轉(zhuǎn)向特性是指車輛在行駛和停車過程中，通過施加轉(zhuǎn)向輸入，車輛所表現(xiàn)出的動態(tài)響應(yīng)以及包括轉(zhuǎn)向感覺、轉(zhuǎn)向反饋和轉(zhuǎn)向做功在內(nèi)的車輛轉(zhuǎn)向特性。

單項標準的評價包括下列最重要的幾個方面：

■ 直線行駛時的轉(zhuǎn)向特性（圖 9.1）

■ 轉(zhuǎn)向力特性（圖 9.2）

■ 轉(zhuǎn)向振動（圖 9.3）

■ 彎道行駛時的轉(zhuǎn)向特性（圖 9.4）

圖 9.2 轉(zhuǎn)向力特性

圖 9.4 彎道行駛的轉(zhuǎn)向特性

響應(yīng)時間、車輛運動的建立、側(cè)向運動和橫擺運動的振蕩超調(diào)及殘留振動等指標可以用來評價車輛的轉(zhuǎn)向特性。當車輛行駛方向改變時（駛?cè)霃澋?、變道等）車輛對于轉(zhuǎn)向操作的響應(yīng)可以分成若干不同階段進行評價。在駕駛員給出轉(zhuǎn)向操作后的第一階段中，主要關(guān)注行進軌跡的改變、車輛的橫擺和側(cè)傾運動的形成過程及車輛如何過度至準穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。

路面狀況：干燥及濕滑的平直路面

行駛工況：在直線行駛過程中，使車輛迅速轉(zhuǎn)向。根據(jù)不同車速，改變轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向速度，以保證轉(zhuǎn)向過程介于正常行駛狀態(tài)和極限行駛狀態(tài)之間。轉(zhuǎn)向后迅速回打方向盤。

研發(fā)目標：車輛應(yīng)該自發(fā)且線性的對轉(zhuǎn)向輸入做出響應(yīng)。時間和相位延遲或車輛的過度響應(yīng)都應(yīng)避免。

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線

側(cè)傾支承（彈簧、穩(wěn)定桿、阻尼）

前、后橋的側(cè)傾運動學

前、后橋的彈性運動學（尤其是在有側(cè)向力的情況下） 

軸荷分布

車輛的轉(zhuǎn)動慣量

空氣動力學參數(shù)（前、后軸的升力/壓力系數(shù)）

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如輪胎側(cè)偏剛度等）

9.2 響應(yīng)特性（圖 9.1）

車輛在直線行駛狀態(tài)下，施加很輕微的轉(zhuǎn)向輸入，考察車輛從多大的轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向力矩開始車輛發(fā)生側(cè)向運動。與評價轉(zhuǎn)向特性（9.1節(jié)） 時采用的轉(zhuǎn)向行駛工況相比，下面將采用的行駛工況不是為了改變行駛方向，而是為了保持當前的行駛軌跡，如抵制側(cè)風干擾或者抑制路面誤差（縱向溝槽、道路線形影響等）。

路面狀況：干燥及濕滑的平直路面、有縱向溝槽和不同線形的路面。

行駛工況：車輛在穩(wěn)定直線行駛狀態(tài)下，施加正弦或者無規(guī)則轉(zhuǎn)向輸入。轉(zhuǎn)角幅度從很小開始逐漸增大，直到車身產(chǎn)生明顯側(cè)向運動。改變車速后重復(fù)該工況。

研發(fā)目標：車輛在很小的轉(zhuǎn)角激勵下應(yīng)該產(chǎn)生響應(yīng)。轉(zhuǎn)角大小和轉(zhuǎn)向力矩應(yīng)該成比例增加。不允許間隙、滯后、摩擦、彈性或慣性等因素對轉(zhuǎn)向特性產(chǎn)生影響。為了保證直線行駛的穩(wěn)定性，應(yīng)使轉(zhuǎn)向角度隨同車速提高而穩(wěn)步增大。

影響因素：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的彈性

前、后橋運動學和彈性運動學（尤其在微小的側(cè)向力作用下）

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦 

軸幾何尺寸的設(shè)置

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如輪胎側(cè)偏剛度等）

9.3 溝渠效應(yīng)（只適用于伺服轉(zhuǎn)向車輛）

溝渠效應(yīng)描述了駕駛員的感受——在平直路面上直線行駛的車輛仿佛開在溝渠地里。此時將評價以下兩點：此時方向盤中間位置的感覺有多好，以及將車輛駛出“溝渠”的話需要何種的轉(zhuǎn)向感覺。

