重型汽车转向侧翻稳定性浅析

口文贾会星张信群江雪峰滁州职业技术学院番车一般为非公路车辆，其质心高度较高，行驶的重条件较为恶劣且装质翥萎萎重型汽车的侧翻试验是难以实施的，型汽车侧翻的数学模型，进行计算机仿真，向行驶稳定性的影响因素，从而为工作稳定性，在设计阶段保证重型汽车结构学合理，避免汽车行驶发生翻车事故奠定理论基础一车前后桥一般均采用非独立悬架，在行驶过程弯道或者为避开障碍，常实行紧急转向。转兰质心绕转向瞬心C作圆周运动，如图L所示。苫力的作用，重型汽车的质心发生了偏移。转三到景内侧车轮的距离RR可看作是重型汽车后桥菇尊向瞬心C到前内侧车轮的距离RF可看作是重型汽的转向半径；E为重型汽车转向轮转过的角度；RRLTANEL上SIN1团重型汽车HEAVYTRUCK2O1O4专转向时，由于转向离心力的作用，会使重型苎转向外侧倾斜，如图2所示。图中，GS妻挂质量所受的重力；G为重型汽车前桥篓苎所受的重力；G2为重型汽车后桥的非悬挂质芰重；F州，FYJ2分别为地面给转向内侧车轮的向喜车车身的悬挂质量转向时产生的离心力；F，F为前后车桥非悬挂质量产生的离心力。F图2重型汽车转向时的受力分析由图2，可知FZFZFFZGGGSFFYFYFFFUFFV审FZ1FV审FZ2J。、FVBFZN向23式4中，为路面附着系数。设MS为重型汽车车身的悬挂质量；M、M为重型汽车前后桥的非悬挂质量；A为为重型汽车车身悬挂质量的离心加速度；A、AUY2为重型汽车前后桥非悬挂质量的离心加速度。则有FFUYMU一UYL坨A堙5【FIV,SYASY12重型汽车转向临界侧翻状态分析转向时，由于悬架的弹性变形，车身悬挂质量会向转向外侧倾斜，使其质心发生了偏移，同时使车身发生了侧倾，假设侧倾角为由，侧倾角的大小与悬架的侧倾角刚度有关。由于车轮的弹性变形，内侧车轮与外侧车轮的载荷发生了转移，外侧车轮载荷变大，内侧车轮载荷变小，这样内侧车轮弹性变形减小，外侧车轮弹性变相增大，车桥也发生了微小的倾斜，如图3N示。由于车轮的弹性变形非常小，车桥的倾斜角忽略不计。当转向内侧车轮所受地面支撑反力为零时，可认为重型汽车已达转向侧翻的临界状态。下面对前后车桥的转向侧翻临界状态分别进行分析。QICHEJIS矗N慧围图3重型汽车转向时前、后车桥的受力示意图图3中，FZO为转向时外侧车轮所受的载荷；F为转向时内侧车轮所受的载荷；为由于转向离心力引起车身的侧倾角度；F、FYO分别为地面对内外侧车轮的侧向反力；B是轮距；HG是重型汽车车身悬挂质量的质心高度；HR是重型汽车车桥非悬挂质量的质心高度。根据图3TT受力分析，对于前桥由平衡条件，可列方程FZAB，一GBL一一TANI06由图L可知，重型汽车前桥承受的车身载荷为BL7当重型汽车处于转向侧翻临界状态时，0，假设此时重型汽车的行驶速度为，其离心加速度应为8将式1578代入6可得GG6争一咖AN同理，对于重型汽车后桥，当重型汽车处于转向侧翻临界状态时，0，可得其临界速度MU2GG口一一T锄宰20104HEAVYTRUCK重型汽车团编肇竺_1_一圜QIE五EIISHI当重型汽车转向内侧两轮的地面支撑反力均为零时，重型汽车才处于侧翻临界状态，当仅有一轮支撑反力为零时，重型汽车三个车轮均与地面接触，认为重型汽车还可以稳态行驶，因此，重型汽车侧翻的临界车速应取前后车桥临界车速中较大一个，即有MAXVO，VO11式11是假设地面附着力能足够大时的临界车速，当地面附着性能较差时，对于重型汽车前桥而言，处于侧翻临界状态时，有。1。I0，。皇，此时有丢GVO同理，对于后桥，有晤1213侧倾角刚度越大，车身发生侧倾的角度越小，故增的侧倾角刚度可以改善车辆侧翻稳定性。图7所示为着性能与临界车速的关系，可以看出随着路面附着改善，重型汽车转向行驶的临界稳定车速上升，故型汽车行驶的路面环境有利于提高其行驶的稳定性图4转向半径与临界车速的关系图5质心高度与临界车I、4甘制倾堵鹰“AD14图6车身的侧倾角与临界车速的关系综合考虑，重型汽车转向时侧翻的临界车速应该取RAINGLSINOFGL面2仿真分析利用MATLAB仿真软件分别对建立的数学模型进行仿真，结果如图4至图7所示。图4所示为汽车轮距与转向侧翻临界车速的关系，可以看出随着转向半径的增大，汽车临界稳定车速也增大；可见，汽车行驶时转向过急，导致转向半径过小，汽车可能发生侧翻的速度越低。图5所示为质心高度与转向侧翻临界车速的关系，可以看出，质心高度的降低，有利于提高汽车转向行驶的临界稳定车速，有效地降低重型汽车的重心有利于提高其转向稳定性。图6所示为汽车车身的侧倾角与转向侧翻临界车速的关系，可以看出车身的倾斜角越小，汽车转向临界稳定车速越大，汽车转向时车身侧倾的角度和悬架的侧倾角刚度有关，悬架的I重型汽车HEAVYTRUCK201047路面随嚣最数图7路面附着性能与临界车3结论本文建立了重型汽车在行驶过程中转向时的型，推导出了重型汽车侧翻临界车速的计算公式，相关的车辆结构参数和路面附着条件进行了仿真，仿真结果的分析得知增大汽车的轮距、轴距，降低；质心