载荷转移对半挂汽车列车转弯制动稳定性的影响_李臣
半挂汽车列车操纵稳定性的正交仿真分析
第31卷第1期 辽宁工业大学学报(自然科学版) V ol.31, No.12011年 2 月 Journal of Liaoning University of Technology(Natural Science Edition) Feb.2011收稿日期：2010-10-26作者简介：张立军(1963-)，男，辽宁昌图人，教授，博士。
半挂汽车列车操纵稳定性的正交仿真分析张立军, 张晓维, 马 斌（辽宁工业大学 汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）摘 要：针对半挂汽车列车操纵稳定性影响因素复杂的特点，应用Arcsim 软件对半挂汽车列车进行建模仿真，用正交实验法分析了重要参数对有关性能的影响，并进行了优化。
结果表明该模型能够很好地模拟半挂汽车列车的运动状态，优化结果为牵引车-半挂车列车的性能研究和设计提供了参考。
关键词：半挂汽车列车；操纵稳定性；仿真；正交试验中图分类号：U469 文献标识码：B 文章编号：1674-3261(2011)01-0033-04Direct Intersection Simulation and Handling StabilityAnalysis of Semi-trailerZHANG LI-jun, ZHANG Xiao-wei, MA Bin（Automobile & Traffic Engineering College, Liaoning University of Technology, Jinzhou 121001, China ）Key words: semi-trailer; handling-stability; simulation; direct intersection testAbstract: The Arcsim software was used for dynamic modeling and simulation analysis of semi-trailer against some main factors and complex characteristics on handling stability of semi-trailer. The direct intersection design method was applied to the analysis of the influence on corresponding semi-trailer construction parameters which were also optimized, The simulation results expatiate that the semi-trailer dynamic model simulates the semi-trailer response very well, and provides references for the research on semi-trailer stability design and performances study.随着公路运输业的快速发展，半挂汽车列车已成为公路运输的主力。
基于Matlab的半挂汽车列车侧倾稳定性分析
基于Matlab的半挂汽车列车侧倾稳定性分析
朱天军;郑红艳;侯红娟
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】针对重型半挂汽车列车侧倾稳定性问题,在Matlab/simulink中建立了重型半挂汽车列车的数学模型及动力学仿真模型,并进行了转向盘阶跃转向输入下的牵引车驱动轴横向载荷转移仿真分析.仿真结果表明,牵引车驱动轴为侧倾稳定性危险车轴.通过分析不同车速和车辆结构参数时牵引车驱动轴载荷转移的变化情况,得到重型半挂汽车列车侧倾稳定性与车辆主要结构参数及不同车速间的关系.
【总页数】6页(P16-20,47)
【作者】朱天军;郑红艳;侯红娟
