汪祖國
摘 要:汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角直觀地反映了汽車的側(cè)傾穩(wěn)定性能,是影響汽車行車安全的一個重要指標(biāo)。本文對國內(nèi)外在汽車靜態(tài)側(cè)傾穩(wěn)定性方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概括和總結(jié),歸納了當(dāng)前在汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角測量及計(jì)算方面存在的主要問題,并在此基礎(chǔ)上建立了考慮懸架及輪胎變形的汽車靜態(tài)側(cè)傾簡化模型,通過理論推導(dǎo)得出通過汽車質(zhì)心高度計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的公式,提出了一種考慮汽車懸架及輪胎變形時通過汽車質(zhì)心高度換算最大側(cè)傾穩(wěn)定角的測量計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞:汽車側(cè)傾穩(wěn)定性;質(zhì)心高度;側(cè)傾穩(wěn)定角
中圖分類號: U467.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:1005-2550(2014)02-0033-05
目前我國對汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的評價主要通過實(shí)際測量最大側(cè)傾穩(wěn)定角進(jìn)行確定,但是實(shí)際測量存在較大的勞動強(qiáng)度和一定的翻車風(fēng)險。另外企業(yè)進(jìn)行自主開發(fā)試驗(yàn)往往也不具備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件。因此尋求一種有效的計(jì)算側(cè)傾穩(wěn)定角的方法仍然具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
國內(nèi)外對汽車側(cè)傾穩(wěn)定角的計(jì)算方法按所建數(shù)學(xué)模型的不同通??煞譃閮煞N:一是將汽車整體作為一個剛體考慮,最簡單的方法莫過于按照公式進(jìn)行計(jì)算:
(1)
該公式在各類汽車研究文獻(xiàn)中都是把它作為最簡化、最基本的一個計(jì)算公式。日本TRIALS 2-1971《機(jī)動車最大側(cè)傾穩(wěn)定角試驗(yàn)方法》中所采用的方法即是將汽車整體作為一個剛體考慮的結(jié)果。該方法與采用公式(1)相比,原理一樣,只是還考慮了以下兩個因素:(1)質(zhì)心位置的左右偏移對汽車向左向右側(cè)傾的影響;(2)各軸輪距的不同對側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。當(dāng)汽車質(zhì)心位置處于汽車縱向?qū)ΨQ平面上且各軸輪距一樣時,則兩種方法結(jié)果相同。從公式可以看出,只要質(zhì)心高度已知,其余參數(shù)非常容易獲取,計(jì)算也相當(dāng)簡單。但是這兩種方法存在一個致命的弱點(diǎn),就是沒有考慮汽車懸架系統(tǒng)和輪胎剛度對汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的影響。因此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異,只適用于估算。另一種則是考慮了懸架及輪胎剛度、力矩中心位置、車身的抗扭強(qiáng)度等因素。這種方法可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算出汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角。文獻(xiàn)《汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的動態(tài)仿真(一)---數(shù)學(xué)模型的建立》[1]中結(jié)合已有的輪胎力學(xué)模型[5],考慮不同懸架側(cè)傾運(yùn)動特性[2][3]建立了雙軸汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向時的側(cè)傾運(yùn)動數(shù)學(xué)模型,利用計(jì)算機(jī)仿真分析取得較為滿意的結(jié)果。