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【摘 要】 车辆的侧倾稳定性好坏直接影响汽车行驶过程中的安全性,多轴重型车辆由于质心高,载重大,具有比小汽车更差的侧倾稳定性。本文将运用双前桥转转向车辆与同参数的单前桥车辆进行对比,分析轮胎载荷转移率、横摆角速度等评价指标,得出双前桥转向车辆的侧倾稳定性。
【关键词】 侧倾稳定性;双前桥转向;评价指标
【Abstract】 The rollover stability is directly affecting the safety of the vehicle. While the heavy duty vehicle has a higher gravity-center and relatively narrow tread in comparison with the height of vehicle. Therefore the rollover threshold is lower. The double- front axle steering vehicle was compared with single vehicle front axle. It was concluded that the double front axle steering the vehicle's roll stability by analysing LTR,yawing angular velocity.
【Key Words】 Rollover stability double- front axle steering Evaluation index
1 前言
随着国民经济的持续增长,国内高速公路得到快速修建,使得快速的物流运输方式成为可能。重型汽车作为高效、快捷的物流运输方式,使其在近年来呈现了爆发式增长。但是重型车辆具有质心高、轮距相对质心高度过窄的特点,因此它的稳定侧翻阈值较低,侧倾稳定性价较差[1]。为了提高装载量,重型汽车趋于多轴化,因此多轴重型车辆的侧翻稳定性和安全性问题已经成为制约道路交通运输事业发展的瓶颈。
国内对多轴车侧倾稳定性的研究主要有:
清华大学王建强[2]提出用动态检测算法计算出货车的侧向加速度和质心高度,从而计算出侧倾加速度阈值,并结合货车的实际侧向加速度来评价车辆的侧倾稳定性。南京航空航天大学金智林[3]根据侧倾稳定性理论提出动态稳定因子,并通过虚拟样机在四中侧翻典型工况(J-Turn、Slalom、Double-Lane Change 和 Fish-Hook)进行仿真试验,研究了四中工况下汽车的侧倾特性。
2008年,上海交通大學的田骅[4]基于分布载荷建立了重型半挂车消防车静态和动态侧翻数学模型,并在ADAMS里进行侧翻稳定性工况仿真试验,验证了重型半挂车侧翻模型的正确性。
目前对多轴转向车辆操纵稳定性的研究在建模方面一般首先对模型进行简化,然后根据汽车的运动规律建立车辆动力学微分方程,最后对建立的模型进行数值仿真,评价汽车的稳定性、动态响应特性。
本文将在以前学者的研究基础上,推导多轴转向车辆的三自由度模型,并用多体动力学软件ADAMS建立双前桥转向的虚拟样机模型,并运用样机模型对双前桥转向车辆的侧倾稳定性进行研究
2 双前桥转向车辆的转向原理
2.1基本转向理论
车辆在行驶时为了减小转向时的路面阻力,避免轮胎磨损过快,要求在转向过程中转向系满足所有车轮均处于纯滚动状态,不产生侧向滑移和滑转[5]。因此车辆在转向必须满足以下条件:
①为防止车轮产生侧滑现象,各车轮旋转平面的垂直平面必须相交在一条直线上;
②转向时,当驱动轴两侧车轮以相同的速角度旋转时将会产生滑转,因此驱动轴两侧的车轮应当以不同的角速度旋转,一般采用在驱动桥上安装差速器来保证驱动轮不产生滑转;
③为了避免从动轮产生滑移,两侧从动轮应以不同的角速度转向,由于从动轮在轴上自由旋转,这个条件自动满足。
2.2多轴转向车辆的转向原理
多轴转向机构能够使车辆在转向时质心侧偏角基本为零,这样就能有效地改善在瞬态下侧向加速度和横摆角速度的值,使车身方向与实际行驶方向的偏差减小,能够获得较好的稳定感,多轴转向车辆转向过程中满足以下转角关系[6]。
①同一转向轴内外轮的理想转角关系
无论是两轴、三轴或更多轴汽车,在转向过程中为了使所有车轮都处于纯滚动而无滑动的状态,或只有极小的滑移,要求全部车轮都绕一个瞬时转向中心做圆周运动。汽车转弯时内轮的转弯半径小,外轮的转弯半径大,为减小转弯时前轮额外的轮胎磨耗和动力的消耗,同一转向轴上的两个转向轮转角必须有一个合理的关系,即阿克曼转角定理。图2.1为多轴转向示意图。
