理论教育 汽车性能评价:提升驾驶体验的关键

汽车性能评价:提升驾驶体验的关键

时间:2023-06-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:汽车的制动性评价1)制动效能制动效能是指在良好路面上,汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度,它是制动性能最基本的评价指标。2)制动效能的恒定性制动效能的恒定性包括抗热衰退和水衰退的能力。汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度,称为抗热衰退性能。因此,通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。

汽车性能评价:提升驾驶体验的关键

(1)汽车的动力性评价

1)最高车速

汽车的最高车速是指在水平、良好的混凝土或沥青路面上,汽车能达到的最高行驶车速,单位为km/h。

2)汽车的加速时间

汽车的加速时间表示汽车的加速能力,它对平均行驶车速有很大影响。常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间,是指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步,并以最大的加速强度(包括选择恰当的换挡时机)逐步换至高挡后,到达某一预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间,是指用最高挡或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。由于超车时两车辆并行容易发生安全事故,所以超车加速能力强,并且行程短的,行驶较安全。一般常用0~400 m或0~100 km/h所需的时间来表明汽车的原地起步加速能力。对超车加速能力还没有一致的规定,采用较多的是用最高挡或次高挡,由某一中等车速(30 km/h或40 km/h)全力加速行驶至某一高速所需的时间。

3)汽车的最大爬坡度

汽车满载时,在良好路面上的最大爬坡度表示汽车的上坡能力,单位为%。显然,汽车的最大爬坡度指Ⅰ挡最大爬坡度。轿车最高车速较高,加速时间较短,经常在较好的道路上行驶,一般不强调它的爬坡能力,并且它的Ⅰ挡加速能力大,故爬坡能力也强。货车在各种地区的各种道路上行驶,必须具有足够的爬坡能力。一般货车的最大爬坡度在30%,即16.7°左右,越野汽车要在坏路或无路条件下行驶,因而爬坡能力是一个很重要的指标,它的最大爬坡度可达60%,即31°左右。

需要指出的是,最大爬坡度代表了汽车的极限爬坡能力,它超出实际行驶中遇到的道路最大爬坡很多。这是因为考虑到在坡道上停车后顺利起步加速、克服松软坡道路面的大阻力、克服坡道上崎岖不平路面的局部大阻力等要求。

有时也可用汽车在一定坡道上必须达到的车速来表明汽车的爬坡能力。如美国对新一代轿车的爬坡能力有如下规定:在美国环境保护署(EPA)的质量下,应能以104 km/h通过6%的坡道,而在满载时车速不能低于80 km/h。应当指出的是,进行动力性评价指标试验时,各国规定的载质量是不同的,我国为满载,德国为半载。另外,试验均应在无风或微风条件下进行。

(2)汽车的制动性评价

1)制动效能

制动效能是指在良好路面上,汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度,它是制动性能最基本的评价指标。制动效能包括制动减速度、制动距离、制动时间及制动力等。

制动初速度会影响汽车制动性。制动初速度高时,需要通过制动消耗的运动能量也大,故制动距离会延长。制动初速度越高,通过制动器转化产生的热量也越多,制动器的温度也越高。制动蹄片的摩擦性能会随温度的升高而降低,导致制动力衰减,制动距离增长。

2)制动效能的恒定性

制动效能的恒定性包括抗热衰退和水衰退的能力。汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度,称为抗热衰退性能。因为制动过程实际上是将汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能,所以制动器温度升高后能否保持在冷状态时的制动效能已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。此外,涉水行驶后,制动器还存在水衰退问题。

3)制动时的方向稳定性

制动时汽车的方向稳定性常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力,则汽车将偏离原来的路径。

制动时汽车自动向左或向右偏驶称为制动跑偏,制动时汽车跑偏的原因主要有两个:一个是左右车轮制动力不相等,另一个是制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调。

制动侧滑是指汽车制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动的现象。最危险的情况是在高速制动时后轴发生侧滑,这时汽车常发生不规则的急剧回转运动,严重时可使汽车调头从而失去控制。跑偏与侧滑是有联系的,严重的跑偏有时会引起后轴侧滑,易于发生侧滑的汽车也有加剧跑偏的趋势。(www.daowen.com)

前轮失去转向能力,是指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶而是沿弯道切线方向驶出;直线行驶制动时,转动方向盘汽车仍按直线方向行驶的现象。失去转向能力与后轴侧滑也是有联系的,如果后轴不会侧滑,前轮就可能失去转向能力;如果后轴侧滑,前轮常仍有转向能力。

