重型自卸车俄罗斯操纵稳定性标准研究

潘 亮，邢红岩，田 勇

（东风汽车有限公司 东风商用车技术中心，武汉 430056）

受金融危机的影响，重卡出口俄罗斯贸易一度停滞，但自2010年10月以来，俄罗斯市场开始回暖，仅2011年1～4月，俄罗斯的卡车进口量就达到了2.55万辆，其中大部分是自卸车。研究俄罗斯法规标准，并获得俄罗斯出口认证，是打算出口卡车至俄罗斯的汽车厂家必须要完成的任务。本文结合某6×4重型自卸车的试验情况，对俄罗斯出口认证中涉及操纵稳定性的部分进行了研究，并指出获得俄罗斯出口认证的风险程度。

1 操纵稳定性法规概述

“GOST R 52302-2004道路车辆操纵稳定性技术需求和试验方法”一共包含八个试验项目（见表1），涉及除重型挂车和重型半挂车之外的所有M、N、O类车辆。每一个项目都设定了相应的评价方法和限值。其中方向盘作用力测量方法与评价限值与E-MARK认证中对整车转向系统的测试方法与评价限值完全一样，属于强制满足类。“台架侧翻”试验、方向盘角阶越试验、“转向”试验、“移线“试验四项与“GOST R 720-2009轮式车辆的安全技术法规”中涉及操纵稳定性部分的试验方法和评价限值完全一样，也是属于强制满足类。而运行使用条件下“行驶”试验期间车辆的操纵性和稳定性项目是主观评价项目，受主观因素影响大，标准中对操作项目定义宽泛，随意性大，故标准将此项列为推荐项目，且评价限值较低，即使是驾驶员开始感觉一些小的困难，已经感觉到车辆对操控动作的反应（开始的力矩和幅度）和他们希望的出现了某些不一致，车辆的性能也是能够满足标准要求的。

表1 试验项目

重型自卸车的法规允许最大总质量都在20吨以上，6×4车型一般为 25吨，8×4车型一般为 31吨，属于N3。在进行试验时，标准将此类车定义为专用车，重型自卸车一般运输的物品多为渣土、矿石等密度较大的货物。俄罗斯认证中心在进行该重型自卸车试验时，装载物为沙袋，装载质量即为汽车最大总质量。

2 操纵稳定性法规分项解读

2.1 方向盘作用力测量

方向盘作用力测量试验的目的是评价驾驶员在驾驶车辆时操纵方向盘的力的大小。现在的重型自卸车全部都装备动力转向系统，且在实际使用中，整车总质量会达到40吨以上，转向桥的轴重能够达到15吨左右，设计时转向系统的速比较大，如该6×4重型自卸车的转向系统的速比就达到了24。而在操纵稳定性试验时的整车质量为法规允许最大总质量，转向桥的轴重只有7吨左右。因此在有助力转向的情况下，实测值会远远小于限值，不通过的风险很小。而在模拟转向系统故障失效时，方向盘作用力则很有可能超出限值，风险大。如该重型自卸车在有助力转向部分的试验轻松通过（见表2），而模拟助力转向故障时的试验通过的则很勉强。这是因为重型自卸车转向阻力大，回正力矩也大，在无助力时，操纵方向盘需要的力就很大。而8×4重型自卸车要通过无助力测试则更加困难，风险更大。

表2 方向盘作用力测量试验结果

2.2 转向稳定性试验

转向稳定性试验的目的是评价自卸车的转向回正能力和稳定性。标准要求松开转向盘后，方向盘转向角不应增大，在返回中间位置的过程中不能出现振荡，且6秒内回到中间位置的方向盘转向角的最小值不超过车辆沿着半径50m的圆周运动时对应的方向盘转向角的30%。在进行该项目时，确定方向盘零度位置非常重要，建议应该在高速行驶时（车速60 km/h以上），松开方向盘，车辆沿直线行驶，无跑偏时设定方向盘的零度位置。只要前轮定位参数没有大的问题，如主销内倾角在7°左右，主销后倾角在5°左右，那么不通过该项目的风险很小。该重型自卸车的转向回正能力和稳定性能都非常好 （见图 1）。

2.3 “台架侧翻”试验

“台架侧翻”试验的目的是评价整车横向静态的稳定性。整车横向静态稳定性与整车重心高度、悬架刚度及轮胎等有关。为了满足用户超载的需求，重型自卸车的悬架刚度通常都较大，在极限状态时的簧上质量侧倾角都不大。如该重型自卸车在极限状态时的簧上质量侧倾角为2.1°，远小于标准中对应的8.3°的限值要求。为了在路况复杂的工地上具有良好的通过性，重型自卸车的离地间隙较大。在满载状态时，重心高度较高，如该重型自卸车在满载时的重心高度就达到了1.77m。标准中的静态稳定角限值是根据静态稳定性系数的不同而不同的一组函数关系式，大致在21°～35°之间。总的来说，标准对整车横向静态稳定性的要求还是比较宽松的。不通过的风险小。如该重型自卸车的静态极限稳定角为28.6°（见图2），远大于标准中21.9°的限值。