【作者单位】河北工程大学;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室;河北工程大学;河北工程大学
【正文语种】中文
【中图分类】U463.4
【相关文献】
1.半挂汽车列车侧倾稳定性计算机模拟研究 [J], 吴学雷
2.基于matlab的转向侧倾稳定性分析 [J], 杜鹏;谢祥东;郭惊宇;韩龙;田江
3.半挂汽车列车高速侧倾稳定性控制研究 [J], 张磊; 徐晓美; 潘健; 黎镜儒; 贾志成
4.半挂汽车列车侧倾稳定性计算机模拟研究 [J], 吴学雷;姜吉庆;陈炎
5.基于Matlab/Simulink的半挂汽车列车防抱死制动系统仿真研究 [J], 王立平;李守成;刘英杰
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重型汽车转向制动稳定性的仿真研究
2020年12月Dec. ,2020第36卷第6期Vol. 36 , No. 6滨州学院学报JournalofBinzhou University 【工程与技术研究】重型汽车转向制动稳定性的仿真研究贾会星（滁州职业技术学院机械与汽车工程学院，安徽滁州239000）摘要：利用Trucksim 重型汽车动力学仿真软件，对某款重型汽车在弯道转向行驶时紧急 制动的行驶工况进行了仿真研究。
通过仿真发现重型汽车在弯道转向行驶紧急制动时,衡量汽 车行驶稳定性的重要参数，车身的横摆角、俯仰角、侧倾角、横摆角速度、车身重心的横向加速度， 在有ABS 控制的情况下其数值变化比无ABS 控制的减少显著；重型汽车在弯道转向行驶紧急 制动时，有ABS 控制的制动距离也显著缩短。
重型汽车在弯道转向紧急制动时进行ABS 控制, 能显著改善重型汽车行驶的安全性和稳定性。
关键词：重型汽车；行驶稳定性；转向制动；Trucksim中图分类号：U 469.2 文献标识码：A DOI ：10.13486/ki. 1673- 2618.2020.06.009重型汽车由于装载质量大，运输效率高，在公路运输中应用广泛，但由于其重心高，工作环境差，行驶 中容易失去稳定性发生侧翻事故％重型汽车行驶中失去稳定性，常常是由于行驶时遇到紧急状况，躲避障 碍物进行紧急转向制动造成的，因此对重型汽车进行紧急转向制动研究有一定的实用价值％重型汽车转 向制动过程十分复杂，如果仅通过微分方程求解，难度较大且精度不高；若通过实车实验，考虑到成本和安 全性的原因，实施困难且耗时较长％目前很多汽车动力学仿真软件在复杂的数学模型基础上，通过大量实 车试验数据修正，使仿真结果接近于实车试验且使用方便，有效降低了研究成本，提升了研发效率％本文 拟利用TruckSim 车辆动力学的仿真软件对重型汽车转向行驶中紧急制动的瞬态进行研究％TruckSim 软件是由美国机械仿真公司（Mechanical Simulation Corporation ，简称MSC,专门研究汽 车动力学软件的专业公司）开发的专为卡车、客车和挂车动态仿真开发的工业仿真软件。
基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析
基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析＊王睿 1，2，李显生1，任园园1†，张浩3，郑雪莲1【摘要】针对客车侧倾稳定性问题，建立了基于横向载荷转移七自由度动力学模型，并根据所获得实车试验数据验证了所构建模型的合理性.根据所构建的具有横向载荷转移七自由度动力学模型进行了不同车速下转向盘转角阶跃仿真，分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.仿真结果表明：客车后轮驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴，当车速过高或前轮转角过大时，后轴首先离地.增大各轴轮距、降低簧上质量质心高度、提高客车悬架侧倾刚度，能够有效的提高客车的侧倾稳定性.