转向时,汽车的内外车轮转向角应满足如下关系式:
②不同转向轴同一侧车轮的转角关系
在不考虑各轮侧偏角的情况下,各轮理论转角都是第一桥内侧轮转角的函数,各桥内侧轮转角与第一桥内侧轮转角的理论关系为:
2.3多轴车辆侧倾动力学模型
建立多轴车辆动力学模型如图2.2。
运用拉格朗日方程推导多轴车辆的三自由度侧倾数学模型,拉格朗日方程如下:
得到多轴转向汽车的三自由度侧倾模型为:
—第i轴簧载质量;—悬挂系统的侧倾刚度系数;N.mm/rad;
—侧倾阻尼系数,N.m.s/rad;—第i轴车轮的侧向偏移量;
—第i轴轮胎侧偏刚度;—第i轴车轮的侧偏角;
—车身绕x轴的转动惯量,N·mm;—转向盘到第i轴转角的传动比;
—车身绕z轴的转动惯量,N·mm;—转向盘转角。 车辆匀速圆周行驶时,,此时多轴转向车辆的动力学模型为:
由式(2.5)可以得出以下结论:
①悬架刚度、整车质量、质心高度、轴距、车速、轮胎侧偏刚度等对稳态车身侧倾角增益影响较大;
②悬架刚度、轴距、轮胎侧偏刚度这些影响因素的增大有利于减小稳态车身侧倾角;
③整车质量、质心高度、车速这些影响因素的增大会使车身侧倾角增大,减弱整车侧倾稳定性。
3 双前桥转向车辆侧倾稳定性研究
由于转向系统的差异,双前桥转向与前桥转向车辆的侧倾稳定性可能不同,为了深入研究双前桥转向车辆的侧倾稳定性,本文将同时运用双前桥转向车辆和前桥转向车辆,以转向盘角阶跃仿真试验为例,对比分析两种车型的侧倾稳定性。
3.1.仿真工况设定
汽车在匀速直线行驶时,在一定时间内迅速转动转向盘,然后维持其转角不变,称为转向盘角阶跃试验。一般汽车经过短暂时间后便进入匀速圆周行驶,这种稳态称为转向盘角阶跃输入下的稳态响应。在转向盘角阶跃开始时至汽车进入匀速圆周行驶之间的瞬态过程称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应[7]。
为了全面考察双前桥重型车的侧倾稳定性,以高速和低速分别进行角阶跃仿真试验,高速仿真车速取83.3km/h,低速仿真车速取30km/h。在进行角阶跃仿真试验时,在0.25s时间内将方向盘从0°转到100°。仿真过程中需要测量的变量:车轮转角、横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度、车身侧倾角等。
3.2仿真结果
按照仿真要求,运用前文建立的双前桥转向重型车样机模型进行方向盘角阶跃仿真试验,并把结果与同参数的前轴转向整车模型对比。不同仿真条件下轮胎垂直载荷、侧向加速度、横摆角速度和侧身侧倾角的瞬态响应如下:
车辆的侧倾稳定性可以通过动态测量车辆的载荷转移率LTR(Loadtransferratio)这个指标来反映,LTR定义为左右侧轮胎垂直载荷之差与总的轮胎载荷比值,即
式中:FZ1,FZ2表示两侧轮胎的垂直载荷。
汽车发生侧倾时,左右轮胎的垂直载荷发生转移,当内侧轮胎离地时,内侧轮胎垂直载荷为零,载荷全部轉移至外侧轮胎,认为汽车达到侧翻的临界状态,即将发生侧翻,此时值为1,而当汽车没有侧倾趋势时,其两侧车轮所受载荷应当一致,即Fz1,Fz2两者大小相等,此时值为0,可见值越小,汽车行驶时的侧倾稳定性越好,而值越大,越接近1时,汽车行驶侧倾稳定性越差,行驶发生侧翻的可能性越大。
从图3.1—图3.2中可得出以下结论:
①由图3.1可知,前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷由8547N变化到7024N,载荷转移量为1523N,;双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷由8547N变化到8032N,载荷转移量为515N,。对比分析可以得出,双前桥转向车辆轮胎垂直载荷转移量比前桥转向车辆小,双前桥<前桥。
②由图3.2可知,前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷在4.6s时为零,内侧轮胎载荷完全转移至外侧轮胎,即=1,此时前桥转向车辆开始发生侧翻,而在整个仿真过程中双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷的最小值为2487N,垂直载荷并未完全转移,即有0<<1,整车没有发生侧翻。对比可得,在高速行驶时,即使前桥转向车辆开始发生侧翻,双前桥转向车辆依然具有很好的侧倾稳定性。
