常见转向性能不良的车辆,主要问题并非转向盘不能转动这种根本性故障,多数为转向盘过重或摆头等综合性故障。因为汽车转向传动机构和前桥( 前独立悬架) 有密切的联系,转向系统的故障不但决定于转向系统中各机件的工作状况,而且还与前桥( 前独立悬架) 以及汽车行驶系统和底盘的其它部件密切相关,这主要包括: 保持转向轮稳定转动,良好的前轮定位及其变化趋势,汽车悬架、车架保持良好的技术状态,以及转向轮的径向和侧向刚度在规定范围内等等。所以,在诊断转向系统的故障时,不应只局限于转向装置本身,还应充分注意其它相关部位的影响,必须进行全面检测。汽车操纵稳定性试验的目的,是确定汽车转向时的曲线运动的特性,以及对外界各种干扰的反应。试验中所需要测量的大量参数往往是紧密相关的,多自由度的、随机的,最后仍要结合人的体验才能作出正确的评价。
1. 不足转向与过度转向试验: 判定不足转向与过度转向的试验方法,最简便易行的是“转圈试验”———稳态转向特性试验,这种试验的数据有良好的再现性。在平坦良好铺装的广场上或在汽车试验场的转向圆场上,从半径 10 ~15 m 圆周上开始。汽车固定转向盘,以各种不同车速行驶,使侧向加速度能达到 0. 5g 以上为止。用第五轮仪、加速仪和角速度陀螺仪等测量出在不同侧向加速度时的汽车转向半径、车速和前后偏离角等,以此判定汽车不足转向或过度转向。
2. 阶跃试验: 以一定车速直线行驶,急打方向盘一定角度后,把住方向盘不动,使汽车产生 0. 4 g 左右的侧向加速度,而直到进入稳态行驶,测量汽车角度速度变化过程。此项试验的最高车速应为汽车名义最高车速的 80%,或略高于一般使用的最高车速,主要测定汽车受突然的转向角输入的频率反应特性和阻尼特性。
3. 汽车回正能力试验: 汽车回正能力试验在平坦的场地上进行,汽车以某一车速等速圆周行驶,侧向加速度达到 0. 4g 时,突然松开方向盘,在回正力矩作用下,前轮将恢复到直线行驶,记录该过程的时间 t、车速 V 和方向盘角 θ、横摆角速度 r,整理出 r - t曲线,分析汽车自曲线行驶回复到直线行驶的过程情况。
4. 转向轻便性试验: GB18565 - 2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》中对汽车的转向操纵性检测提出了有关要求,该标准提出了转向轻便性的路试检测和原地检测两种方法。( 1) 路试检测方法。路试检测方法与 GB7258 -1997《机动车运行安全技术条件》规定的检测方法相同,但该标准规定车辆在空载状态下进行检测,这主要考虑对在用车检测用空载比较方便,易于实施。其限值为施加转向盘外缘的最大切向力不得大于 150 N。( 2) 原地检测方法。该标准规定了原地检测方法也是考虑到检测的可操作性。按该标准中的规定,测得的转动转向盘的操纵力不得大于 120 N。转向轻便性试验是体感评价,要求转向轻便应适度。转向沉重会增加驾驶员疲劳,且影响行驶安全; 转向太轻会产生发飘,缺乏路感等感觉。①原地转向力。原地转向力测试方法较快,按有关规定: 空车停于平坦干燥的水泥路面上,转动方向盘的最大切向力不能超过 250 N。②低速行驶的转向力。试验在平坦的广场上进行,车辆满载,以20 ~30 km/h 的车速由直线驶入 R =20 ~30m 的圆周行驶,测定该过程转向力的最大值。③高速行驶转向力。车辆作高速蛇行,测定其转向力。要求操纵力矩不小于 0. 55 N·m或方向盘上的作用力不小于 10 N。
5. 事故预防性能试验: 汽车操纵稳定性试验的目的,就是提高汽车高速曲线行驶的稳定性,保证高速行驶的安全性。近年来对操纵稳定性提出了许多新课题。同时由于汽车试验场的进一步发展,在操纵稳定方面也相应的拟订了许多新的试验方法,用以探讨边界特性问题,举两例如下: ( 1) 边界侧向加速度试验。与不足和过度转向试验的转圈试验相似,用可控制的最高车速沿定圆转圈,以开始侧滑时的侧向加速度评价汽车边界特性。这项试验有时也要在容易打滑的湿路面上或打滑场地上进行。( 2)抗翻车性能试验。事故预防中的急转向往往引起翻车,虽然可结合直角转弯试验而取得对比数据,但仍不能充分接近边界特性。因此要在平坦宽广的转向试验场上进行,这种试验经常会翻车,因此要预先装设防止翻车的设施或采用无人驾驶。