【期刊名称】湖南大学学报（自然科学版）【年(卷),期】2013(040)005【总页数】6【关键词】客车；侧倾稳定性；横向载荷；转移；动力学建模随着我国道路交通网络的发展和客运量的迅猛增长，客车的安全性受到越来越广泛的重视.侧翻是造成营运客车交通事故的主要原因之一[1］.与轿车相比，客车质心高，几何尺寸大，动作响应时间长，悬挂系统侧倾刚度小，这些因素降低了客车的行驶稳定性[2］.因此，如何提高客车的抗侧翻能力，更好地保护乘客的生命安全已成为一个非常重要的研究课题.目前，国外研究中考虑侧倾的车辆运动模型存在着严重的不足.1）对整车建模时，假设簧下部分不存在侧倾角，而在对簧下部分进行独立分析时又考虑了其侧倾角[3－6］，前后矛盾；2）对簧下部分的受力分析没有考虑横向载荷转移量所产生的侧倾力矩[3－6］，而对于大客车而言，横向载荷转移量过大是造成翻车的重要因素；3）建模过程中各个变量没有统一的正负方向规定，造成对车辆各部分的受力分析不准确.模型的错误将直接导致对车辆的侧倾运动分析不准确，甚至不能得到正确的结论.因此，本文在对车辆进行受力分析时，针对簧上质量和簧下质量分别建立了坐标系，统一各变量的正负方向规定，建立考虑横向载荷转移的七自由度客车动力学模型，并验证模型的有效性；进而分析车速、轮距、簧上质量质心高度和悬架侧倾刚度等参数对其高速行驶稳定性的影响.1 横向载荷转移车辆弯道行驶或躲避障碍物时车身具有一定的侧向加速度，造成车身质心作用有一定的惯性力.一般地，车身质心并不落在侧倾轴上，而是位于侧倾轴的上方.作用于车身的惯性力形成绕侧倾轴转动的侧倾力矩，车身产生侧倾角.车身侧倾造成前后轴发生左右车轮中一侧载荷增加，另一侧载荷减少的现象[7］，称之为由侧倾引起的载荷转移.标准横向载荷转移率（Lateral－load Transfer Rate，LTR）.Δf定义为：式中：F1为外侧车轮的垂直载荷；F2为内侧车轮的垂直载荷.LTR的变化范围为[－1，1］.当LTR＝0时，左右车轮的载荷相等，车辆没有发生侧倾；当｜LTR｜＝1时，车辆一侧的轮胎载荷为零，即一侧轮胎离地，表明车辆将要发生侧翻[8］.实际上，外侧车轮的载荷增加量与内侧车轮的载荷减少量相等.假设一侧车轮载荷变化量为Δm，则标准横向载荷转移率又可定义为：式中：m为整车质量；g为重力加速度.在车身的侧倾过程中横向载荷转移量是不断变化的，当车身侧倾角达到临界值时载荷转移量达到最大值，此时一侧车轮承担全部重量，一侧车轮承重为零，车轮开始提升.车轮的提升将导致车辆处于侧倾稳定性的临界状态[4］.由于车轮是弹性体，当横向载荷转移量没有达到最大值时，车轮并没有脱离地面，而是一侧车轮中心下降，一侧车轮中心上升，引起了簧下质量绕侧倾轴的侧倾变化，如图1所示.车身侧倾时整车绕轮胎接地面中心的力矩平衡方程为：式中：mS为簧上质量；aS为簧上质量侧向加速度；hS为簧上质量质心高度；φ为车身侧倾角；d为轮距；kt为轮胎侧倾刚度；φt为车轴侧倾角.横向载荷转移量的最大值为0.5 mg，由式（1）得到的侧向加速度即为侧翻阈值.此时一侧车轮开始提升，车辆即处于侧倾失稳状态，极易失去侧倾稳定性而发生翻车事故.因此在分析车辆的侧倾运动时，必须要考虑横向载荷转移的影响.假定汽车的合成速度V为一定值，忽略汽车的垂直运动和俯仰运动，忽略空气动力的作用，且在侧向加速度不超过0.4 g，悬架刚度及轮胎侧偏特性均处于线性范围内，同时假定簧下质量不作侧倾运动，忽略转向系统影响，将输入直接施加于车轮.如图2所示，令X－Y－Z为空间绝对坐标系.设固定于簧上质量的坐标系为x－y－z；固定于簧下质量的坐标系为x′－y′－z′.当车身未发生侧倾时，两坐标系重合.S点、U点分别为簧上质量的质心和簧下质量的质心.两坐标系的原点为车辆静止时过车辆质心的铅直线和车身侧倾轴的交点P.两个坐标系相对于绝对坐标系以˙R的速度作平移运动并以ω的角速度绕整车质心转动.力的方向以与坐标轴同向为正，反向为负；力矩的方向以逆时针为正，顺时针为负.2 车辆动力学模型的构建2.1 轮胎模型车辆在高附着系数路面上中高速行驶时，轮胎的侧向力并未饱和，轮胎特性并未进入非线性状态[11］.因此线性轮胎模型足以分析大客车的侧倾稳定.