侧向力干扰情况下轮胎刚度变化对制动性能的影响.pdfVIP

学兔兔 第3期 (总第160期) 机 械 工程 与 自动 化 No．3 2010年6月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MATIoN Jun． 文章编号：1 672—6413(2010)03—0017-03 侧向力干扰情况下轮胎刚度变化对制动性能的影响 张海涛 ，谢 展 ，徐 进 (1．中交集团第一公路局有限公司，北京 100012；2．西南交通大学 交通运输学院，四川 成都 610031) 摘要：在ADAMS环境下建立了有路拱横坡的道路模型和某微型车的整车动力学模型，把轮胎的径向刚度和 侧向刚度参数化，进行了不同轮胎刚度下的直线制动仿真试验。分析了在有侧向干扰的情况下左、右两侧轮胎 刚度差异对车辆制动性能的影响：车身的偏转可能会使制动时间有所缩减，这是由于纵向速度会因为车身旋转 动能的增大而有额外的减小；对于前轴侧向刚度较小的轮胎，滚动半径会因为较多的侧向变形而减小，致使车 身在制动过程中发生偏转。 关键词：轮胎；刚度；制动性能；安全 中图分类号：U463．341：U463．5 文献标识码：A 0 引言 动试验和仿真制动试验，以检验模型和仿真方法的正 制动是驾驶者规避危险的主要手段，在相当多的 确性。制动初速度分别为40 km／h、50 km／h和 情况下甚至是仅有的选择，如在受到路侧环境或者周 70 km／h，场地试验的制动距离分别为14．5 rn、21．4 m 围交通流的限制以至于无法通过改变行车道来避绕危 和49．6 1TI，仿真试验的制动距离分别为13．2 1TI、 险时。分析轮胎参数变化对制动性能的影响非常重要， 19．2 rn和46．8 Hi。3种制动初速度下道路试验与仿真 因为制动时的行驶阻力绝大部分由轮胎提供，各个制 计算之间的差异分别为8．9 、10．2 和5．6 ，二者 动轮与路面之间配合状态以及制动轮变形特性对制动 之间基本上是一致的。由此说明本文的模型和试验方 过程中的车辆运动学响应也有决定性影响。 法是正确的，有较高的精度，可以用于下面的各种仿 由于制动时载荷在各轴之间的重新分配，轮胎在 真计算。 制动过程中要发生新的变形，包括径向变形和侧向变 形，改变了汽车制动前的行驶特性。而轮胎的变形特 性决定于轮胎的径向和侧向刚度，所以有必要研究轮 胎刚度变化对汽车制动性能的影响。 1 车辆建模和验证 根据某微型车的结构和技术参数，利用机械系统 动力学软件ADAMS建立了多自由度的整车动力学 模型，见图1 E 引。它由麦弗逊式独立前悬架模型、齿 图 1 整车模型图 轮齿条式转向器和梯形杆系模型、复合式后悬架模型、 2 轮胎侧向刚度变化对制动性能的影响 车身模型、整体式后驱动桥模型和UA轮胎模型组 轮胎侧向刚度主要影响汽车在受到侧向力作用、 成。其中轮胎的径向刚度和侧向刚度值可以在描述轮 偏载或者悬架的力学特性不对称情况下的运动学特 胎力学特性的轮胎文件中修改。刚体模型的自由度为 性[6 ]。在没有侧向力干扰时，两侧轮胎侧向刚度变化 14，将前悬架下摆臂和横向稳定杆柔性处理后整车的 的不一致不会影响到汽车的制动性能L8]。但汽车在实 自由度达数百以上，能够有效地模拟实际车辆的各种 际的道路行驶中必然要受到各种侧向干扰，比如侧向 工作情况。 气动力、转弯时的离心力以及运载引起的重心偏移等， 对实车和模型进行相同控制条件下的