汽车重心实时监测机理及动力学分析

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1、汽车重心实时监测机理及动力学分析摘要：简介了传统车辆重心测定的方法和几种传感器原理及其类型，提出汽车重心实时监测机理并进行了车辆行驶动力学分析，通过实时监测汽车的整车重量、重心位置，提供安全装载和安全车速监测与报警，可为汽车安全系统提供可靠的重心计算力学模型，为研制汽车重心实时监测系统提供了必要参数与依据。关键词：汽车重心；实时监测；动力学；传感器中图分类号：U467文献表识码：AMechanicsMonitoringofMotorVehicle’sCenterofGravityanddynamicsanalyseinrealtimeC

2、HENJian-le（2005,Transportationprofession,CollegeofTraffic,FujianAgricultureandForestryUniversity,fujianfuzhou）Abstract:Thistextintroducesthemethodofthetraditionalvehiclecenterofgravitymeasurementinbriefandtheprincipleofseveralkindsofsensoranditstypes.Itproposestheautomob

3、ile’scenterofgravitytomonitorandanalysisthemechanismandvehicles’sdrivethedynamicsinrealtime,Throughmonitoringthecompletedweightandcenterpositionofthemotorvehicles’inrealtime,itcanofferthesafetravelspeedandloadingtomonitorfurtherandthemechanicsmodelofreliablecalculatingce

4、nterforsecuritysystemoftheautomobile,Ithasofferedessentialparameterandbasisfordevelopingthemonitoringsystemreal-timeofcentreofgravityofautomobile.Keywords:centerofmotorvehicle’sgravity;monitorinrealtime;kinetics;sensor.汽车交通事故已成为深刻的全球性社会问题。据统计，汽车交通事故的总体伤害与经济损失规模已大于任何一种自然或

5、其它社会灾害所造成的损失规模[1]。交通事故调查显示，发生正面碰撞和翻车的事故比较多，死亡率也较高[2]-15-。其中许多发生翻车事故的主要原因是车辆超载、超速等造成，而这些事故的直接理论原因是车辆操稳性失控，违背了车辆悬架、车辆重心等客观因素的约束。汽车重心位置是影响汽车操纵稳定性、汽车平顺性，汽车安全性的重要指标[3]，直观的讲，重心的高低直接影响汽车侧倾稳定性和操纵稳定性，重心越高，侧倾稳定性和操纵稳定性越不好。另外，重心位置对汽车制动平顺性及其它性能也有不同的影响，因此，研究汽车重心实时监测机理及应用就显得十分必要。国内外测定汽

6、车重心位置的方法主要有5种传统方法[3]，对汽车重心实时监测力学模型的研究目前尚无相关报道。本文将有效解决传统重心测定方法的局限，并实现重心位置和汽车整车重量等数据的实时监测，提供安全装载和安全车速监测与报警，为研制汽车重心实时监测系统提供研究基础和理论基础，将更有效地提高车辆的主动安全控制，减少交通事故的发生。1汽车重心的实用求法及其局限汽车重心位置在理论上可以用合力矩定理[4]确定它的坐标，在实际运用上由于汽车是由上千个零件组成，靠理论计算是很难想象的。目前测定汽车重心位置的方法有5种：摇摆法、悬挂法、零位法、平台支撑反力法和质量反

7、应法[5]，而这5种测量方法都存在很大的局限性，这里介绍其中一种测量方法。1.1汽车重心的横向位置一般假定汽车结构左右对称，故重心一定在纵向对称面上，即汽车重心的横向位置是通过对称性来确定的。1.2汽车重心的纵向位置空载汽车受力如图1所示，现将后轴置于地秤上，并保持整体水平，根据力矩平衡原理[6]可以求出：=（/G）L=（/G）L而且根据只要求得（或），就可以知道（或）了。这种方法主要是通过将汽车置于特定的测量平台上，根据力矩平衡原理测定汽车重心的纵向位置。1.3汽车重心的高度-15-在测定汽车中心纵向位置的基础上，将其前轴抬高一定的高

8、度，根据力矩平衡及数学原理测量汽车的高度。1.4满载时整车重心的位置根据已测定汽车空载时的重心位置及装载货物的重心位置，将两者力矩合成求得汽车与货物联合体重心的坐标。1.5传统测定汽车重心方法的局限性（1）