路面狀況：雙車道平直路面。

行駛工況：中、高車速（80km/h 到最高車速）下保持穩(wěn)定行駛。首先直線行駛，隨后適度轉(zhuǎn)向，比如迅速超車動作。

研發(fā)目標：正確的轉(zhuǎn)向特性應(yīng)該保證明顯的、可感知的自回正性能。直線行駛過渡到轉(zhuǎn)向行駛的過程應(yīng)該平順（圖 9.6）。轉(zhuǎn)向盤力矩在較高車速下應(yīng)足夠大，以獲得較高的抗干擾能力，如類似于側(cè)向風引起的外部干擾。

圖9.6伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線

影響因素：轉(zhuǎn)向特性曲線

伺服閥的結(jié)構(gòu)（扭轉(zhuǎn)剛度、控制回路、控制角度） 

轉(zhuǎn)向回正的運動學設(shè)計（主銷后傾、主銷內(nèi)傾）

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸，特征參數(shù)，如輪胎側(cè)偏剛度等）

9.4 轉(zhuǎn)向中位感覺

轉(zhuǎn)向中位感覺描述了車輛在較高車速范圍內(nèi)的直線行駛穩(wěn)定性和自回正特性。為評價這一特性，可以觀察微小轉(zhuǎn)向輸入下的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向盤力矩和橫擺響應(yīng)等指標。在轉(zhuǎn)向并松開方向盤后，考察方向盤能否完全回正到直線行駛狀態(tài)，同時車輛是否需要轉(zhuǎn)向校正來保證在原車道上行駛。

路面狀況：均質(zhì)表面的平直路面

行駛工況：車輛在不同車速下（從 120km/h 到最高車速）保持直線行駛狀態(tài)，使車輛輕微轉(zhuǎn)向，以獲得最小的行駛路線改變（根據(jù)車速的不同，方向盤轉(zhuǎn)角介于 3-10 度之間）。方向盤在轉(zhuǎn)動后首先會回正。在其它行駛工況中也將撒手松開方向盤。

研發(fā)目標：車輛在轉(zhuǎn)向時應(yīng)該有無間隙、無滯后的橫擺響應(yīng)?；卣卦谌魏诬囁賲^(qū)間內(nèi)都應(yīng)該足夠大，以克服車輪懸架和轉(zhuǎn)向系的滯后響應(yīng)，并保證車輛準確的自回正特性。

影響因素：轉(zhuǎn)向回正的運動學設(shè)計（主銷后傾、主銷內(nèi)傾） 

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和前懸架的彈性、阻尼和摩擦

前后橋（特別是后橋）的側(cè)向彈性

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如輪胎側(cè)偏剛度等）

9.5 轉(zhuǎn)向力水平（圖 9.2）

轉(zhuǎn)向性能（轉(zhuǎn)向特性、轉(zhuǎn)向做功、轉(zhuǎn)向感覺等）一般可以通過由多個變量組成的特性場來描述。但是有關(guān)轉(zhuǎn)向的主觀評價就相對復(fù)雜，費用也更高。通常情況下，只有通過分析和結(jié)合不同的行駛工況（車速、側(cè)向加速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、工作溫度、軸荷、輪胎寬度/溝槽深度等）才能對其進行評價。根據(jù)不同的車速、彎道半徑和側(cè)向加速度，可以評價車輛在中間位置、線性區(qū)域和原地轉(zhuǎn)向情況下的轉(zhuǎn)向力水平。

9.5.1 中間位置的轉(zhuǎn)向力水平（圖 9.2）

在小側(cè)向加速度情況下（依賴于車速），評價轉(zhuǎn)向盤力矩和轉(zhuǎn)向保持力矩。

路面狀況：水平、干燥、的直線雙車道路面，不同的路面情況（干燥、濕滑）

行駛工況：車輛在中、高車速下（60km/h 到最高車速）直線行駛，然后以很小的側(cè)向加速度平滑地變道。

研發(fā)目標：轉(zhuǎn)向盤力矩和轉(zhuǎn)向保持力矩應(yīng)該隨著車速的增加而增加，以獲得所有車速范圍內(nèi)足夠的自回正性能。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對外界的干擾應(yīng)有足夠高的魯棒性，同時轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在保證轉(zhuǎn)向舒適性的前提下，把車速信息反饋給駕駛員。