③从30km/h和83.3km/h分别进行仿真试验的曲线可以看出,低速阶跃时,双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷从8547N变化到8032N,载荷转移量为515N,;高速阶跃时,双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷从8547N变化到2487N,载荷转移量为6060N,。因此,当车速增大时轮胎垂直载荷转移量随之增大,更接近1,车辆的侧倾稳定性变差。
图3.3—图3.4为侧向加速度曲线:
从图3.3和图3.4可以得出以下结论:
①在角阶跃转向仿真试验中,不论汽车是在低速行驶还是高速行驶,汽车的侧向加速度瞬间增加到较大值,而后逐渐趋于稳态。
②从图3.3可以看出,双前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.09g,前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.08g,说明在低速转向时,双前桥转向车辆具有更好的转向机动性;从图3.4可以看出,双前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.4g,前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.53g,说明在高速转向时,双前桥转向车辆比前桥转向车辆具有更好的稳态响应,转向安全性更高。
图3.6—图3.6为横摆角速度曲线:
从图3.5可以看出,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度为3.25°/s,前桥转向车辆的稳态横摆角速度为3°/s,低速行驶时,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度比前桥转向车辆大,说明双前桥转向车辆的转向机动性好;从图3.6可以看出,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度为6.28°/s,前桥转向车辆的稳态横摆角速度为8.39°/s,高速行驶时,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度比前桥转向车辆小,从而能有效改善整车高速转向时的侧倾稳定性。综合图3.5和图3.6,双前桥转向车辆在低速时具有高的机动灵活性,在高速时具有高的安全稳定性,但该安全稳定性的获取以降低灵活性为代价。
从图3.7和图3.8可以得出以下结论:
①由图3.7可以看出,低速工况下进行角阶跃试验时,车辆车身侧倾角会阶跃到某一角度,并以振幅递减的正弦波逐渐趋于稳态。
②低速30km/h行驶时,双前桥转向车辆的车身侧倾角为0.10°,前桥转向车辆的车身侧倾角为0.23°;高速83.3km/h行驶时,双前桥转向车辆的车身侧倾角为0.42°,前桥转向车辆的车身侧倾角为1.39°。不论低速或高速行驶,双前桥转向车辆的车身侧倾角都比前桥转向车辆小,说明双前桥转向车辆具有更好的侧倾稳定性。
4 总结
通过比较双前桥转向车辆和前桥转向车辆的侧倾稳定性,可以得出如下结论:
①低速行驶时,双线桥转向车辆的转向机动性比前桥转向车辆强;
②在高速行驶时,即使前桥转向车辆=1,达到侧翻临界状态,开始发生侧翻,双前桥转向车辆0<<1,依然具有很好的侧倾稳定性。
③低速行驶时,双前桥转向车辆的;高速行驶时,双前桥转向车辆的。说明速度的增大会引起增大,降低整车的侧倾稳定性。
④双前桥转向车辆在低速时具有高的机动灵活性,在高速时具有高的安全稳定性,但该安全稳定性的获取以降低灵活性为代价。
参考文献:
[1]陈思忠,孟祥,杨林等.二轴汽车多轮转向技术研究[J].北京理工大学学报.2005,25(8):679-681.
[2]王建强,李克强,张德兆等.货车弯道防侧翻动态检测方法及预警装置[P].中国:CN101350137,2009-01-21.
[3]金智林.运动型多功能汽车侧翻稳定性及防侧翻控制[D]:[博士学位论文].南京:南京航空航天大学,2008.
[4]田骅.消防车侧翻稳定性及虚拟试验研究[D].上海:上海交通大学硕士学位论文,2008.
[5]田志刚.多轮转向车辆转向原理与控制方法[J].农业与技术.2009(3):103-107.
[6屈求真.三轴汽车前后轮转向时的稳态转向特性研究[J].汽车研究与开发.1998(3):12-14.
