本项试验是评价驾驶员操纵汽车转向盘轻重程度的一种方法。当驾驶员操纵转向盘时所施加力是主动力,则称为转向力;当转向盘回位时,回正力矩转变为主动力,则称为保持力。
转向系的运动阻力包括:转向系中各摩擦副的摩擦力、转向系中各运动部件的惯性力和力矩、轮胎的回正力矩、前轮定位引起的力矩、转向轮转向时与地面相对滑动而产生的摩擦力矩等。这些力或力矩的测量,一般在汽车低速大转角行驶时进行。
1.测量数据
(1)转向盘力矩。
(2)转向盘转角。
(3)汽车前进车速。
(4)转向盘直径。
2.试验仪器设备
(1)试验仪器设备须经计量检定,在有效期内使用,并在使用前进行调整,以确保功能正常,符合精度要求。
(2)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)仪器测量范围及最大误差应满足表7-24的要求。
表7-24 测量仪器测量范围及最大误差
图7-25 双纽线
3.试验条件
(1)试验场地。试验场地应为干燥、平坦而清洁的水泥混凝土或沥青路面,且任意方向的坡度不大于2%。在试验场地上,画出颜色鲜明的双纽线路径,如图7-25所示。双纽线的最小曲率半径应按试验汽车前外轮的最小转弯半径乘以1.1倍,并据此画出双纽线。在双纽线最宽处的顶点和中点的路径两侧各放置两个标桩,共计放置16个标桩。标桩与试验路径中心线的距离为车宽一半加50cm。
双纽线轨迹的极坐标方程为
轨迹上任意点的曲率半径为
当φ=0时,双纽线顶点的曲率半径为最小值,即:
(2)其他试验条件见本单元项目一中的 “一般试验条件”。
4.试验方法
(1)按规定画好双扭线路径并放置好标桩。
(2)接通仪器电源,使之预热到正常工作温度。
(3)试验前驾驶员可操纵汽车沿双纽线路径行驶若干周,熟悉路径和相应操作。随后,使汽车沿双纽线中点 “O”处的切线方向做直线滑行,并停车于 “O”点处,停车后注意观察车轮是否处于直行位置,否则应转动转向盘进行调整。然后双手松开转向盘,记录转向盘中间位置和作用力矩的零线。
(4)试验时,驾驶员操纵转向盘,使汽车以 (10±2)km/h的车速沿双纽线路径行驶,待车速稳定后,开始记录转向盘转角和作用力矩,并记录行驶车速作为监督参数。汽车沿双纽线绕行一周至记录起始位置,即完成一次试验,全部试验应进行三次。在测量记录过程中,驾驶员应保持车速稳定及平稳地转动转向盘,不应同时松开双手,并且在行驶中不准撞倒标桩。
5.试验注意事项
(1)在汽车驶入双纽线路线之前,一定要直线行驶一段距离,且驾驶员应松开转向盘,同时记录转向盘转角及作用力的零线。
(2)为使转向盘作用力示功图能形成一个封闭的图形,至少应记录汽车沿双纽线行驶一周以上所测变量。
(3)当汽车沿双纽线行驶时,应连续转动转向盘,并且最好不要进行调整。
(4)注意控制车速,不得超过规定的车速范围,并且不要撞倒标桩。
6.试验数据处理
根据记录的转向盘转角和作用力矩,按双纽线路径每周整理成一条M-θ曲线或者直接采用计算机采样所得的上述参数,以确定出汽车转向轻便性的各项参数。
(1)转向盘最大作用力矩均值用式 (7-40)确定:
式中,Mmax——转向盘最大作用力矩均值(N·m);
Mmaxi——绕双纽线路径第i周(i=1~3)的转向盘最大作用力矩(N·m)。
(2)转向盘最大作用力均值用式 (7-41)确定:
式中,Fmax——转向盘最大作用力均值(N);
D——试验汽车原有转向盘直径 (m)。
(3)转向盘的作用功。
①绕双纽线路径每一周的作用功用式 (7-42)确定:
式中,Wi——绕双纽线路径第i周(i=1~3)的转向盘作用功(J);
ΔMi(θ)——绕双纽线路径第i周(i=1~3)的转向盘往返作用力矩之差随转向盘转角变化曲线处的数值 (N·m);
±θmaxi——绕双纽线路径第i周(i=1~3)的转向盘向左、向右最大转角。
②转向盘的作用功均值用式 (7-43)确定:
式中,W——转向盘作用功均值 (J)。
(4)转向盘摩擦力矩。
①每绕双纽线路径一周转向盘的平均摩擦力矩用式 (7-44)确定:
式中,Mswi——绕双纽线路径第i周(i=1~3)转向盘平均摩擦力矩(N·m)。
②转向盘平均摩擦力矩均值用式 (7-45)确定:
(5)转向盘摩擦力。
①转向盘平均摩擦力用式 (7-46)确定:
式中,Fswi——绕双纽线路径第i周(i=1~3)转向盘平均摩擦作用力(N)。
②转向盘平均摩擦力均值用式 (7-47)确定:
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