文獻(xiàn)《汽車側(cè)傾過程的計(jì)算機(jī)模模擬分析》[4]介紹了美國密執(zhí)安大學(xué)運(yùn)輸研究院(UMTRI)開發(fā)的靜態(tài)側(cè)傾模型(SRM)并應(yīng)用該模型對汽車側(cè)傾過程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬分析,著重分析了影響汽車側(cè)傾的敏感參數(shù)。類似的相關(guān)文獻(xiàn)在汽車側(cè)傾穩(wěn)定性方面都作了比較深入的研究,但是由于研究或計(jì)算中涉及到的因素需要較多專業(yè)參數(shù),大多數(shù)汽車生產(chǎn)商是無法提供這些參數(shù)的,而現(xiàn)今檢測機(jī)構(gòu)也沒有簡單易行的方法對這些參數(shù)進(jìn)行測量,因此該種方法目前僅局限于研究方面的應(yīng)用。
綜上所述,目前對汽車側(cè)傾穩(wěn)定角的測量或計(jì)算存在如下問題:實(shí)際測量成本高、勞動強(qiáng)度大、風(fēng)險大;計(jì)算驗(yàn)證采取的兩種方法一種誤差大,另一種過于復(fù)雜、不能推廣應(yīng)用。
因此,本文的研究目的就在于:尋求一種計(jì)算汽車側(cè)傾穩(wěn)定角方法,使之既能滿足一定的準(zhǔn)確度要求,又方便適用可作為一種日常檢測的依據(jù)。
1 設(shè)想
要解決前面提到的問題,筆者根據(jù)已作的一些研究工作提出以下設(shè)想:
當(dāng)汽車隨側(cè)傾試驗(yàn)臺發(fā)生側(cè)傾時,考慮將汽車懸上部分的側(cè)傾角度分為三部分:由輪胎變形引起的傾角部分φ1,由懸架變形引起的傾角部分 φ2和汽車懸上部分作為剛體隨試驗(yàn)臺產(chǎn)生的傾角部分φ0。顯然,利用在前面提到的簡易計(jì)算方法算出的汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角由于沒有考慮 φ1和 φ2兩部分的影響,計(jì)算結(jié)果比實(shí)際偏大。汽車整車作為剛體產(chǎn)生的傾角部分可直接由汽車的質(zhì)心高度求得,即為 φ0。則汽車實(shí)際最大側(cè)傾穩(wěn)定角α=f(φ0,φ1+φ2)。
式中φ0通過汽車質(zhì)心高度很容易計(jì)算得出(現(xiàn)有手段對測量質(zhì)心高度也較容易),φ1+φ2的求取是需要關(guān)注的重點(diǎn),擬采用如下方案:將輪胎與懸架系統(tǒng)進(jìn)行線性簡化,建立一汽車靜態(tài)側(cè)傾模型,從而推導(dǎo)出汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角與φ1+φ2之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,則只要用一種可行的方法求出φ1+φ2則問題得解。
2 數(shù)學(xué)模型及公式推導(dǎo)
根據(jù)前面提出的簡化設(shè)想,將汽車車身及非懸掛質(zhì)量分別作為兩個獨(dú)立的剛體,懸架及輪胎的彈性集中簡化為一個等效彈簧,建立圖1 所示的物理模型。
圖1 簡化物理模型
圖2 將整車作為剛體
當(dāng)汽車整車作為一個剛體隨側(cè)傾試驗(yàn)臺側(cè)傾α角時,汽車狀態(tài)如圖2所示,而實(shí)際上汽車由于懸架和輪胎的變形,汽車車身會側(cè)傾角度φ,此時的狀態(tài),我們用圖3來近似代替。
圖3 考慮懸架和輪胎變形時的簡化
基于上述假設(shè)和簡化,當(dāng)實(shí)際汽車在側(cè)傾試驗(yàn)臺上隨側(cè)傾臺側(cè)傾至極限狀態(tài)時,與將汽車整體作為剛體考慮時相比存在如圖4 所示的幾何關(guān)系。
1.M-在汽車水平停放時,質(zhì)心位置至汽車縱向?qū)ΨQ平面的距離;2.α-側(cè)傾試驗(yàn)臺傾角;3.G-汽車未發(fā)生懸架及輪胎變形時質(zhì)心位置;4.G'-汽車隨側(cè)傾試驗(yàn)臺側(cè)傾角α,發(fā)生懸架及輪胎變形時的質(zhì)心位置;5.φ-汽車車身由于彈性變形發(fā)生的傾角;6.B-輪距.