圖9.7 不同類型的車輛在不同行駛工況下側(cè)向加速度和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系

圖 9.8 受車速影響的伺服轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向特性曲線

影響因素：靜態(tài)和動態(tài)轉(zhuǎn)向傳動比

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線軸幾何尺寸的設(shè)計

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸，尤其是輪胎寬度、特征參數(shù)，如輪胎側(cè)偏剛度、輪胎磨損等）

軸載分布

9.5.2 線性區(qū)域下轉(zhuǎn)向力水平

線性區(qū)域下轉(zhuǎn)向力水平描述了車輛在彎道中以中、高側(cè)向加速度行駛時的轉(zhuǎn)向感覺、轉(zhuǎn)向做功和轉(zhuǎn)向順暢程度，主要評價不同車速和側(cè)向加速度下的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)力矩和轉(zhuǎn)向保持力矩。

路面狀況：水平、干燥、由不同曲率半徑組成的路面。如操縱性能測試路段，不同路面條件（干燥、濕滑）

行駛工況：車輛以不同的速度在路面上行駛，直到車速達到路面附著極限。

研發(fā)目標：轉(zhuǎn)向盤力矩和轉(zhuǎn)向保持力矩應(yīng)該基本相同（僅有細微的遲滯），并隨著車速和側(cè)向加速度的增加成比例增加。通過觀察轉(zhuǎn)向盤力矩—側(cè)向加速度曲線梯度的下降，可以辨識出是否達到路面附著極限（圖 9.7）。當最大值出現(xiàn)時，轉(zhuǎn)向舒適性和操縱性應(yīng)該不受影響?？偟牧靥匦詰?yīng)該將所達到的側(cè)向加速度和車輛的側(cè)向引導(dǎo)后備能力回饋給駕駛員。

影響因素：靜態(tài)和動態(tài)轉(zhuǎn)向傳動比

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線軸幾何尺寸的設(shè)計

前、后橋運動學和彈性運動學

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如回正力矩等） 

軸荷分布

縱向動態(tài)載荷分布

9.5.3 原地轉(zhuǎn)向力水平

在不同的駐車工況下，評價轉(zhuǎn)向盤力矩和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。路面狀況：水平、干燥、附著能力強的路面

行駛工況：車輛在原地緩慢轉(zhuǎn)動過程中，向左、向右分別打足方向盤。使用不同寬度輪胎和接近磨損極限的輪胎進行評價。

研發(fā)目標：轉(zhuǎn)向盤力矩和方向盤轉(zhuǎn)角應(yīng)該盡可能小。使用接近磨損極限的輪胎時，作用在方向盤上的力不允許超過 200N。轉(zhuǎn)向盤力矩在觸碰擋塊后，不可以反向變化（輪胎自動轉(zhuǎn)向）。

影響因素：靜態(tài)轉(zhuǎn)向傳動比

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線 軸幾何尺寸的設(shè)計

轉(zhuǎn)向幾何尺寸（阿克曼近似、阿克曼轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角，圖 9.9） 

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如回正力矩等）

前軸載荷

圖 7.26 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向運動學（阿克曼轉(zhuǎn)向角）

緊急轉(zhuǎn)向指在車輛突然轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向助力的不穩(wěn)定性。一名熟練的駕駛員可以在此情況下將方向盤轉(zhuǎn)動速度提高到 800—1000 度/秒。該行駛工況模擬了躲避突發(fā)、危險情況時的階躍式轉(zhuǎn)向動作，并評價該工況起始階段時，轉(zhuǎn)向盤力矩隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向速度的變化情況。

路面狀況：均質(zhì)表面的平直路面或者有障礙物的路面

行駛工況：車輛首先保持直線行駛狀態(tài)，然后以可能的最高速度轉(zhuǎn)動方向盤，單次或多次重復(fù)變道。改變轉(zhuǎn)向速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速。

研發(fā)目標：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤力矩應(yīng)成比例增加。駕駛員不應(yīng)該感覺到轉(zhuǎn)向助力的衰減或者中斷。

影響因素：轉(zhuǎn)向助力的設(shè)計/動態(tài)特性/后備的轉(zhuǎn)向助力（流量、管路截面，管路彈性， 伺服轉(zhuǎn)向特性場）

9.7 轉(zhuǎn)向回正的超調(diào)