2.4 方向盘角阶越试验

方向盘角阶越试验的目的是评价整车正常行驶时的转向稳定性、车辆对方向盘操纵的随动性和敏感性。标准并没有像国标“GB/T 6323.6-1994汽车操纵稳定性试验稳态回转试验”那样单独利用稳态回转试验方法来确定不足转向度，而是利用整车在1 m/s2、2 m/s2的侧向加速度时的方向盘转角（见表3）来评估不足转向度是否符合要求。方向盘转角的限值范围较宽，只要车辆具有不足转向特性，那么不通过的风险就很小，如该重型自卸车在侧向加速度1 m/s2时的方向盘转角为36.1°，而限值为31.5°～48.4°，在侧向加速度2 m/s2时的方向盘转角为 77.6°，而限值为 57.3°～96.8°。

表3 方向盘转角评价

标准还要求重型自卸车在2m/s2的稳定侧向加速度试验循环下的横摆角速度超调量不能大于稳定时的横摆角速度值的10%，也就是横摆角速度超调量不能超过0.7°/s（见图3），同时方向盘转角达到稳定值50%的时间和车辆横摆角速度达到稳定值90%的时间间隔不能超过2s。重型自卸车都装有动力转向系统，大部分为液压助力，反应没有电动助力或者齿轮齿条传动那样快速，因此基本都不会有横摆角速度超调量出现，该重型自卸车出现了0.4°/s的横摆角速度超调量，很大一部分原因是因为方向盘转角在稳定期逐渐有7°左右的回调所致，由于测试设备的缺陷，该回调无法消除。液压助力转向反应虽然慢，但是也足够满足反应时间的要求，不通过的风险小。如该重型自卸车的反应时间为0.6 s，远远小于2 s的限值要求。

2.5 “转向”和“移线”试验

“转向”和“移线”试验的目的都是考核车辆在极限行驶工况下的操纵性和稳定性。其中“转向”试验主要是模拟车辆在转弯时极限工况下的操纵性和稳定性，而“移线”试验主要是模拟车辆突然变道时极限工况下的操纵性和稳定性，这两种工况与实际正常使用工况非常接近。标准都要求在试验期间车辆任何一侧的所有车轮都不应脱离路面。虽然说是极限工况，标准同时规定可以在高于标准值5%的车速下结束试验。重型自卸车35 m半径圆“转向”试验的标准车速为46 km/h，试验时的车速只需达到50 km/h就能满足要求，20 m间距“移线”试验的标准车速为54 km/h，试验时的车速只需达到60 km/h就能满足要求。在试验时车辆的瞬时最大侧向加速度也只是4.9 m/s2左右，侧倾角一般都不大，不通过的风险小。如该重型自卸车在35 m半径圆“转向”试验中的最大车身侧倾角也仅为4.5°，在20 m间距“移线”试验中的最大车身侧倾角也仅为3.7°，在试验中，车辆转向也没有出现振荡的现象。

2.6 “直线”行驶试验

“直线”行驶试验的目的是评价车辆在维持直线行驶时的方向盘校正转向平均角速度。这与整车行驶是否跑偏、正常行驶时的方向盘反作用力是否过小、转向系的自由行程是否过大以及转向系的装配情况有关。标准要求重型自卸车的方向盘较正转向平均角速度值不能大于14°/s。这个限值是非常宽松的，对于刚出厂的新车而言，如果前轮定位调整适当，不通过的风险很小。如该重型自卸车的方向盘较正转向平均角速度值为9.6°/s。需要注意的是，测力方向盘的固定方式十分重要。由于重型自卸车的车身振动较大，使用以机械方式固定力矩、角度传感器的测力方向盘结构形式比使用以细绳捆绑方式固定力矩、角度传感器的测力方向盘结构形式能获得更加准确的试验结果。如果能移除原车方向盘，将测力方向盘固定在转向柱的花键上，试验结果就更准确了。方向盘校正转向平均角速度值超标在许多情况下不是车辆自身的性能原因，而是测力方向盘的原因。

3 结论

俄罗斯操纵稳定性法规 “GOSTR 52302-2004道路车辆操纵稳定性技术需求和试验方法”对试验方法描述清晰、评价限值明确，每一项试验都有相应的限值，具有很强的可操作性。总的来说，重型自卸车通过该法规的风险不大。风险偏大的项目就只有在无助力时的方向盘操纵力一项，需要获得俄罗斯出口认证的厂家在设计整车时应该考虑。需要指出的是，许多已经通过俄罗斯出口认证的厂家认为通过俄罗斯操纵稳定性法规风险不大同时为了提高产品的竞争力，将货箱加长、加大，而认证试验与用户实际使用工况是有很大差异的，造成车辆翻车，严重影响了产品的口碑。

［1］GOSTR 52302-2004,道路车辆操纵稳定性技术需求和试验方法［S］.

［2］ GOSTR 720-2009,轮式车辆的安全技术法规［S］.

［3］GB/T 6323.6-1994,汽车操纵稳定性试验稳态回转试验［S］.