圖4 側(cè)傾極限時對應(yīng)的幾何關(guān)系
由圖4可得:
(2)
由三角函數(shù)加法公式可得:
(3)
由小角近似得:tanφ≈φ,將其代入式(2),(3)經(jīng)整理可得:
(4)
所以:
(5)
在獲取了式中的相關(guān)參數(shù)后,便可依據(jù)該式計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角。
由式(5)可得,當(dāng)φ=0時,亦即當(dāng)將汽車整車作為一個剛體考慮時,有:endprint
(6)
當(dāng)M=0,亦即當(dāng)汽車質(zhì)心位于縱向?qū)ΨQ平面時,有:
(7)
該式與第一章中式(1)一致。
3 相關(guān)參數(shù)的獲取
利用式(5)計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角需測量或計(jì)算得出的參數(shù)如下文。
3.1 輪距B
可直接測量,對于前后軸輪距不同的汽車,取等效輪距:
(8)
式中:B1、B2分別為前后輪距;G1、G2 分別為前后軸重;G為總重。
3.2 質(zhì)心偏移M
(9)
式中:Gr1、Gl1分別為前軸左、右輪重;Gl2、Gl2分別為后軸左、右輪重。
3.3 質(zhì)心高度h
在這里作為已知參數(shù),可根據(jù)不同條件通過計(jì)算或測量得出。
3.4 車身傾角φ
在這里,由于車身傾角φ對應(yīng)于汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角,亦即當(dāng)車身發(fā)生傾角φ時,汽車高側(cè)輪胎對側(cè)傾臺壓力為零。此時,高側(cè)輪胎(等效輪距位置)相對于汽車水平靜置時的壓力變化為:
* (10)
則 ,代入式(10),得:
(11)
式中:Cφ為車身側(cè)傾角剛度,文獻(xiàn)6中有其計(jì)算方法的相關(guān)介紹,本文不再贅述。
在式(11)的推導(dǎo)過程中沒有考慮懸架類型,這在計(jì)算車身相對地面的傾角時是適用的。但是將該公式用于式(5)計(jì)算最大側(cè)傾穩(wěn)定角將受到懸架類型的限制。由于在建立數(shù)學(xué)模型時采用了車身側(cè)傾角度φ與整車附加同樣大小的側(cè)傾角效果一樣的假設(shè),沒有考慮車身的垂直位移,這對于前后非獨(dú)立懸架汽車而言是可取的;但對于前后獨(dú)立懸架汽車來說,由于低側(cè)車輪的獨(dú)立運(yùn)動,汽車車身在發(fā)生傾角φ時其質(zhì)心位置的變化與所建數(shù)學(xué)模型中的變化有較大不同,因此式(5)不適用于前后獨(dú)立懸架汽車;對于通常的前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車,雖然其前懸架低側(cè)車輪會發(fā)生獨(dú)立運(yùn)動,但由于車身近似為剛體,其側(cè)傾運(yùn)動將主要取決于后懸架側(cè)傾狀態(tài),因此對于這種類型汽車,在用式(5)計(jì)算時,不妨以后懸架代替整車進(jìn)行計(jì)算,此時式中各參數(shù)以后軸相應(yīng)參數(shù)代入。
4 試驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 測量結(jié)果
為了驗(yàn)證公式(5)的有效性,對兩輛樣車進(jìn)行了測量,測量結(jié)果見表1。
4.2 結(jié)果分析
對兩輛樣車?yán)脗?cè)傾試驗(yàn)臺分別測量其實(shí)際最大側(cè)傾穩(wěn)定角,與上述計(jì)算結(jié)果比較如表2。
從表1、2中對比結(jié)果可以看出:兩輛樣車的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果都有較好的一致性,最大絕對誤差不超過1°,由此可見文中所采用的簡化方法對于前后非獨(dú)立懸架汽車以及前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車來說是適用的。另外,從表中所列結(jié)果也可看出計(jì)算結(jié)果均小于實(shí)際測量結(jié)果,這與本文所采用的數(shù)學(xué)模型是相一致的,在建立數(shù)學(xué)模型時,將汽車車身側(cè)傾角度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響等同于汽車整車側(cè)傾度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響,顯然是放大其影響作用,從計(jì)算結(jié)果和實(shí)測結(jié)果的一致性可以認(rèn)為建立數(shù)學(xué)模型時的這種近似是合適的,因?yàn)閺墓こ虒?shí)踐角度來看這種近似既沒有引入太大的誤差,也使計(jì)算結(jié)果更為安全。
5 結(jié)論與展望
(1)本文在考慮懸架及輪胎變形的基礎(chǔ)上建立了汽車靜態(tài)側(cè)傾簡化模型,通過理論推導(dǎo)和試驗(yàn)驗(yàn)證得出通過汽車質(zhì)心高度計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化方法及公式,試驗(yàn)結(jié)果表明該方法具有較高的精度,在工程實(shí)踐中具有較強(qiáng)的實(shí)用性;
(2)在汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化計(jì)算方法試驗(yàn)驗(yàn)證中,出于安全及試驗(yàn)方便考慮,采用的樣車均為中、輕型汽車,為了更具說服力,未來將選擇適當(dāng)?shù)闹匦推囉枰则?yàn)證,同時還將增加各類驗(yàn)證試驗(yàn)樣車數(shù)量。
參考文獻(xiàn):
[1]劉合法,花家壽.汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的動態(tài)仿真(一)[J].DRIVE SYSTEM TECHNIQUE,2003,17(2).