[7] GB/T 6323.2—94,汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验(转向盘转角阶跃输入).
【关键词】 侧倾稳定性;双前桥转向;评价指标
【Abstract】 The rollover stability is directly affecting the safety of the vehicle. While the heavy duty vehicle has a higher gravity-center and relatively narrow tread in comparison with the height of vehicle. Therefore the rollover threshold is lower. The double- front axle steering vehicle was compared with single vehicle front axle. It was concluded that the double front axle steering the vehicle's roll stability by analysing LTR,yawing angular velocity.
【Key Words】 Rollover stability double- front axle steering Evaluation index
1 前言
随着国民经济的持续增长,国内高速公路得到快速修建,使得快速的物流运输方式成为可能。重型汽车作为高效、快捷的物流运输方式,使其在近年来呈现了爆发式增长。但是重型车辆具有质心高、轮距相对质心高度过窄的特点,因此它的稳定侧翻阈值较低,侧倾稳定性价较差[1]。为了提高装载量,重型汽车趋于多轴化,因此多轴重型车辆的侧翻稳定性和安全性问题已经成为制约道路交通运输事业发展的瓶颈。
国内对多轴车侧倾稳定性的研究主要有:
清华大学王建强[2]提出用动态检测算法计算出货车的侧向加速度和质心高度,从而计算出侧倾加速度阈值,并结合货车的实际侧向加速度来评价车辆的侧倾稳定性。南京航空航天大学金智林[3]根据侧倾稳定性理论提出动态稳定因子,并通过虚拟样机在四中侧翻典型工况(J-Turn、Slalom、Double-Lane Change 和 Fish-Hook)进行仿真试验,研究了四中工况下汽车的侧倾特性。
2008年,上海交通大學的田骅[4]基于分布载荷建立了重型半挂车消防车静态和动态侧翻数学模型,并在ADAMS里进行侧翻稳定性工况仿真试验,验证了重型半挂车侧翻模型的正确性。
目前对多轴转向车辆操纵稳定性的研究在建模方面一般首先对模型进行简化,然后根据汽车的运动规律建立车辆动力学微分方程,最后对建立的模型进行数值仿真,评价汽车的稳定性、动态响应特性。
本文将在以前学者的研究基础上,推导多轴转向车辆的三自由度模型,并用多体动力学软件ADAMS建立双前桥转向的虚拟样机模型,并运用样机模型对双前桥转向车辆的侧倾稳定性进行研究
2 双前桥转向车辆的转向原理
2.1基本转向理论
车辆在行驶时为了减小转向时的路面阻力,避免轮胎磨损过快,要求在转向过程中转向系满足所有车轮均处于纯滚动状态,不产生侧向滑移和滑转[5]。因此车辆在转向必须满足以下条件:
①为防止车轮产生侧滑现象,各车轮旋转平面的垂直平面必须相交在一条直线上;
②转向时,当驱动轴两侧车轮以相同的速角度旋转时将会产生滑转,因此驱动轴两侧的车轮应当以不同的角速度旋转,一般采用在驱动桥上安装差速器来保证驱动轮不产生滑转;
③为了避免从动轮产生滑移,两侧从动轮应以不同的角速度转向,由于从动轮在轴上自由旋转,这个条件自动满足。
2.2多轴转向车辆的转向原理
多轴转向机构能够使车辆在转向时质心侧偏角基本为零,这样就能有效地改善在瞬态下侧向加速度和横摆角速度的值,使车身方向与实际行驶方向的偏差减小,能够获得较好的稳定感,多轴转向车辆转向过程中满足以下转角关系[6]。
①同一转向轴内外轮的理想转角关系
无论是两轴、三轴或更多轴汽车,在转向过程中为了使所有车轮都处于纯滚动而无滑动的状态,或只有极小的滑移,要求全部车轮都绕一个瞬时转向中心做圆周运动。汽车转弯时内轮的转弯半径小,外轮的转弯半径大,为减小转弯时前轮额外的轮胎磨耗和动力的消耗,同一转向轴上的两个转向轮转角必须有一个合理的关系,即阿克曼转角定理。图2.1为多轴转向示意图。
