三轴车辆行驶中的车轮垂直载荷转移计算研究

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1、第53卷第8期农业装备与车辆工程2015年8月Vo第l．5353卷第No．88期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGAugust2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．08．006三轴车辆行驶中的车轮垂直载荷转移计算研究石坤，王睿，谭永营（100072北京市装甲兵工程学院机械工程系）［摘要］根据所涉及的三轴轮式装甲车辆转向制动工况行驶稳定性研究中动力学模型的建立，讨论了三轴车辆在存在加速度情况下的各车轮垂直载荷转移的变化。确立了多轴车辆各车轮垂直载荷计算的方法，为整车动力学仿真模型

2、的建立打下基础。［关键词］垂直载荷；三轴车辆；加速度；车身侧倾［中图分类号］U462［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2015)08-0021-04CalculationStudyonVerticalWheelLoadTransferofThree－AxisVehiclesShiKun，WangRui，TanYongying（DepartmentofMechanicalEngineering，AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China）［Abstract］Aimedatthedyna

3、micsmodelofthree－axiswheeledarmoredvehiclesbuiltinthestudyofdrivingstabilityinsteer-ingbrakingcondition，thechangeofverticalloadtransferatwheelsofthree－axisvehicleswhenacceleratingisdiscussedinthispaper．Theverticalwheelloadcalculationmethodofmulti－axlevehicleisestablished，whichprovid

4、esfoundationforbuildingvehicledynamicssimulationmodel．［Keywords］verticalload；three－axisvehicles；acceleration；rollofthebody0引言的圆周运动所需的向心力，相应地车身会产生一个水平向外的侧向加速度，这个惯性加速度作用多轴轮式车辆与通用两轴车辆相比，车身结在悬架上，导致车身侧倾。悬架系统为抵消车身的构紧凑、轴距短、单轴载荷大、惯性矩大，这都导致侧倾需要抗侧倾力矩，外侧悬架压缩，内侧悬架拉［1］了多轴轮式车辆的稳定性问题。同时，由于所研伸，悬架弹簧

5、等弹性元件变形产生的力相应地作究的车辆质心位置偏高，使得车辆侧滑和侧翻的［4］用在车轮胎上，产生了轮胎载荷转移。可能性进一步增加。另外，越野路面地面附着不均三轴车辆在行驶过程中，垂直载荷的计算不匀，在转向行驶中为了紧急避障而制动转向，更容同于两轴车辆，两轴车辆仅通过分析加速度和受［2］易造成车辆的侧滑失稳问题。作为多轴轮式车力状况就可以得到各个车轮的受力。而由于三轴辆，转向过程中不适宜采取提前制动减速的方法，车辆属于静不定系统，对于三轴车辆进行行驶中而采用转向制动稳定性控制方法，可以较为有效的加速度和受力分析得到的求解方程式数量少于地保证多轴轮式车辆的展开，使

6、得多轴轮式车辆未知数数量，不能够直接得到各个车轮的垂直载更好地满足转向制动行驶稳定性需求。因此，研究荷，所以考虑在计算过程中借助车辆本身结构中多轴车辆的转向制动稳定性具有重要意义。［5］的几何关系来建立方程从而解决该问题。车辆本文基于对某三轴轮式装甲车辆转向制动工系统是一个极其复杂的系统，车辆本身的悬架系况行驶稳定性的研究，建立一个三轴轮式车辆的动统也是非常复杂，因此在建立动力学模型中垂直［3］力学模型，动力学模型中涉及到垂直载荷的计算，载荷计算模块中作如下简化：用于计算出各车轮所受地面的纵向力和侧向力。（1）简化该车辆的悬架为弹簧及阻尼的结构，1模型假设且同

7、轴两侧悬架刚度一致；过弯的时候地面要给轮胎侧向力，保证汽车（2）简化簧载质量为刚性；（3）简化整车质心位于车身纵轴线上；（4）忽略空气阻力，忽略路面坡度与倾斜度；收稿日期：2015－04－14修回日期：2015－04－2422农业装备与车辆工程2015年（5）简化各轴的侧倾中心位于同一直线上，并mg＝FN1＋FN2＋FN3·（4）且忽略轮胎刚度、阻尼引起的车身侧倾，忽略轮胎maxhc＋mga＝FN2·L1＋FN3·L的回正力矩；式中：m——该三轴装甲车辆整车质量；a——车（6）假设悬架位置位于车轮正上方并与车轮辆质心距前轴的距离；ax——车辆纵向加速度；中心垂

8、直于轴线方向重合；L1——车辆前轴与中