车，其他类型汽车可参照执行。
2 引用标准
GB/T 12534 汽车道路试验方法通则
GB/T 12549 汽车操纵稳定性术语及其定义
3 测量变量和仪器设备
3.1 测量变量
a．汽车前进速度；
b．横摆角速度；
c．侧向加速度。
3.2 试验仪器设备
3.2.1 试验仪器设备应符合GB/T 12534中3.5条规定。
3.2.2 各测量用仪器，其测量范围及最大误差满足表1的要求。
3.2.3 包括传感器及记录仪器在内的整个测量系统的频带宽度不小于3Hz。
3.2.4 各种传感器按各自使用说明书进行安装。
表1
测量变量
测量范围
测量仪器的最大误差
汽车前进速度
0~50m/s
±0.5m/s
转向盘转角
±1080°
±10°
横摆角速度
±50°/s
±1.0(°)/s
侧向加速度
±9.8m/s2
±0.15m/s2
4 试验条件
4.1 试验汽车
4.1.1 试验汽车是按厂方规定装备齐全的汽车。试验前，测定车轮定位参数，对转向系、悬架系统进行检查、调整和紧固，按规定进行润滑。只有认定试验汽车已符合厂方规定的技术条件，方可进行试验。测定及检查的有关参数的数值，记入附录A（补充件）中。
4.1.2 试验时若用新轮胎，试验前至少应经过200km正常行驶的磨合；若用旧轮胎，试验终了残留花纹高度不小于1.5mm。轮胎气压应符合GB/T 12534中3.2条的规定。
4.1.3 试验汽车在厂定最大总质量（驾驶员、试验员及测试仪器质量，计入总质量）状态下进行。货车的装载物（推荐用砂袋）均匀分布于货箱内；客车的装载物（推荐用砂袋）分布于座椅和地板上，其比例应符合GB/T 12534中表1的规定。轴载质量必须符合厂方规定。
4.2 试验场地与环境
a. 试验场地为干燥、平坦而清洁，用水泥混凝土哉沥青铺装的路面，任意方向的坡度不大于2%；
b. 风速不大于5m/s；
c. 大气温度在0～40℃范围内。
5 试验方法
5.1 低速回正性能试验
5.1.1 在试验场地上用明显的颜针对画半径为15m的圆周。
5.1.2 试验前试验汽车沿半径为15m的圆周、以侧向加速度达3m/s2的相应车速，行驶500m,使轮胎升温。
5.1.3 接通仪器电源，使其达到正常工作温度。
5.1.4 试验汽车直线行驶，记录各测量变量零线，然后调整转向盘转角，使汽车沿半径为15±1m的圆周行驶，调整车速，使侧向加速度达到4±0.2m/s2，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，待3s后，驾驶员突然松开转向盘并做一标记（建议用一微动开关和一个讯号通道同时记录），至少记录松手后4s的汽车运动过程。记录时间内油门开度保持不变。
对于侧向加速度达不到4±0.2m/s2的汽车，按试验汽车所能达到的最高侧向加速度进行试验，应在试验报告中（表2备注）加以说明。
5.1.5 试验按向左转与向右转两个方向进行，每个方向三次。
5.2 高速回正性能试验
5.2.1 对于最高车速超过100km/h的汽车，要进行本项试验。
5.2.2 试验车速按被试汽车最高车速的70%并四舍五入为10的整数倍。
5.2.3 接通仪器电源，使其达到正常的工作温度。
5.2.4 试验汽车沿试验路段以试验车速直线行驶，记录各测量变量的零线。随后驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到2±0.2m/s2，待稳定并开始记录后，驾驶员突然松开转向盘并做一标记（建议用一微动开关和一个讯号通道同时记录），至少记录松手后4s内的汽车运动过程。记录时间内油门开度保持不变。
5.2.5 试验按向左转与向右转两个方向进行，每个方向三次。
6 试验数据处理与结果表达
6.1 试验数据处理
横摆角速度时间历程曲线分两大类：收敛型（图1中曲线1~4）与发散型（图1中曲线5、6）。对于发散型，不进行数据处理；对于收敛型，按向左转与向右转分别确定下述指标。
6.1.1 时间坐标原点
在微动开关时间历程曲线上，松开转向盘时微动开关所做的标记。
6.1.2 稳定时间
从时间坐标原点开始，至横摆角速度达到新稳态值（包括零值）为止的一段时间间隔。其均值按下式确定：
（1）
式中：t—稳定时间均值，s；
ti—第i次试验的稳定时间，s。
6.1.3 残留横摆角速度
在横摆角速度时间历程曲线上，松开转向盘3s时刻的横摆角速度值（包括零值）。按下式确定：