[2][德]H-P威魯麥特.車輛動力學(xué)模擬及其方法.北京:北京理工大學(xué)出版社,1998年5月.
[3]Aleksander Hac. " Rollover Stability Index Including Effects of Suspension Design".SAE Technical Papers 2002-01-0965,2002.
[4]何鋒,廖昌明,楊寧.汽車側(cè)傾過程的計(jì)算機(jī)模擬分析[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)報),1999,17(2).
[5]莊繼德著.汽車輪胎學(xué)[M].北京: 北京理工大學(xué)出版社,1995.
[6]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ谌妫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.10.endprint
(6)
當(dāng)M=0,亦即當(dāng)汽車質(zhì)心位于縱向?qū)ΨQ平面時,有:
(7)
該式與第一章中式(1)一致。
3 相關(guān)參數(shù)的獲取
利用式(5)計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角需測量或計(jì)算得出的參數(shù)如下文。
3.1 輪距B
可直接測量,對于前后軸輪距不同的汽車,取等效輪距:
(8)
式中:B1、B2分別為前后輪距;G1、G2 分別為前后軸重;G為總重。
3.2 質(zhì)心偏移M
(9)
式中:Gr1、Gl1分別為前軸左、右輪重;Gl2、Gl2分別為后軸左、右輪重。
3.3 質(zhì)心高度h
在這里作為已知參數(shù),可根據(jù)不同條件通過計(jì)算或測量得出。
3.4 車身傾角φ
在這里,由于車身傾角φ對應(yīng)于汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角,亦即當(dāng)車身發(fā)生傾角φ時,汽車高側(cè)輪胎對側(cè)傾臺壓力為零。此時,高側(cè)輪胎(等效輪距位置)相對于汽車水平靜置時的壓力變化為:
* (10)
則 ,代入式(10),得:
(11)
式中:Cφ為車身側(cè)傾角剛度,文獻(xiàn)6中有其計(jì)算方法的相關(guān)介紹,本文不再贅述。
在式(11)的推導(dǎo)過程中沒有考慮懸架類型,這在計(jì)算車身相對地面的傾角時是適用的。但是將該公式用于式(5)計(jì)算最大側(cè)傾穩(wěn)定角將受到懸架類型的限制。由于在建立數(shù)學(xué)模型時采用了車身側(cè)傾角度φ與整車附加同樣大小的側(cè)傾角效果一樣的假設(shè),沒有考慮車身的垂直位移,這對于前后非獨(dú)立懸架汽車而言是可取的;但對于前后獨(dú)立懸架汽車來說,由于低側(cè)車輪的獨(dú)立運(yùn)動,汽車車身在發(fā)生傾角φ時其質(zhì)心位置的變化與所建數(shù)學(xué)模型中的變化有較大不同,因此式(5)不適用于前后獨(dú)立懸架汽車;對于通常的前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車,雖然其前懸架低側(cè)車輪會發(fā)生獨(dú)立運(yùn)動,但由于車身近似為剛體,其側(cè)傾運(yùn)動將主要取決于后懸架側(cè)傾狀態(tài),因此對于這種類型汽車,在用式(5)計(jì)算時,不妨以后懸架代替整車進(jìn)行計(jì)算,此時式中各參數(shù)以后軸相應(yīng)參數(shù)代入。
4 試驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 測量結(jié)果
為了驗(yàn)證公式(5)的有效性,對兩輛樣車進(jìn)行了測量,測量結(jié)果見表1。
4.2 結(jié)果分析
對兩輛樣車?yán)脗?cè)傾試驗(yàn)臺分別測量其實(shí)際最大側(cè)傾穩(wěn)定角,與上述計(jì)算結(jié)果比較如表2。