本文选用非独立悬架客车为研究对象，可不考虑车轮外倾角[7］.作用于前后轮胎的侧偏力分别为：求得前后轮胎侧偏角分别为：式中：cf，cr为前后轮胎侧偏刚度；β为质心侧偏角；a为车辆质心至前轴距离；b为车辆质心至后轴距离；ψ为横摆角；δ为前轮转角.2.2 客车动力学模型客车受力分析如图1和图3所示.通过对车辆的受力分析，建立了车辆沿Y轴的侧向运动、绕Z轴的横摆运动、簧上质量绕侧倾轴的侧倾运动、前后轮簧下质量绕轮胎接地中心的侧倾力矩和前后轮横向载荷转移量的七自由度模型.车辆侧向惯性力与车辆所受外力平衡，有：得到：车辆所受外力绕z轴的力矩为：由车辆横摆力矩平衡，有：式中：为整车绕z轴的转动惯量；Ixz为簧上质量绕x，z轴的惯性积.作用于车身的外力产生的绕x轴的侧倾力为：得到簧上质量绕x轴的横摆力矩平衡：式中：Ix为簧上质量绕x轴的转动惯量；kf，kr为前后悬架侧倾刚度；lf，lr 为前后悬架侧倾阻尼；φtf，φtr为前后簧下质量侧倾角.在对簧下质量进行建模时，将前后轮的横向载荷转移量ΔFf，ΔFr看成两个变量.由图3可列出针对簧下质量前后轮的两个绕x轴的力矩平衡等式：式中：Yβf＝－2cf；Yβr＝－2cr；Y˙ψf＝－2lfcf/V；Y˙ψr＝2lrcr/V ；r为侧倾轴到地面的距离；mUf，mUr为簧下质量在前、后轴上的载荷；hUf，hUr为前、后轴簧下质量到侧倾轴的距离；df，dr为前、后轮轮距；ktf，ktr分别为前、后轮胎的侧倾刚度.横向载荷转移量同簧下质量侧倾角之间的关系为：式（2）～式（8）就组成了大客车的运动模型，模型共计7个变量，分别是质心侧偏角β、横摆角速度˙ψ、车身侧倾角φ、前后轮横向载荷转移量ΔFf，ΔFr，前后簧下质量侧倾角φtf，φtr.为便于对线性系统进行分析，可令八维列向量：为系统的状态变量.将上式写成状态空间的形式：式中：δsw ＝θ/i，θ为转向盘转角，i为转向系传动比.即建立了转向盘转角θ为输入角，X为状态参量，Y为输出的动力学状态方程.3 模型验证为了验证所建立考虑横向载荷转移七自由度动力学模型的有效性，利用包括陀螺仪、三轴加速度传感器、VBOX系统、方向盘转角测量仪、数据采集系统和笔记本电脑等集成的测试系统进行了实车道路试验，如图4所示.试验车辆以40km/h做单移线运动.方向盘转角输入和仿真输入比较如图5所示.实车试验测试结果和相同仿真条件下得到的侧倾角变化曲线对比如图6所示.通过图5和图6可看出，在相同的条件下，实际测试结果与仿真结果基本一致，波动变化趋势基本吻合，数值的波动在允许的公差带之间.这说明，仿真结果能代表车辆真实的运动情况，所建立的模型能够代表车辆进行仿真研究.因此，该模型的建立基本符合实际要求.4 影响因素分析选取国产某中型客车为仿真试验车.令车速度为80km/h，给定的方向盘转角为90°.在不同车速下进行转向盘转角阶跃仿真，分析客车结构参数和车速对其侧翻稳定性的影响.方向盘转角阶跃输入见图7.4.1 定车速和前轮阶跃输入下的横向载荷转移率在车速V＝80km/h和前轮阶跃输入情况下，各车轴的横向载荷转移率如图8所示.从图中可以看出，后轴横向载荷转移率最先接近1，是危险车轴（最先侧翻的车轴），其次是转向轴.故以客车的驱动轴横向载荷转移率来判断客车是否存在侧翻危险.4.2 车速对悬架侧倾角和驱动轴横向载荷转移率的影响如图9所示，随着车速的增加，客车悬架侧倾角也增大，即发生侧翻的倾向越大.由图10可知，车辆分别以70km/h，80km/h和90km/h的速度行驶时，随着车速的提高，客车驱动轴的横向载荷转移率也越发增大并接近1，即发生侧翻的可能性增大，其稳定性变差.4.3 轮距和簧上质心高度对客车驱动轴横向载荷转移率的影响由图11可知，随着轮距的增加，驱动轴的横向载荷转移率降低，稳定性提高.反之，轮距减小，驱动轴的横向载荷转移率增加，稳定性变差.如图12所示，车辆的簧上质量质心越高，车辆的侧倾稳定越差，即车辆的标准横向载荷转移率随质心位置的提高而增大.4.4 悬架的侧倾刚度对客车驱动轴横向载荷转移率的影响悬架的侧倾刚度对客车驱动轴横向载荷转移率的影响如图13所示.