車輛從彎道行駛進入直線行駛的過程中，通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的振幅和阻尼評價轉(zhuǎn)向回正特性。

路面狀況：從不同曲率半徑的彎道過度到直道并具有不同附著特性的路面（比如：右轉(zhuǎn)進入直道）

行駛工況：車輛從彎道行駛轉(zhuǎn)入直線行駛的過程中，駕駛員根據(jù)車輛狀態(tài)放開轉(zhuǎn)向盤， 任其自由回正?？梢酝耆畏较虮P自由回正也可以讓駕駛員用手扶著方向盤回正。在該工況中車速和車輛加速度可變。（比如：模擬轉(zhuǎn)彎或者斜穿行駛工況）

研發(fā)目標：超調(diào)的幅度應(yīng)該盡可能小，并快速衰減。車輛在趨于穩(wěn)定的行駛過程中，應(yīng)該能夠很好的保持原先給定的車道寬度。方向盤轉(zhuǎn)動幅度在任何情況都不允許變大。

影響因素：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的彈性、轉(zhuǎn)動慣量和阻尼

轉(zhuǎn)向回正設(shè)計（主銷后傾角，主銷內(nèi)傾角） 

抗側(cè)傾設(shè)計（彈簧、穩(wěn)定桿、阻尼）

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如回正力矩等）

9.8 直線行駛時變向引起的來回擺動

車輛在直線行駛過程中，突然轉(zhuǎn)向（類似于避讓突然出現(xiàn)的障礙物工況），評價車輛的橫擺特性和其回復(fù)穩(wěn)定位置的擺動歷程。

路面狀況：均質(zhì)表面的平直路面

行駛工況：車輛以不同的車速（從 80km/h 到最高車速）保持直線行駛，然后施加劇烈的、懸架側(cè)傾固有頻率范圍內(nèi)的正弦激勵，隨后繼續(xù)保持直線行駛。整個過程中駕駛員不可以松開轉(zhuǎn)向盤。

研發(fā)目標：車輛的橫擺運動應(yīng)該盡快衰減。

影響因素：前、后橋的側(cè)向彈性。

前、后橋運動學和彈性運動學。

抗側(cè)傾設(shè)計（彈簧、穩(wěn)定桿、阻尼）

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如側(cè)偏剛度等）

9.9 彎道行駛后的殘留轉(zhuǎn)向效應(yīng)

車輛進入彎道行駛后，評價車輛回復(fù)到穩(wěn)態(tài)直線行駛狀態(tài)的響應(yīng)。特別值得關(guān)注的是前、后橋的殘留轉(zhuǎn)向效應(yīng)以及轉(zhuǎn)向力矩的波動。

路面狀況：均質(zhì)表面的平直路面，從彎道過度到直道

行駛工況：車輛從彎道（圓周行駛或變道行駛）進入直道行駛。車速（80—140km/h）、側(cè)向加速度和轉(zhuǎn)向速度可變。

研發(fā)目標：車橋的殘留轉(zhuǎn)向效應(yīng)不應(yīng)該被感覺到。轉(zhuǎn)向行駛工況后，前、后橋上側(cè)向力引起的轉(zhuǎn)向角和側(cè)向彈性應(yīng)該同時、無相位滯后的消除。不希望產(chǎn)生轉(zhuǎn)向盤力矩的波動和擾動。

影響因素：彈性運動學（尤其在受側(cè)向力的作用下） 

前、后橋的側(cè)傾運動學

前、后橋（尤其是后橋）的側(cè)向彈性

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸，特征參數(shù)，如側(cè)偏剛度等）

9.10 目標精確度

目標精確度描述了快速轉(zhuǎn)向時的行駛路線誤差和必要的轉(zhuǎn)向修正做功。最值得關(guān)注的是，行駛軌跡是圓滑流暢，還是由于許多微小的轉(zhuǎn)向修正造成棱角。

路面狀況：由不同曲率半徑的彎道組成的、表面平整或者粗糙的跑道，有長距離彎道的高速公路

行駛工況：車輛以不同的車速（100km/h 到最高車速）在跑道上行駛

研發(fā)目標：車輛應(yīng)該無擾動地跟蹤行駛軌跡，對轉(zhuǎn)向修正的要求要盡可能低。如果車輛擁有好的目標精確度，那么其行駛軌跡應(yīng)該圓滑和流暢。由天氣原因引起的干擾，如側(cè)向風，應(yīng)該很容易被消除。