转向时,汽车的内外车轮转向角应满足如下关系式:
②不同转向轴同一侧车轮的转角关系
在不考虑各轮侧偏角的情况下,各轮理论转角都是第一桥内侧轮转角的函数,各桥内侧轮转角与第一桥内侧轮转角的理论关系为:
2.3多轴车辆侧倾动力学模型
建立多轴车辆动力学模型如图2.2。
运用拉格朗日方程推导多轴车辆的三自由度侧倾数学模型,拉格朗日方程如下:
得到多轴转向汽车的三自由度侧倾模型为:
—第i轴簧载质量;—悬挂系统的侧倾刚度系数;N.mm/rad;
—侧倾阻尼系数,N.m.s/rad;—第i轴车轮的侧向偏移量;
—第i轴轮胎侧偏刚度;—第i轴车轮的侧偏角;
—车身绕x轴的转动惯量,N·mm;—转向盘到第i轴转角的传动比;
—车身绕z轴的转动惯量,N·mm;—转向盘转角。 车辆匀速圆周行驶时,,此时多轴转向车辆的动力学模型为:
由式(2.5)可以得出以下结论:
①悬架刚度、整车质量、质心高度、轴距、车速、轮胎侧偏刚度等对稳态车身侧倾角增益影响较大;
②悬架刚度、轴距、轮胎侧偏刚度这些影响因素的增大有利于减小稳态车身侧倾角;
③整车质量、质心高度、车速这些影响因素的增大会使车身侧倾角增大,减弱整车侧倾稳定性。
3 双前桥转向车辆侧倾稳定性研究
由于转向系统的差异,双前桥转向与前桥转向车辆的侧倾稳定性可能不同,为了深入研究双前桥转向车辆的侧倾稳定性,本文将同时运用双前桥转向车辆和前桥转向车辆,以转向盘角阶跃仿真试验为例,对比分析两种车型的侧倾稳定性。
3.1.仿真工况设定
汽车在匀速直线行驶时,在一定时间内迅速转动转向盘,然后维持其转角不变,称为转向盘角阶跃试验。一般汽车经过短暂时间后便进入匀速圆周行驶,这种稳态称为转向盘角阶跃输入下的稳态响应。在转向盘角阶跃开始时至汽车进入匀速圆周行驶之间的瞬态过程称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应[7]。
为了全面考察双前桥重型车的侧倾稳定性,以高速和低速分别进行角阶跃仿真试验,高速仿真车速取83.3km/h,低速仿真车速取30km/h。在进行角阶跃仿真试验时,在0.25s时间内将方向盘从0°转到100°。仿真过程中需要测量的变量:车轮转角、横摆角速度、质心侧偏角、侧向加速度、车身侧倾角等。
3.2仿真结果
按照仿真要求,运用前文建立的双前桥转向重型车样机模型进行方向盘角阶跃仿真试验,并把结果与同参数的前轴转向整车模型对比。不同仿真条件下轮胎垂直载荷、侧向加速度、横摆角速度和侧身侧倾角的瞬态响应如下:
车辆的侧倾稳定性可以通过动态测量车辆的载荷转移率LTR(Loadtransferratio)这个指标来反映,LTR定义为左右侧轮胎垂直载荷之差与总的轮胎载荷比值,即
式中:FZ1,FZ2表示两侧轮胎的垂直载荷。
汽车发生侧倾时,左右轮胎的垂直载荷发生转移,当内侧轮胎离地时,内侧轮胎垂直载荷为零,载荷全部轉移至外侧轮胎,认为汽车达到侧翻的临界状态,即将发生侧翻,此时值为1,而当汽车没有侧倾趋势时,其两侧车轮所受载荷应当一致,即Fz1,Fz2两者大小相等,此时值为0,可见值越小,汽车行驶时的侧倾稳定性越好,而值越大,越接近1时,汽车行驶侧倾稳定性越差,行驶发生侧翻的可能性越大。
从图3.1—图3.2中可得出以下结论:
①由图3.1可知,前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷由8547N变化到7024N,载荷转移量为1523N,;双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷由8547N变化到8032N,载荷转移量为515N,。对比分析可以得出,双前桥转向车辆轮胎垂直载荷转移量比前桥转向车辆小,双前桥<前桥。
②由图3.2可知,前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷在4.6s时为零,内侧轮胎载荷完全转移至外侧轮胎,即=1,此时前桥转向车辆开始发生侧翻,而在整个仿真过程中双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷的最小值为2487N,垂直载荷并未完全转移,即有0<<1,整车没有发生侧翻。对比可得,在高速行驶时,即使前桥转向车辆开始发生侧翻,双前桥转向车辆依然具有很好的侧倾稳定性。