通过分析可得，增加客车悬架的侧倾刚度，可以在一定程度上降低车轴横向载荷转移率，降低了侧翻的危险.所以，要提高整车的侧倾稳定性，应该在合理的范围内适当的提高客车悬架的侧倾刚度.5 结论对于客车侧倾稳定性问题，在对车辆进行受力分析时，针对簧上质量和簧下质量分别建立了坐标系，建立了考虑横向载荷转移量的七自由度客车动力学模型，并且通过实车道路试验验证了所构建模型的有效性.根据构建的理论模型，考虑车速、轮距、簧上质量质心高度和悬架侧倾刚度等参数对侧倾的影响，进行了转向盘角阶跃转向输入下客车的侧倾稳定性仿真.仿真结果表明，客车驱动轴为侧倾稳定性的危险车轴，当车速过高或者前轮转角过大时，该轴首先离地，导致车辆侧翻.通过仿真分析在不同车速和结构参数情况下客车驱动轴载荷转移率的变化情况，得出适当增大各轴轮距，降低簧上质量质心高度和提高客车悬架侧倾刚度能够有效地提高客车的侧倾稳定性.参考文献[1]周鑫美，兰凤崇，陈吉清，等.基于虚拟技术的大客车侧翻安全性分析及其改进设计研究[J］.现代制造工程，2010（5）：115.ZHOU Xin－mei，LAN Feng－chong，CHEN Ji－qing，et al.Research on analysis and optimization design of coach roll－over based on FEM technology[J］.Modern Manufacturing Engineering，2010（5）：115.（In Chinese）[2]张浩.客车操纵稳定性分析及其控制策略研究[D］，吉林：吉林大学交通学院，2012.ZHANG Hao.Research on bus handling stability analysis andcontrol strategy[D］.Jilin：College of Traffic，Jilin University.2012.（In Chinese）[3]SAMPSON D J M.Active roll control of articulated heavy vehicles[D］.Cambridge，UK：Department of Engineering，U－niversity of Cambridge，2000.[4]SAMPSON D J M，MCKEVITT G，CEBON D.The development of an active roll control system for heavy vehicles[J］.Vehicle System Dynamics，2000，33：704－715.[5]MIEGE A J P，EBON D.Optimal roll control of an articulated vehicle：theory and model validation[J］.International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility，2005，43（12）：867－884.[6]BLOW P W，WOODROOFFE J H F，SWEATMAN P F.Vehicle stability and control research for US comprehensive truck size and weight study[R/OL］.[1998－11－16］http：///982819/.[7]安部正人著.汽车的运动和操纵[M］.陈辛波，译.北京：机械工业出版社，1998：134－136.MASATO ABE.Vehicle handling dynamics[M］.Translated by CHEN Xin－bo.Beijing：China Machine Press，1998：134－136.（In Chinese）[8]成华光.基于TTR预警的汽车侧翻预警器设计[D］.南京：南京航天航空大学能源与动力学院，2008.CHENG Hua－guang.Vehicle rollover warning design based on TTR[D］.Nanjing：School of Energy and Power，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，2008.（In Chinese）基金项目：国家自然科学基金资助项目（51208225）†通讯联系人，E－mail：renyy＠。