影響因素：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的彈性

靜態(tài)和動態(tài)轉(zhuǎn)向傳動比 

伺服轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向特性曲線前、后橋的側(cè)向彈性

前、后橋運動學和彈性運動學。

空氣動力學特性

轉(zhuǎn)向回正的運動學設(shè)計（主銷后傾角，主銷內(nèi)傾角） 

車軸幾何尺寸的調(diào)整

抗側(cè)傾設(shè)計（彈簧、穩(wěn)定桿、阻尼）

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如側(cè)偏剛度等）

評價的是車輛反饋給駕駛員的行駛狀態(tài)和路面信息，尤其是由車速、側(cè)向加速度和轉(zhuǎn)向角要求、轉(zhuǎn)向力矩和力矩波動間的相互關(guān)系。

路面狀況：由不同表面粗糙度、不同表面特性（干燥、濕滑）、直道和不同彎道組成的路面

行駛工況：車輛以不同的速度在道路上行駛，彎道處的側(cè)向加速度位于附著極限范圍之內(nèi)

研發(fā)目標：駕駛員應(yīng)該能通過觀測到的量獲得關(guān)于道路表面、摩擦特性、附著性能、當前側(cè)向加速度和附著極限儲備等足夠多的信息。反饋的程度不能降低駕駛舒適性。

前、后橋運動學和彈性運動學 

底盤懸架的彈性、摩擦和阻尼 

懸架彈簧、穩(wěn)定桿和阻尼的校準

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如側(cè)偏剛度等）

驅(qū)動方式

9.12 操控性

操控性描述了車輛在垂向、縱向和側(cè)向力的作用下，車輛的零部件協(xié)調(diào)工作的程度，如車輛的轉(zhuǎn)向特性，橫擺、側(cè)傾和振動特性以及轉(zhuǎn)向做功的消耗。操控性也受驅(qū)動特性和制動性能的影響。

路面狀況：平整的均質(zhì)表面，由直道和各種彎道組成的路面

行駛工況：車輛以不同的車速和不同的側(cè)向加速度在跑道上行駛。

研發(fā)目標：無論車身尺寸和重量，車輛應(yīng)給人留下輕便的印象。車輛轉(zhuǎn)向所需耗費的功應(yīng)該盡可能的少并且給予駕駛員反饋。緩慢、滯后或者過度響應(yīng)的轉(zhuǎn)向和懸架特性都應(yīng)該避免。在保證懸架舒適性的前提下，應(yīng)該使車身側(cè)傾角和俯仰角盡可能小。

影響因素：懸架彈簧、穩(wěn)定桿和阻尼的校準轉(zhuǎn)向特性（轉(zhuǎn)向力矩和傳動比） 前、后橋運動學和彈性運動學 

軸荷分布

車輛轉(zhuǎn)動慣量（尤其是繞 z 軸的轉(zhuǎn)動慣量） 

主動懸架系統(tǒng)的設(shè)計

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如側(cè)偏剛度等）

9.13 轉(zhuǎn)向回正

轉(zhuǎn)向回正從停車到最高車速的所有車速范圍內(nèi)，根據(jù)轉(zhuǎn)向盤力矩隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、車速和側(cè)向加速度的變化過程，評價車輛的回正性能。

路面狀況：不同曲率半徑的彎道組成的平整路面

行駛工況：車輛以低、中、高車速和側(cè)向加速度在彎道內(nèi)行駛；在停車工況時，保持極低的速度并同時轉(zhuǎn)動方向盤直至鎖死。

研發(fā)目標：在任何行駛工況下，都應(yīng)該有正的回正力矩。不希望出現(xiàn)負的轉(zhuǎn)向盤力矩。

影響因素：轉(zhuǎn)向回正力的運動學設(shè)計（主銷后傾角，主銷內(nèi)傾角及其在轉(zhuǎn)向過程中的變化）

轉(zhuǎn)向幾何尺寸（阿克曼近似值，阿克曼轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角） 

機械或者液壓回正輔助裝置（回正彈簧，伺服閥）

橫向穩(wěn)定桿的轉(zhuǎn)向效應(yīng)驅(qū)動形式

輪胎特性（車輪和輪胎尺寸、特征參數(shù)，如回正力矩等）