车辆平面运动与侧倾运动关系的分析.pdfVIP

维普资讯 · 77 · 车辆平面运动与侧倾运动关系的分析 贵州x-A,k大学(550003) 何 锋 AnalysisofRelationshipbetweenthePlanarM otionsnadRollMotionofVehicles HeFeng Abstract：Inthispaper，avehiclemodelwiththreedegrees--of--freedom isexploredtoanalyzetherelationshipbetween theplanarmotionsandrollmotionofavehicle．Thesensitivityparametersaffectingthecouplingrelationshipbetweenthepla— narmotionsandrollmotionofavehiclearediscussed．Thiswouldforrnthetheoreticalbasisforstudyingrollstabilityofvehi— cles． Keywords：vehiclemodel；planarmotion；rollmotion；analysis l 前言 近年来，随着我国道路交通条件的迅速改善，汽车行驶速 度普遍提高，特别是商用车(包括货车和客车)，由于其重量和 尺寸较大，在弯道上高速行驶或紧急回避转向时，如果侧向加 速度或车身侧倾角超过汽车的侧翻阈值，容易发生侧翻事故。 衡量汽车侧翻稳定性的汽车侧翻系数与车辆的平面运动即质 心侧偏角、横摆角速度和车辆的侧倾运动即侧倾角相关。因 此，对高速行驶汽车操纵稳定性的研究不能忽略车身的侧倾 运动，必须同时研究车辆的平面运动与侧倾运动，了解其相互 关系对汽车侧翻稳定性的影响，这对开发汽车侧翻报警显示 装置和防侧翻控制系统，改善汽车高速行驶时的操纵稳定性 具有重要的意义。 本文在三自由度车辆侧倾模型的基础上，探讨了汽车在 稳态转向过程中，其平面运动与侧倾运动相互作用的关系，对 影响平面运动与侧倾运动耦合关系的敏感参数进行了分析， 为汽车操纵稳定性的研究提供了理论基础。 2 车辆模型 图1为三自由度车辆侧翻模型，假设汽车车身作平行于 地面的平面运动和绕车辆z轴的侧倾运动，忽略车身绕Y轴 的俯仰运动；汽车的左、右侧轮胎与地面接触并具有相同的侧 偏特性，且轮胎侧偏特性在线性范围内；汽车沿 z轴的前进 速度 “为定值；同时忽略空气阻力、轮胎滚动阻力、非悬挂质 图1三自由度车辆侧翻模型 量侧倾的影响、地面切向力对轮胎侧偏特性的影响和左、右侧 轮胎由于垂直载荷的变化而引起轮胎特性的变化，则汽车侧 ( )一rnzh~ 2k·(+ ，一 一E~~)--k2k：(一 偏角 、横摆角速度 和侧倾角 相耦合的动力学方程可写 为： 丢叫，一E2 (1) 作者简介：何锋，男(1963一)，贵州工业大学机械工程与自动化学院副教授。 收稿 日期：2003—12—23 维普资讯 · 72 · 后轮的侧偏刚度k。和kz，而研z、hG、k一和kz均不可能为0， ， 一 L 一2nk-( 一 一E一)～2坛z(卢… 一