汽车稳定性分析及对策研究

来源: 发布时间:2019-08-06 09:22:18

  摘要:稳定性是保证汽车行驶安全的重要功能,一直以来都是汽车安全方面的一大研究热点。而稳定性主要是指汽车行驶过程之中不要出现侧滑、偏移以及侧翻等现象。所以,对于如何控制汽车,保证它的稳定性值得分析,研究汽车在行驶过程中保持稳定性的有效策略,这一点对于安全行车至关重要。

  关键词:汽车;稳定性;分析与对策

  前言:当今社会的经济发展和科学技术进步对于汽车工业和道路建设都起到了积极的推进作用,所以,汽车的运行速度和制动性能也随之提升。汽车日渐成为人们出行的必需工具,但是相对的,人们也应该意识到汽车也存在安全隐患,会对人类的生命财产造成损害和损失。本文将侧重研究汽车失去稳定性的原因和提升稳定性的对策。

  一、 稳定性对汽车安全行驶的重要性

  汽车一般具备通用性、稳定性和制动性,稳定性是其中最为重要的一环。汽车的稳定性对于汽车行驶具有重要的安全意义,汽车在上、下坡时,用来抵抗汽车的前后倾覆,在道路侧向斜度或者是转弯行驶的过程中,也要抵抗侧向倾覆和侧滑,这些情况都需要稳定性的支持。没有稳定性支持,一旦失去平衡,很容易造成安全事故,使得人们损失财物和生命。稳定性就像是卫士,守护车辆和人身财产安全,所以对于行车驾驶一定要注意稳定性的控制。

  二、 影响汽车不稳定性的因素

  影响汽车的稳定性因素有很多,但主要的因素包括车身造型、转向机构、悬架机构还有汽车重量等。相较而言,一辆车车体越重、越宽,那么汽车行驶的稳定性相对而言就越高,因为外界因素对于它所产生的影响就会越小。这并不是说重量越大的车型就越稳定,像是欧洲厂牌生产的微型汽车,行驶中的稳定性也很好,这不是绝对的,只是影响因素之一。影响因素中最为关键就还是要看造型设计和结构设计。

  悬架结构也会对汽车行驶的稳定性造成影响。如果悬架过软,那么车辆在遇到转弯或者是变线的时候,车身侧倾的状态就会很明显,让人不敢以较高的车速进行转弯;如果遇上路面不平的情况,汽车的振荡相当明显,也会对驾驶员的安全性和舒适性造成影响。悬架结构的方式也会对汽车行驶的安全性造成影响,性能优越的悬架在过弯的时候能够保证轮胎的贴地性,让车轮总是保持垂直地面,这样也能够让汽车在行驶中保持较高的稳定性[1]。

  三、 控制汽车稳定性的策略

  汽车的稳定性是固有的,所以想要提升汽车行驶的稳定性就需要严格控制汽车的相关部分,其中的控制策略包括以下几个方面:

  1. ABS

  因为车轮在边滚变化状态下和地面的附着力会大于处于抱死状态下的附着力,因此能够防止车辆发生侧滑,并尽可能地缩小制动距离。因此,车轮的滑移几率被严格的控制在了20%以内,从而制动达到最安全的效果。

  2. TCS

  牵引力控制系统能够借助轮速传感器的信号对驱动轮和从动轮的大小进行比较,一旦驱动轮的速度比从动轮的轮速大,行使控制驱动轮转速功能,属于防滑操作。牵引力控制系统和防抱死系统很类似,都是运用轮速传感器和制动调节器对车轮的运转状态进行调节。牵引力控制系统对于汽车的稳定性的维持很重要。遇上路面结冰、湿滑这类附着系数低的情况,汽车容易出现在加速时驱动轮打滑。后轮滑转可能会造成汽车甩尾,而前轮划转则会出现汽车的方向控制失衡造成偏移情况的发生。TCS则可以有效的避免或减轻这类情况,让汽车保持预定的行驶轨迹[3]。

  3. ESP

  这是汽车稳定性控制系统,相当于牵引力控制系统和防抱死系统的双重叠加。这种系统的运作关键就是对轮胎“抱死”,也就是控制车轮滑动率。在ESP运行中,各个加速传感器协同作用,共同完成汽车的稳定运行操作。一方面,对方向盘的转角信号的监测、计算能够了解驾驶员的真正行驶意图;一方面,对于横向加速传感器、横摆角速度传感器信号的处理和分析能够获知车辆在道路行驶中的实施状况变化,将参数进行对比分析,通过分析结果进行运作,消除车辆运行缠身大哥横摆力矩,使车辆恢复稳定性[2]。具体的工作原理:

  (1) 防止车辆后轮打滑的倾向

  当车辆的后轮相较于前轮失去了抓地力的时候会出现侧滑的情况。发动机管理电子控制单元(ECU)运用横摆角速度和横向加速传感器来确定横向加速度和质心偏角值,每当这两个数值都较大的时候,在确定后轮有着很大滑动倾向下,一定要对车辆的外侧前轮给予一定的制动力,以此形成平衡力用来抵抗横摆力矩,并且同时抑制因为过度的转向造成的后轮过度侧滑,如此能够防止车辆旋转或者是甩尾状况[4]。与此同时,车轮上被施加的制动力也大大的降低了车辆的速度,这样更为有利于保持车辆的稳定性。

  (2) 防止车辆前轮打滑的倾向

  发动机管理电子控制单元不仅会后轮打滑现象和趋势,而且同样在计算车辆的状态下,也会确定是否前轮也存在打滑也就是转向不足的情况。假设横摆角速度的实际值比预期值要小,那么车辆就不能按照驾驶员的预期轨迹去行驶,而且还会造成预期转向的半径比实际转向的半径要小[5]。发生这样的情况,一般都会通过滑动趋势的幅度减少发动机的输出功率,同时还要将制动力被增加到内后轮,以此减小侧向力,进而形成相同的力矩来保持车辆运行到预定的轨迹中,从而抑制前轮打滑。

  结束语

  汽车稳定性是值得研究的重点,关系着驾驶员的安全出行,也关系着汽车持续安全发展,对于汽车稳定性的控制需要不断钻研,满足人类社会安全的发展需求。每年因为驾驶汽车发生的事故不计其数,在这些事故中不少是因为汽车本身的稳定性所造成,人们选择车辆的前提必须要注意其稳定性。对汽车稳定性技术的研究和发展要重点关注,加大人力物力投资,从而确保人们的安全出行,提供更好的保障。

  参考文献

  [1]朱烨,杨章林.车辆转向系未知参数对汽车操纵稳定性的影响分析[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2018,34(06):61-65.

  [2]赵守月,姜国彬,戴锐,卢祖秉.横风对汽车稳定性影响的计算分析[J].汽车科技,2018(05):24-28.

  [3]杨昌伟,王志荣,冯迪.汽车稳定性分析及对策研究[J].中国设备工程,2018(03):86-87.

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