双前桥转向车辆操纵稳定性分析-论文.pdf

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1、汽车实用技术20l4年第5期设训‘研究AUTOMOBILEAPPLIEDTECHNOL0GY2O14N0．5双前桥转向车辆操纵稳定性分析张垄，郑宇龙(陕西汽车集团有限责任公司，陕西西安710200)摘要：建立了双前桥转向车辆的线性二自由度车辆模型，进行了理论分析和数学公式推导。以某8X4载货车为例，基于最小转弯直径范围确定转向瞬心位置区间，讨论了转向瞬心位置对车辆稳态响应和瞬态响应的影响。关键词：双前桥转向；二自由度；转向瞬心；稳态响应；瞬态响应中图分类号：U461．6文献标识码：A文章编号：1671—7988(2014)05-95-04HandlingStabili

2、tyAnalysisofDouble-frontAxleSteeringVehicleZhangKun，ZhengYulong(ShaanxiAutomobileGroupCo．，Ltd．，ShaanxiXi’all710200)Abstract：Establishthelineartwodegreesoffreedomvehiclemodelofdouble—frontaxlesteeringvehicle，analyzethetheoryanddeducemathematicalformula．Takean8X4heavytruckforexample，baseo

3、ntheareaofminimumturningdiameterareatofixontheareaofinstantaneousturningcenter,discusestheinfluenceofinstantaneousturningcenteronvehicle’Ssteady-stateresponseandtransientresponse．Keywords：double-frontaxlesteering；twodegreesoffreedom；instantaneousturningcenter；steady—stateresponse；transi

4、entresponseCLCNO．：U461．6DocumentCode：AArticleID：1671-7988(2014)05-95-04瞬心位置对车辆操纵稳定性的影响进行分析，从而概述确定合理的转向瞬心位置，对双前桥转向系统的设计及优化具有指导意义。多轴转向汽车在社会中所发挥的作用日趋显著，其市场需求不断增加，但是相关的研究较少，1、双前桥转向的四轴车辆运动微分方程不够深入和完善。随着汽车拥有量的增加和行驶速度的提高，汽车行驶的安全性越来越受到人们的重某8X4载货车的线性二自由度四轴车辆模型如视。对于采用双前桥转向结构的大型车辆，一旦操图l所示。图中转向轮转角是

5、为方便视图说明而作控出现问题后果将不堪设想，因此对双前桥转向车的放大化处理。根据基本假设，实际转向轮转角都辆进行操纵稳定性分析十分必要，而且意义重大。相当小。取车辆行驶方向为X轴正方向，垂直地面双前桥转向的车辆，在轴荷、轴距等确定的情况下，向上方向为Z轴正方向，Y轴方向根据右手定则确转向瞬心位置的选取对车辆的操纵稳定性具有重要定。O为车辆的质心，同时也是车辆自身坐标系(xy的影响。本文以某8X4载货车为例，通过对其转向坐标系)的原点，0‘为车辆的转向瞬心，O为转向瞬心在车辆纵向中心线上的投影，D为转向瞬心在作者简介：张堇，就职于陕西汽车集团有限责任公司。2014年第5

6、期张垫等：双前桥转向车辆操纵稳定性分析96车辆纵向中心线上的投影距质心的距离。2、转向瞬心位置分析在选取转向瞬心位置时，应考虑转向瞬心位置对车辆操纵稳定性的影响。如图2所示为车辆左转时的转角关系，I桥内外轮转角分别为，和，；II桥内外轮转角分别为，和，。为减小转弯时前轮额外的轮胎磨耗和动力的消耗，左、右轮的转角必须满足下面的关系：图1线性二自由度四轴车辆模型c。t，一c。t，‘3)由车辆沿轴的力平衡与绕质心的力矩平衡，可得：cotd2t-cot志(4)f+一以+一82)一一(1)1Mz=IlkI(~+一~1)+12k2+12~OJr一62)-lsk3一一式中：．两主销

7、中心线延长线与地面交点之间的距离，=．713m；程：f1I12一I桥中心线和II桥中心线距质心的距离，(kl+k2~k3~k41l¨l(161+Icz(2)D一转向瞬心在车辆纵向中心线上投影距质心-{4呻0Jl61+12j(的距离，m。并且，／桥和桥的内外轮转角还应满足下面式中：的关系：m——汽车总质量，堙盈：盈：(5)——质心前进速度，，tan，tan12+Dv——质心侧向速度，m／s—_顷心侧偏角，=v／u，rad；69，——横摆角速度，rad／s——总侧偏力；N一绕质心的总力矩，N'm卜汽车绕Z轴的转动惯量，堙·mf——i桥等效转角，以=J『，