对于一般汽车而言,根据其前后制动器制动力的分配情况、载荷情况及道路附着系数和坡度等因素,当制动器制动力足够时,制动过程中可能出现以下三种情况:①前轮先抱死拖滑,然后后轮抱死拖滑,此时制动时汽车失去转向能力;②后轮先抱死拖滑,然后前轮抱死拖滑,此时后轴可能出现侧滑;③前后轮同时抱死拖滑。因此,前后制动器制动力分配的比例,将影响到汽车制动时的方向稳定性和附着条件的利用程度。

(3)汽车的操纵稳定性评价

汽车在行驶过程中会遇到各种复杂的情况,有时沿直线行驶,有时沿曲线行驶。在出现意外情况时,驾驶员还要作出紧急的转向操作,以求避免事故。此外,汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。

一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力:

①根据道路、地形和交通情况的限制,汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。

②汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰,并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。

汽车的操纵性与稳定性有紧密的关系:如果汽车的操纵性差,会导致汽车侧滑、倾翻,汽车的稳定性就破坏了;如果汽车的稳定性差,则会失去操纵性。因此,通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下,汽车能遵循驾驶者通过转向系统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。

汽车的操纵稳定性,是汽车的主要使用性能之一,随着汽车平均速度的提高,操纵稳定性显得越来越重要。汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标,它不仅影响着汽车的行驶安全,而且与汽车运输生产率以及驾驶员的疲劳强度有关。

影响汽车操纵稳定性的因素有轮胎气压、装载质量、悬架等。轮胎的充气压力与侧偏力相关。随着充气压力的增加,轮胎的侧偏刚度将增大,汽车的操纵稳定性变差;反之,则相反。汽车的装载质量一方面影响轮胎上的侧偏力大小,从而影响车轮的侧偏刚度,另一方面也将改变汽车质心的位置。假设在汽车装载质量增大的情况下,汽车质心的位置向后移动,使汽车的操纵稳定性变差,这也是一些超载汽车经常发生车祸的直接原因之一。悬架及转向系对前后轮侧偏角的影响,与汽车沿曲线行驶时发生的车厢侧倾有关。提高汽车操纵稳定性的电子控制系统有电控液压助力转向(EHPS)、电动助力转向(EPS)、四轮转向系统(4WS)、车辆稳定性控制系统(VSC)等。

(4)汽车的平顺性评价

汽车的行驶平顺性(简称“汽车的平顺性”),是指汽车保持在正常车速行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定的界限之内,对于载货汽车还包括保持货物完好的能力。汽车的平顺性主要是根据乘员主观感觉的舒适程度来评价,又称为乘坐舒适性,它是现代高速汽车的主要性能之一。

悬架结构、轮胎、悬架质量和非悬架质量是影响汽车的平顺性的重要因素。悬架结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置,其中弹性元件与悬架系统的阻尼对平顺性影响较大。悬架阻尼效果好,可提高汽车的平顺性,改善车轮与道路的接触条件,防止车轮离开路面,因而可改善汽车的稳定性,提高汽车的行驶安全性。减少非悬架质量,可以减小传给车身的冲击力。非悬架质量的振动,对悬架质量振动加速度有较显著的影响,会使其数值加大。因此,为了提高汽车的平顺性,采用非悬架质量较小的独立悬架更为有利。悬架质量与非悬架质量之比越大,则行驶平顺性越好。

(5)汽车的通过性评价

汽车的通过性(越野性)是指它在一定载质量下能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带(如松软地面、凹凸不平地面等)及各种障碍(如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等)的能力。

根据地面对汽车的通过性影响的原因,汽车的通过性可分为支承通过性和几何通过性。前者是指车辆顺利通过松软土壤、沙漠、雪地、冰面、沼泽等地面的能力,后者表征车辆通过坎坷不平路段和障碍的能力。

最小离地间隙是指汽车满载、静止时,支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离。它表征汽车无碰撞地越过石块、树桩等障碍物的能力。汽车的前桥、飞轮壳、变速器壳、消声器和主减速器外壳等,通常离地间隙较小。在设计越野汽车时,应保证有较大的最小离地间隙。最小离地间隙越大,顶起失效的可能性越小,汽车的通过性越好。

除此以外,表征通过性能的参数还有纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。

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