质心位移和稳态转向特性的影响及事故案例分析

质心位移的可能性：汽车因上下坡、加减速等情况均可能使汽车质心（重心）产生位移。质心位移将改变整车的垂直载荷，从而改变了汽车稳定性因数K表达式

式中的a、b值的改变，影响了汽车的操纵稳定性，这是其一。其二，在整车垂直载荷改变的同时，前、后轴垂直载荷也相应改变，从而影响了轮胎的侧偏刚度，改变了稳定性因数K表达式中的k₁和k₂值。

垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性有着显著的影响。在垂直载荷为额定载荷150%以内的情况下，侧偏力随垂直载荷的增加而增大，侧偏刚度也随垂直载荷的增加而增大。尤其是在垂直载荷在较小的范围内增加时，侧偏刚度增大得特别明显，这对于稳定性因数K值的影响较大。但垂直载荷增加过大反而使轮胎侧偏刚度有所减小，因为这时轮胎与地面接触区的压力分布极不均匀，负荷主要落于两侧胎肩，使得在转向离心力的作用下，轮胎获得地面所作用的侧偏力减小了。

一般情况下，汽车质心后移，稳态转向特性趋于过度转向，使操纵稳定性减小；质心前移，稳态转向特性趋于不足转向，使操纵稳定性增加。根据这个原理，轿车的发动机通常为前置，其目的是使汽车质心靠前，即使是在不满载的情况下操纵稳定性也能得到保证。(www.xing528.com)

对典型的轿车来说，空载至满载可使质心位置发生显著改变，尤其是后行李箱严重超载，造成质心明显后移，车头明显抬高，其结果导致汽车转向时后轮侧偏角明显大于前轮侧偏角，即（α₁-α₂）为大负值，这将使汽车发生过度转向的可能性大大增加。

对于汽车后轴过量超载引发方向失控曾经有过这样的案例：“一辆皮卡车后部装了一台沉重的发电机，质心显著后移，更糟糕的是后轮气压不足，在这两个不利因素共同作用下，车子在高速路上失控，与货车发生刮擦并与护栏猛烈相撞而翻车。”事故车如图4-104所示。

这个事故的事实完全证实了我们以上的分析和推断。该车之所以发生方向失控，其原因是装载不当，造成质心明显后移；加上后轮气压不足，致使轿车转向时后轮侧偏角α₂明显大于前轮侧偏角α₁，触发了过度转向。