汽车性能最后应通过试验来进行测定与评价。试验中 的性能评价有主观评价和客观评价两种方法。客观评价法 是通过测试仪器测出表征性能的物理量如横摆角速度、侧 向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。 主观评价法就是感觉评价，其方法是让试验评价人员，根 据试验时自己的感觉来进行评价，并按规定的项目和评分 办法进行评分。 此外，还有一个方向盘角阶跃输入下时域响应的综合 性评价指标，这个评价指标称为汽车因数。
变速演示
§5-2 轮胎的侧偏特性
侧偏特性主要是侧偏力、回正力矩与侧偏角间的 关系，它是研究汽车操纵稳定性的基础。 一、轮胎的坐标系
垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面称为车轮平面。 车轮平面与地平面的交线取为X轴，规定向前为正。Z轴 与地平面垂直，规定指向上方为正。Y轴在地平面上，规 定面向车轮前进方向时指向左边为正。图5-5上还画了地 面作用于轮胎的力与力矩，即地面切向反作用力Fx、地面 侧向反作用力Fy、地面法向反作用力Fz，以及地面反作用 力绕Z轴的力矩——回正力矩Tz等等。图中还画出了侧偏 角a与外倾角γ
方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应： r 稳态横摆增益曲线 ) s ua .横摆角速度增益（又 称为转向灵敏度）.稳定性因数K。 方向盘角阶跃输入下的瞬态响应： r 瞬态横摆响应曲线 t或 100% t .反应时间 r0 衰减振动圆频率0
横摆角速度频率响应特性： 共振峰频率f ，1HZ时的相位滞后角
XOZ处于汽车左右对称的平面内。当车辆在水平路面上静 止状态下，x轴平行于地面指向前方。z轴通过质心指向上 方，y轴指向驾驶员的左侧，坐标系的原点O常可令其与质 心重合。与操纵稳定性有关的主要运动参量为，车厢角速 度为z轴上的分量——横摆角速度 r 等等（参看图5-1）
2、汽车的时域响应可分为不随时间变化的稳态响应 和随时间变化的瞬态响应。汽车等速直线行驶是一种稳态， 给汽车以方向盘角阶跃输入，一般汽车经短暂时间后便进 入等速圆周行驶，这也是一种稳态，称为方向盘角阶跃输 入下进入的稳态响应。
在等速直线行驶与等速圆 周行驶这两个稳态运动之间的 过渡过程便是一种瞬态，相应 的瞬态运动响应称为方向盘角 阶跃输入下的瞬态响应。
汽车的等速圆周行驶，即汽车方向盘角阶跃输入下进 入的稳态响应。一般也称它为汽车的稳态转向特性，汽车 的稳态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向和过 多转向。操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特 性。一般汽车不应具有过多转向特性，也不应具有中性转 向特性，因为中性转向汽车在使用条件变动时，有可能转 变为过多转向特性。 常用方向盘角阶跃输入下的瞬态响应来表征汽车的操 纵稳定性。
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没有侧向滑移 有侧向滑移 图5-6 有侧向力作用时刚性车轮的滚动
FY-曲线在 =0。处的斜率称为侧偏刚度k，FY=ka 显然轮胎的最大侧偏力决定于附着条件，即垂直载荷。
三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响 尺寸较大的轮胎有较高的侧偏刚度。 轮胎断面高 H与轮胎断面宽 B之比H/B×100% 称为扁 平率。 垂直载荷增大后，侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大， 但垂直载荷过大时，轮胎产生很大的径向变形，侧偏刚 度反而有所减小。 轮胎的充气压力对侧偏刚度也有显著影响。随着气压 的增加，侧偏刚度增大，但气压过高后刚度不再变化。 行驶车速对侧偏刚度的影响很小。
当纵向力相当大时，侧偏力显著下降。因为此时接近 附着极限，切向力已耗去大部分附着力，而侧向能利用的 附着力很少。由图还可看出，这组曲线的包络线接近于一 椭圆，一般称为附着椭圆。 路面有薄水层时，由于滑水现象（hydroplaning）,会 出现完全丧失侧偏力的情况 四、回正力矩——绕OZ轴的力矩 Tz是使转向车轮回复到直线行驶位置的主要恢复力矩 之一，称为回正力矩。
二、轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线
车轮中心沿Y轴方向若作用有侧向力Fy，相应地在地 面上产生地面侧向反作用力Fy，Fy也称为侧偏力。当有地 面侧向反作用力时，若车轮是刚性的，则可能发生两种情 况：
（1）当地面侧向反作用力FY未超过车轮与地面间的附着 极限时，车轮与地面间没有滑动 , 车轮仍沿其本身平面 的 cc 方向行驶（图5-6）；
图5-3上画出了 一辆等速行驶 汽车在t=0时,驾 驶员急速转动 方向盘至角度 δsw0并维持此转 角不变时的汽 车瞬态响应曲 线
汽车的瞬态响应，它具有如下几个特点：
（1）时间上的滞后 （2）执行上的误差 （3）横摆角速度的波动 （4）进入稳态所经历的时间
四、汽车试验的两种评价方法及时域响应与频率响应特 性的评价指标
横摆角速度频率响应特性是方向盘转角正弦输入下， 频率由0→ 时，汽车横摆角速度与方向盘转角的振幅比 及相位差的变化图形。
转向半径是评价汽车机动灵活性的物理参量。 转向轻便性是评价转动方向盘轻便程度的特性。 二、车辆坐标系与方向盘角阶跃输入下的时域响应
1、汽车的运动是借固结于运动着的汽车上的动坐标 系——车辆坐标系来描述的。图5-1所示固结于汽车上的 oxyz直角动坐标系就是车辆坐标系。
第五章 汽车的操纵稳定性
汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、 疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向 车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能 抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
§5-1 概 述
一、汽车操纵稳定性包含的内容 1、在汽车操纵稳定性的研究中，常把汽车作为一 控制系统，求出汽车曲线行驶的时域响应与频率响应 特性，并以它们来表征汽车的操纵稳定性能。 2、方向盘输入有两种形式：给方向盘作用一个角 位移，称为角位移输入，简称为角输入；给方向盘作 用一个力矩，称为力矩输入，简称为力输入。 3、方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应及方向盘 角阶跃输入下的瞬态响应，就是表征汽车操纵稳定性 的方向盘角位移输入下的时域响应。回正性是一种方 向盘力输入下的时域响应。
（2）当地面侧向反作用力FY达到车轮与地面间的附着 极限时，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为△u，车轮便 沿合成速度u’方向行驶，偏离了 cc 方向。 当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到附着极限，车 轮行驶方向亦将偏离车轮平面cc的方向，这就是轮胎的侧 偏现象。 的夹角a，即为侧偏角。 aa 与 cc