道路连续减速带对重载汽车平顺性影响.pdf

《道路连续减速带对重载汽车平顺性影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第１０卷第３期２０１２年９月动力学与控制学报Ｖｏｌ．１０Ｎｏ．３１６７２６５５３／２０１２／１０⑶／２７３５ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＹＮＡＭＩＣＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＳｅｐ．２０１２道路连续减速带对重载汽车平顺性影响李灿李韶华黄宏伟（石家庄铁道大学机械工程学院，石家庄　０５００４３）摘要道路减速带是目前广泛使用的强制限速设施，对于减缓汽车的行驶速度、减少交通事故的发生有着良好的效果．但是，减速带产品种类繁多，参差不齐，关于不同限速道路上减速带的选择以及汽车通过减速带时的平顺性研究尚不多见．本文建立了道路连续减速带和三轴重型

2、载货汽车模型，以车身垂向加速度和垂向轮胎力作为评价指标，分析了车速、减速带高度和宽度对汽车平顺性的影响．研究发现道路连续减速带的宽度与控制车速成正比，减速带高度与控制车速成反比．关键词重型汽车，连续减速带，平顺性，道路有好性，控制车速引言汽车超速行驶一直是导致道路交通事故发生的主要原因之一，而重型汽车发生事故尤为严重．有关研究表明，平均车速每增加１ｋｍ／ｈ，交通事故伤害就［１］增加３％，死亡交通事故就会增加４％５％．道路连续减速带是目前欧美各国应用最广泛、［２］效果最好的交通速度控制设施之一．目前中国道路连续减速带主要是为城

3、市道路等低速道路设计图１　连续减速带模型［３－４］的，在高等级公路上使用较少．我国关于减速Ｆｉｇ．１　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｕｍｐｓｍｏｄｅｌ带的研究主要是针对较为简单的单一型减速带，且［５－８］表１　仿真用道路连续减速带结构参数仅局限于减速效果上．在高速公路的一些特殊Ｔａｂｌｅ１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ路段，如下坡、弯道和隧道口等处均铺设了不同形ｗｉｔｈｔｈｅｒｏａｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｈｕｍｐｓ式的连续减速带，以迫使汽车减速．目前对于连续Ｈ／ｍｍＸ／ｍｍ［９］减速带激励下汽车动力学特

4、性的研究较为少见．Ａ４６００本文利用ＡＤＡＭＳ软件建立连续减速带和重Ｂ６６００Ｃ８５００型汽车模型，仿真分析重型汽车以不同车速通过不Ｄ８５０同规格道路连续减速带时的平顺性，得出不同限速Ｅ８６００Ｆ８６５０道路上最佳连续减速带的结构形式．Ｇ８７００Ｈ１０６００１　减速带模型Ｉ１２６００本文以隧道口的连续减速带为研究对象，利用ＡＤＡＭＳ软件的３ＤＲＯＡＤ路面建模器建立了连续目前减速带参数还没有统一的标准，通常情况减速带模型．如图１示．路面的不平度远小于减速下，为了保证行驶汽车有效减速，ｈ的值一般在带的高度，因此可以忽略连续减速带路

5、段的路面不３ｍｍ到１５ｍｍ之间．据调查连续减速带的宽度和间平度．距尺寸基本相等，但一般没有严格要求．本文选用２０１２０４１０收到第１稿，２０１２０６１５收到修改稿．国家自然科学基金项目（１１０７２１５９），教育部科学技术研究重点项目（２１００２３）和河北省应用基础研究计划项目（１０９６３５２８Ｄ）资助通讯作者Ｅｍａｉｌ：ｃｏｍｅｌｉｃａｎ＠１２６．ｃｏｍ２７４动力学与控制学报２０１２年第１０卷了Ａ－Ｉ九种规格的连续减速带（见表１）来仿真分弹簧刚度；图３、图４分别为汽车前后悬架阻尼器析，在平滑的道路上设置了间隔为２

6、０ｍ的三组连参数，其中Ｆ为阻尼力，ｖ为车身与车轴的相对速续减速带，每组减速带由四个突起组成．度．其中Ｈ为减速带高度，Ｘ为减速带宽度２　重型汽车模型重型汽车由于车速发生事故造成的结果尤为严重．图４　驱动轴力—速度曲线Ｆｉｇ．４　Ｄｒｉｖｅｉｎｇａｘｉｓｆｏｒｃｅ－ｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅ图２　三轴重型汽车模型Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅｔｒｉａｘｉａｌｔｈｅｈｅａｖｙｖｅｈｉｃｌｅｍｏｄｅｌ３　仿真结果分析通过现场调查和统计，三轴车在交通运输中占汽车分别以４０ｋｍ／ｈ－８０ｋｍ／ｈ的车速通过Ａ很大的比例，因此本文利用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ建

7、立三－Ｉ九种不同类型的连续减速带，得到相应车速下轴重载汽车模型（见图２），汽车部分参数见表２．车身垂向加速度最大值（绝对值）和右转向轮、右表２　重载汽车模型的参数驱动前外轮、右驱动后外轮的垂向轮胎力最大值，Ｔａｂｌｅ２　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｈｅａｖｙｖｅｉｃｌｅｍｏｄｅｌ并绘制加速度和轮胎力最大值随不同车速变化的Ｍ１０１３８ｋｇｍ１３５／１５０ｋｇ车速特性曲线．ｋ１４０００Ｎ／ｒａｄ３．１　减速带宽度对车身垂向加速度和垂向轮胎力ｋ２８７３Ｎ／ｍｍｋ３１７０ＫＮ／ｍ的影响ｋ４１７０ＫＮ／ｍ当汽车通过不同宽度减速带时，车

8、身垂向加速度和轮胎力随车速的变化曲线如图５～８．由图５可得，车身垂向加速度随减速带宽度增大而减小；减速带宽度大于６００ｍｍ时汽车车身加速度随车速增大而增大的趋势较小，其平顺性变化较小，不能起到良好的限速作用；在低速时（车速小于５０ｋｍ／ｈ）车身加速度随车速增大而减小，平顺性较