從表1、2中對比結(jié)果可以看出:兩輛樣車的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果都有較好的一致性,最大絕對誤差不超過1°,由此可見文中所采用的簡化方法對于前后非獨(dú)立懸架汽車以及前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車來說是適用的。另外,從表中所列結(jié)果也可看出計(jì)算結(jié)果均小于實(shí)際測量結(jié)果,這與本文所采用的數(shù)學(xué)模型是相一致的,在建立數(shù)學(xué)模型時,將汽車車身側(cè)傾角度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響等同于汽車整車側(cè)傾度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響,顯然是放大其影響作用,從計(jì)算結(jié)果和實(shí)測結(jié)果的一致性可以認(rèn)為建立數(shù)學(xué)模型時的這種近似是合適的,因?yàn)閺墓こ虒?shí)踐角度來看這種近似既沒有引入太大的誤差,也使計(jì)算結(jié)果更為安全。
5 結(jié)論與展望
(1)本文在考慮懸架及輪胎變形的基礎(chǔ)上建立了汽車靜態(tài)側(cè)傾簡化模型,通過理論推導(dǎo)和試驗(yàn)驗(yàn)證得出通過汽車質(zhì)心高度計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化方法及公式,試驗(yàn)結(jié)果表明該方法具有較高的精度,在工程實(shí)踐中具有較強(qiáng)的實(shí)用性;
(2)在汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化計(jì)算方法試驗(yàn)驗(yàn)證中,出于安全及試驗(yàn)方便考慮,采用的樣車均為中、輕型汽車,為了更具說服力,未來將選擇適當(dāng)?shù)闹匦推囉枰则?yàn)證,同時還將增加各類驗(yàn)證試驗(yàn)樣車數(shù)量。
參考文獻(xiàn):
[1]劉合法,花家壽.汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的動態(tài)仿真(一)[J].DRIVE SYSTEM TECHNIQUE,2003,17(2).
[2][德]H-P威魯麥特.車輛動力學(xué)模擬及其方法.北京:北京理工大學(xué)出版社,1998年5月.
[3]Aleksander Hac. " Rollover Stability Index Including Effects of Suspension Design".SAE Technical Papers 2002-01-0965,2002.
[4]何鋒,廖昌明,楊寧.汽車側(cè)傾過程的計(jì)算機(jī)模擬分析[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)報),1999,17(2).
[5]莊繼德著.汽車輪胎學(xué)[M].北京: 北京理工大學(xué)出版社,1995.
[6]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ谌妫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.10.endprint
(6)
當(dāng)M=0,亦即當(dāng)汽車質(zhì)心位于縱向?qū)ΨQ平面時,有:
(7)
該式與第一章中式(1)一致。
3 相關(guān)參數(shù)的獲取
利用式(5)計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角需測量或計(jì)算得出的參數(shù)如下文。
3.1 輪距B
可直接測量,對于前后軸輪距不同的汽車,取等效輪距:
(8)
式中:B1、B2分別為前后輪距;G1、G2 分別為前后軸重;G為總重。
3.2 質(zhì)心偏移M
(9)
式中:Gr1、Gl1分別為前軸左、右輪重;Gl2、Gl2分別為后軸左、右輪重。
3.3 質(zhì)心高度h
在這里作為已知參數(shù),可根據(jù)不同條件通過計(jì)算或測量得出。
3.4 車身傾角φ
在這里,由于車身傾角φ對應(yīng)于汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角,亦即當(dāng)車身發(fā)生傾角φ時,汽車高側(cè)輪胎對側(cè)傾臺壓力為零。此時,高側(cè)輪胎(等效輪距位置)相對于汽車水平靜置時的壓力變化為:
* (10)
則 ,代入式(10),得:
(11)
式中:Cφ為車身側(cè)傾角剛度,文獻(xiàn)6中有其計(jì)算方法的相關(guān)介紹,本文不再贅述。
