可调式扰流板对高速制动效能的影响-论文.pdf

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1、l訇地可调式扰流板对高速制动效能的影响Adjustable-spoiler'sefectonbrakingefficiencyathighspeed陆文昌，王梓，陈龙，汪若尘LUWen．chang，、／＼／ANGZi，CHENLong，WANGRuo—chen(江苏大学汽车与交通工程学院，镇江212Ol3)摘要：高速行驶时，气流对汽车的经济性和稳定性有很大的影响。分析了制动时的裁荷转移现象，给出了扰流板不同角度时的阻力系数和升力系数，并提出了利用可调式扰流板进行制动的方案。利用CarSim和MATLAB／

2、simu¨nk进行联合仿真，结果显示：所提出的方案可以有效提高车辆的制动效能，且车辆后轴的载荷得到增加，从而加强了车辆的稳定性。关键词：空气动力学；扰流板；载荷转移；制动效能；CarSlm中圉分类号：U461文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)05(上)-0059-05Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．05(上)．170引言矩转换成平移质量的惯性阻力矩。车辆制动时，随着道路条件的不断改善，车辆性能的不断忽略旋转质量的影响和空气升力的影响，并且引提高，汽车

3、在行驶中处于高速状态的时间越来越入相对减速度表示车辆的制动强度Z：，可将长，研究车辆高速时的空气动力学变的越来越有g意义。空气阻力与速度的平方成正比，车速很高轴荷公式化简为：时，车辆受到空气阻力会显著增加，成为主要阻Fzv=G(等+等z)(3)力。高速行驶过程中，车辆还会产生较大的气动ff，厶升力，该力会降低车辆的垂直载荷，从而降低车=G(l一；z)(4)f辆对路面的附着力，影响车辆的安全性。通过安式中：l为质心到后轴的距离，l、，为质心到前装良好设计的扰流板，可以优化车辆的空气动力轴的距离。由公式可见，

4、制动时两轴上的载荷会特性。本文尝试研究一种可调式扰流板，并讨论重新分配，并且随着制动强度的增加，前轴的载其在车高速制动时对制动效能的影响。荷会越来越大，后轴的载荷会越来越小。从而前1制动时的载荷转移现象轴的悬架会进一步压缩，后轴悬架会延伸，车身由车身和车轴的力与力矩的基本方程可以推会更加“前倾”，这就是实际制动时出现的点头导出双轴车辆前后轴上的载荷公式，前轴载荷和现象。后轴载荷分别为：图1和图2为一次120km／h到O制动测试的前后轮受力比较。由本次制动测试的结果可以看出，一一G【+(九—1)()lig制

5、动时，前轮的载荷从4800N左右上升到6300Nz’左右，上升了31．25％；而后轮的载荷从4200N左一+G+(九一1)(2)lg右下降至2600N左右，下降了38％。式中：G为车辆重力，h为质心高度，l为轴距，同时从图2也可以看出，在此制动过程中前r为轮胎半径，，分别是车辆前轴和后轴的轮提供了大部分的制动力，并且随着铜J动强度的载荷，，胁分别是前轴和后轴的静态分增加，前轮提供的制动力所占的比重会变得更量，，棚为前后轴的空气升力，九木为引进的大。在这个制动过程，前轮提供的最大制动力为6旋转质量系数，在计

6、算汽车的加速阻力时利用旋766N，而后轮的最大制动力为l250N，仅为前轮转质量系数将发动机飞轮等旋转质量的惯性阻力制动力的18．5％。收稿日期：2013-11-27作者简介：陆文昌(1957一)，男，博士，研究方向为车辆工程。第36卷第5期2014-05(上)[591铷1匐出式中：A为汽车的迎风投影面积；为相对速度；P为空气密度；C为空气阻力系数；C为空气升力系数。空气阻力是与汽车运动方向相反的力，由公式可知，其大小取决于迎风投影面积A和空气阻力系数C。空气阻力中占主要地位的是压力阻力和摩擦阻力，其中压

7、力阻力是由车辆前后的压力差而形成～一～一一二前较的，摩擦阻力是车辆与切向气流摩擦而产生的。同时，由于高速行驶时车身上下的气流流速?}l『冰．，一，√＼／、不同，导致产生的压力不同，这种压力差会产生升善f、、／8童§∞0}ilj力。这就意味着对于高速行驶的车辆来说轴荷总是。一；一瞳：!在减小，当速度快到一定程度时，轴荷下降会导致i3C~,Cl}}一⋯l一一～~一Rear轮胎附着力不足，严重影响车辆的高速稳定性。＼l一～一‘一一2．2扰流板和空气动力学特性。卜—f{∞。}————r——r————————亨_—

8、——汽车扰流板是一种安装在车身上的装置，通过控制流过车身的气流来改善汽车的空气动力特图2高速制动时前后轮的制动力比较性。扰流板的横截面为抛物线形，平面在上，抛制动过程中这种载荷的转移和随之引发的前物面在下。在行驶过程中，扰流板上也会形成压后轮制动力相差过大的情况是对于车辆不利的。力差，从而产生下压力。此下压力可以使得后轴首先，这增大了前轴轮胎的磨损，不利于车辆的的升力减小，甚至产生负升力，从而保障了行车安全性；其次，由于大部分