（2）
式中：—残留横摆角速度均值，（°）/s；
—第i次试验的残留横摆角速度值，（°）/s。
6.1.4 横摆角速度超调量
在横摆角速度时间历程曲线上，横摆角速度响应第一个峰值超过新稳态值的部分与初始值之比（见图2）。
横摆角速度超调量均值按下式确定：
（3）
式中：—横摆角速度超调量均值，%；
—第i次试验横摆角速度超调量，%。
6.1.5 横摆角速度自然频率
第i次试验横摆角速度自然频率按下式确定：
（4）
式中：—第i次试验横摆角速度自然频率，Hz；
—横摆角速度响应时间历程曲线的峰峰值（见图3），（°）/s；
—横摆角速度响应时间历程曲线上，两相邻波峰的时间间隔（见图3），s；
n—横摆角速度响应时间历程曲线的波峰数。
横摆角速度自然频率均值按下式确定：
（5）
式中：fo—横摆角速度自然频率均值，Hz。
6.1.6 相对阻尼系数
可先由公式（6）求得衰减率后，再由公式（7）求得相对阻尼系数，或由图4查得相对阻尼系数。
（6）
式中：—衰减率；
—横摆角速度第一个波峰值（见图3）。
相对阻尼系数按下式确定：
（7）
式中：—第i次试验相对阻尼系数。
相对阻尼系数均值按下式确定：
（8）
式中：—相对阻尼系数均值。
6.1.7 横摆角速度总方差
第i次试验横摆角速度总方差，按下式确定：
（9）
式中：—第i次试验横摆角速度总方差，s；
—横摆角速度响应时间历程曲线瞬时值，（°）/s；
—横摆角速度响应初始值，（°）/s；
—采样时间间隔，一般不大于0.2s。
横摆角速度总方差均值按下式确定：
（10）
式中：Er—横摆角速度总方差均值，s。
注：其中6.1.3，6.1.7为基本评价指标，其余为争取获得的指标。
6.2 试验结果表达
6.2.1 以图5、图6的形式，分别绘出向左转与向右转各三次的横摆角速度时间历程曲线。低速与高速分别画出。
6.2.2 将结果填入表2中。
7 试验报告
试验报告，根据需要可包括下列全部或部分内容：
a．试验依据、目的、要求；
b．试验条件；
c．试验方法；
d．试验结果；
e．附录A
f．报告日期。
表2
转向盘转动方向
参数
低 速
高 速
第一次
第二次
第三次
平均
第一次
第二次
第三次
平均
左转
稳定时间t，s

残留横摆角速度，（°）/s

横摆角速度自然频率fo, Hz

横摆角速度超调量，%

相对阻尼系数

横摆速度总方差Er，s

右转
稳定时间t，s

残留横摆角速度，（°）/s

横摆角速度自然频率fo, Hz

横摆角速度超调量，%

相对阻尼系数

横摆速度总方差Er，s

备注

图1

图2

图3
附录A
一般数据表（补充件）
试验汽车型号： 试验汽车编号：
制造厂名： 出厂日期：
发动机号： 底盘号：
行驶里程： km 轴距： m
前轮距： m 后轮距： m
厂定最大总质量： kg
前轴载质量： kg 后轴载质量： kg
前轮胎型号： 前轮辋型号：
前左轮气压： 前右轮气压：
冷态： kPa 冷态： kPa
花纹高度：
前左轮： mm 前右轮： mm
后轮胎型号： 后轮辋型号：
后左轮气压： 后右轮气压：
冷态： kPa 冷态： kPa
花纹高度
后左轮： mm 后右轮： mm
车轮定位参数：
主销内倾：
左轮： （°） 右轮： （°）
主销后倾：
左轮： （°） 右轮： （°）
车轮外倾：
前左轮： （°） 前右轮： （°）
车轮前束：
前轮： mm 后轮： mm
转向盘直径： m 转向盘自由行程： （°）

所用仪器
测汽车前进速度
测转向盘转角
测横摆角速度
测侧向加速度
记录仪器
试验地点
试验路面
场地坡度
大气温度 ℃ 风速 m/s
试验日期
试验参加人员
数据处理人员
驾驶员
备注
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