③从30km/h和83.3km/h分别进行仿真试验的曲线可以看出,低速阶跃时,双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷从8547N变化到8032N,载荷转移量为515N,;高速阶跃时,双前桥转向车辆驱动桥Ⅱ内侧轮胎垂直载荷从8547N变化到2487N,载荷转移量为6060N,。因此,当车速增大时轮胎垂直载荷转移量随之增大,更接近1,车辆的侧倾稳定性变差。
图3.3—图3.4为侧向加速度曲线:
从图3.3和图3.4可以得出以下结论:
①在角阶跃转向仿真试验中,不论汽车是在低速行驶还是高速行驶,汽车的侧向加速度瞬间增加到较大值,而后逐渐趋于稳态。
②从图3.3可以看出,双前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.09g,前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.08g,说明在低速转向时,双前桥转向车辆具有更好的转向机动性;从图3.4可以看出,双前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.4g,前桥转向车辆的稳态侧向加速度为0.53g,说明在高速转向时,双前桥转向车辆比前桥转向车辆具有更好的稳态响应,转向安全性更高。
图3.6—图3.6为横摆角速度曲线:
从图3.5可以看出,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度为3.25°/s,前桥转向车辆的稳态横摆角速度为3°/s,低速行驶时,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度比前桥转向车辆大,说明双前桥转向车辆的转向机动性好;从图3.6可以看出,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度为6.28°/s,前桥转向车辆的稳态横摆角速度为8.39°/s,高速行驶时,双前桥转向车辆的稳态横摆角速度比前桥转向车辆小,从而能有效改善整车高速转向时的侧倾稳定性。综合图3.5和图3.6,双前桥转向车辆在低速时具有高的机动灵活性,在高速时具有高的安全稳定性,但该安全稳定性的获取以降低灵活性为代价。
从图3.7和图3.8可以得出以下结论:
①由图3.7可以看出,低速工况下进行角阶跃试验时,车辆车身侧倾角会阶跃到某一角度,并以振幅递减的正弦波逐渐趋于稳态。
②低速30km/h行驶时,双前桥转向车辆的车身侧倾角为0.10°,前桥转向车辆的车身侧倾角为0.23°;高速83.3km/h行驶时,双前桥转向车辆的车身侧倾角为0.42°,前桥转向车辆的车身侧倾角为1.39°。不论低速或高速行驶,双前桥转向车辆的车身侧倾角都比前桥转向车辆小,说明双前桥转向车辆具有更好的侧倾稳定性。
4 总结
通过比较双前桥转向车辆和前桥转向车辆的侧倾稳定性,可以得出如下结论:
①低速行驶时,双线桥转向车辆的转向机动性比前桥转向车辆强;
②在高速行驶时,即使前桥转向车辆=1,达到侧翻临界状态,开始发生侧翻,双前桥转向车辆0<<1,依然具有很好的侧倾稳定性。
③低速行驶时,双前桥转向车辆的;高速行驶时,双前桥转向车辆的。说明速度的增大会引起增大,降低整车的侧倾稳定性。
④双前桥转向车辆在低速时具有高的机动灵活性,在高速时具有高的安全稳定性,但该安全稳定性的获取以降低灵活性为代价。
参考文献:
[1]陈思忠,孟祥,杨林等.二轴汽车多轮转向技术研究[J].北京理工大学学报.2005,25(8):679-681.
[2]王建强,李克强,张德兆等.货车弯道防侧翻动态检测方法及预警装置[P].中国:CN101350137,2009-01-21.
[3]金智林.运动型多功能汽车侧翻稳定性及防侧翻控制[D]:[博士学位论文].南京:南京航空航天大学,2008.
[4]田骅.消防车侧翻稳定性及虚拟试验研究[D].上海:上海交通大学硕士学位论文,2008.
[5]田志刚.多轮转向车辆转向原理与控制方法[J].农业与技术.2009(3):103-107.
[6屈求真.三轴汽车前后轮转向时的稳态转向特性研究[J].汽车研究与开发.1998(3):12-14.
[7] GB/T 6323.2—94,汽车操纵稳定性试验方法转向瞬态响应试验(转向盘转角阶跃输入).