在式(11)的推導(dǎo)過程中沒有考慮懸架類型,這在計(jì)算車身相對地面的傾角時是適用的。但是將該公式用于式(5)計(jì)算最大側(cè)傾穩(wěn)定角將受到懸架類型的限制。由于在建立數(shù)學(xué)模型時采用了車身側(cè)傾角度φ與整車附加同樣大小的側(cè)傾角效果一樣的假設(shè),沒有考慮車身的垂直位移,這對于前后非獨(dú)立懸架汽車而言是可取的;但對于前后獨(dú)立懸架汽車來說,由于低側(cè)車輪的獨(dú)立運(yùn)動,汽車車身在發(fā)生傾角φ時其質(zhì)心位置的變化與所建數(shù)學(xué)模型中的變化有較大不同,因此式(5)不適用于前后獨(dú)立懸架汽車;對于通常的前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車,雖然其前懸架低側(cè)車輪會發(fā)生獨(dú)立運(yùn)動,但由于車身近似為剛體,其側(cè)傾運(yùn)動將主要取決于后懸架側(cè)傾狀態(tài),因此對于這種類型汽車,在用式(5)計(jì)算時,不妨以后懸架代替整車進(jìn)行計(jì)算,此時式中各參數(shù)以后軸相應(yīng)參數(shù)代入。
4 試驗(yàn)驗(yàn)證
4.1 測量結(jié)果
為了驗(yàn)證公式(5)的有效性,對兩輛樣車進(jìn)行了測量,測量結(jié)果見表1。
4.2 結(jié)果分析
對兩輛樣車?yán)脗?cè)傾試驗(yàn)臺分別測量其實(shí)際最大側(cè)傾穩(wěn)定角,與上述計(jì)算結(jié)果比較如表2。
從表1、2中對比結(jié)果可以看出:兩輛樣車的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測量結(jié)果都有較好的一致性,最大絕對誤差不超過1°,由此可見文中所采用的簡化方法對于前后非獨(dú)立懸架汽車以及前獨(dú)立后非獨(dú)立懸架汽車來說是適用的。另外,從表中所列結(jié)果也可看出計(jì)算結(jié)果均小于實(shí)際測量結(jié)果,這與本文所采用的數(shù)學(xué)模型是相一致的,在建立數(shù)學(xué)模型時,將汽車車身側(cè)傾角度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響等同于汽車整車側(cè)傾度φ時對汽車質(zhì)心位置的影響,顯然是放大其影響作用,從計(jì)算結(jié)果和實(shí)測結(jié)果的一致性可以認(rèn)為建立數(shù)學(xué)模型時的這種近似是合適的,因?yàn)閺墓こ虒?shí)踐角度來看這種近似既沒有引入太大的誤差,也使計(jì)算結(jié)果更為安全。
5 結(jié)論與展望
(1)本文在考慮懸架及輪胎變形的基礎(chǔ)上建立了汽車靜態(tài)側(cè)傾簡化模型,通過理論推導(dǎo)和試驗(yàn)驗(yàn)證得出通過汽車質(zhì)心高度計(jì)算汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化方法及公式,試驗(yàn)結(jié)果表明該方法具有較高的精度,在工程實(shí)踐中具有較強(qiáng)的實(shí)用性;
(2)在汽車最大側(cè)傾穩(wěn)定角的簡化計(jì)算方法試驗(yàn)驗(yàn)證中,出于安全及試驗(yàn)方便考慮,采用的樣車均為中、輕型汽車,為了更具說服力,未來將選擇適當(dāng)?shù)闹匦推囉枰则?yàn)證,同時還將增加各類驗(yàn)證試驗(yàn)樣車數(shù)量。
參考文獻(xiàn):
[1]劉合法,花家壽.汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的動態(tài)仿真(一)[J].DRIVE SYSTEM TECHNIQUE,2003,17(2).
[2][德]H-P威魯麥特.車輛動力學(xué)模擬及其方法.北京:北京理工大學(xué)出版社,1998年5月.
[3]Aleksander Hac. " Rollover Stability Index Including Effects of Suspension Design".SAE Technical Papers 2002-01-0965,2002.
[4]何鋒,廖昌明,楊寧.汽車側(cè)傾過程的計(jì)算機(jī)模擬分析[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)報),1999,17(2).
[5]莊繼德著.汽車輪胎學(xué)[M].北京: 北京理工大學(xué)出版社,1995.
[6]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ谌妫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.10.endprint