横向载荷转移下双前桥汽车操纵稳定性分析.pdf

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1、第52卷第11期V01．52No．1l农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年11月November2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．11．006横向载荷转移下双前桥汽车操纵稳定性分析王晓彬，张庆军(230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院)[摘要]推导了双前桥汽车线性三自由度模型的运动微分方程，分析了双前桥汽车的运动特性，得出横向载荷转移是对汽车操稳性影响最大的因素，并提出了控制载荷转移的方案，为汽车设计和调校

2、提供指导。[关键词]双前桥；三自由度汽车模型；横向载荷转移；汽车操纵稳定性[中图分类号]U462．3+3[文献标志码]A[文章编号】1673—3142(2014)11-0022—05HandlingStabilityAnalysisofDual-Front-AxleVehicleBasedonLateralLoadTransferWangXiaobin，ZhangQingjun(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，HefeiCit

3、y，AnhuiProvince230009，China)[Abstract]Themotionequationsforlinear3-degreesfreedomdual—frontaxlevehiclemodelwerederived．Themotioncharae．teristicsofthevehiclewereanalyzedandtheconclusionthatlateralloadtransferwasthemostinfluentialfactorthataffectedve-hiclehandlingandstabi

4、litywasdrawn，theprogramtocontrolloadtransferwasproposed，whichprovidedguidanceinthede-signandadjustmentprocessofthevehicle．【Keywords]dual-frontaxle；3-degreesfreedomvehiclemodel；lateralloadtransfer；vehiclehandlingandstability0引言随着载货汽车载重逐渐增大，车速不断提高．车桥数目不断增多，传统的单桥转向已经无法满足操纵

5、需求。因此，多轴转向被广泛采用。大型货车普遍没有汽车稳定性控制系统，但随着车速不断提高，安装稳定性控制系统是未来汽车发展的趋势。国内分析汽车操稳性大多采用单轨二自由度模型，在进行稳定性控制时不能满足估计要求．综合分析精度和计算量，三自由度汽车模型是分析的首选。屈求真推导出三轴汽车线性二自由度模型的运动微分方程，分析汽车在前后轮转角输人下的响应特性[11；张伟等在建立考虑侧倾的三轴三自由度整车模型上，推导了在整车回转角速度已知的情况下计算各车轮转速121。对重型载货汽车而言，在分析转向特性时必须计人转向侧倾引起的载荷转移，否则分析结果会

6、偏离实际。对此，作者建立了双前桥汽车双轨三自由度分析模型．在横向运动和横摆运动的基础上．引入车身侧倾运动，研究在横向载荷转移条件下汽车的稳态运动特性，为生产设计和后期调校提供理论指导。双前桥转向桥汽车的三自由度模型如图1。收稿日期：2014—06—11修回日期：2014—06—24图1三自由度汽车运动模型Fig．1Three-DOFmodelforvehicle图中：P一桥与二桥轴距；6——二桥与三桥轴距；c——质心距二桥的水平距离；屏——一桥转角；6r_一二桥转角；卜质心侧偏角；研，日，壤——一、二、三桥轮距；％OL。仅厂一、二、三

7、桥轮胎侧偏角；如，％，％，％，‰，％——一、二、三桥左右轮胎的侧向力。在忽略轮胎侧偏时，各转向轮的理想转角关系为翻c。略一咏=争，co略一嘎=争，矗=FL(1)1汽车三自由度分析模型的建立第52卷第ll期王晓彬等：横向载荷转移下双前桥汽车操纵稳定性分析在分析三轴汽车操稳特性过程中，对模型作如下假设f3l：忽略转向系刚度的影响；以一、二桥转角作为输入，汽车的横摆角速度和车身侧倾角作为输出；汽车沿石轴的车速不变；汽车只有沿Y轴的横向运动、绕z轴的横摆运动以及绕菇轴的侧倾运动三个自由度。此外，汽车侧向加速度限定在0．4g以下，轮胎侧偏特性处

8、于线性范围。忽略空气动力作用，忽略切向力对轮胎侧偏刚度的影响。考虑模型的计算量和精度，决定采用车桥中心转角作为车桥转角。车桥中心侧偏角为车桥侧偏角。以一桥为例，推导车桥中心转角与车轮转角的关系(见图2)。图2车桥中心转角