半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析
随着 车速 和载 质量 等工况 的变 化可 能发 生 不 同 的横
日 吾 Ｊ Ｉ
向失 稳形式 ＩＪ ４。随着 汽车底 盘 主动 安 全技 术 的发 展， 将基 于差 动制动／ 动 的横 摆力 矩控 制 或 主 动转 驱 向控 制思 想 应 用 于 半 挂 汽 车列 车 的 横 向稳 定 性 控
［ 摘要 ］ 为半挂汽 车列 车建立 了简化 的四 自由度 单轨模 型 ， 并在 其上 分析 了两 个重要结 构参数 ， 即牵 引点 和 挂车质心位置对半挂汽车列车横 向稳定性 的影响规律 。在此基础 上 ， 用主元特征 向量分析方 法详细探讨 了半 挂 采
汽车列车“ 折叠” 横向摆振” 和“ 两种常见 的横 向失稳现象 的发生机理 ， 析和对 比了牵引角和牵引角速 度输 出反馈 分 对半挂汽车列车“ 折叠 ” 横 向摆振” 和“ 失稳 的镇定效果 。
汽
车
工
程
２１ 年 （ ３ ０ １ 第 ３卷 ） ６期 第
Ａｕｏ ｏｉｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｔｍ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １０ ０１ １ ０
半 挂 汽 车 列 车 横 向稳定 性 与失 稳 机 理 分 析
杨 秀通工程学院 ， 昆明 ６ ０２ ） ５２ ４
Ｙ ｎ ｕｉｎ． ｉ ａ ｐｎ ａ ｇＸｉ ａ Ｌ ｏ ｉｇ＆ Ｘ ｏ ｇＪａ ｊ Ｙ ｉｎ ｉｎ
Ｆ ｃｌ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ Ｋ ｎ ｉｇＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｋ ｎ ｎ ６ ０ ２ ａｕｔ ｏ Ｔａｓｏｔ ｉ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｕ ｍｎ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎｅａｄ Ｔｃｎｌ ｙ ｕｍｉ ｙｆ ａｏ ｉ ｖ ｓｙｆ ｅ ｏ ｇ ５２４
工业 界 和 学 术 界 的 广 泛 关 注 ， 为 研 究 的 热 点 问 成
基于液力缓速器换挡控制的半挂汽车列车制动稳定性_何仁
式中：nr-转子转速(r/min)；qc-充液率。
2 摩擦制动器制动力分配系数优化
文献[12]曾以曲线 j z 与直线 z 在对应
驶条件下路面附着特征参数的公式为:
制动强度下的两曲线之差的均方根最小为控制目 标，最佳抱死顺序为约束条件对半挂汽车列车的制 动器制动力固定分配系数进行优化，但是没有考虑 xs 0.677 0.1553 0.002 e (64 v) 0.0426u ECE 法规中对牵引车和半挂车制动协调性的要求， (13) 下面将把此要求作为优化约束条件之一，对分配系 数进行优化。 S xm 0.1532 3 0.47801 2 0.256 (14) 2.1 设计变量 0.01693 0.105lg(64 / v) 要优化的参数是制动器制动力分配系数β1、β2、 β3，三者有的关系：β1+β2+β3=1。由于本文仅考虑半 式中：s-车轮滑移率；μxp-峰值附着系数；Sxm-峰值 附着系数对应的车轮滑移率； μxs-车轮完全滑移时路 挂汽车列车满载时的制动器制动力分配情况。 2.2 目标函数 面附着系数；u-车轮载荷系数， u Fz / Fs ；Fs-轮 当各轮利用附着系数曲线 j z 接近于直线 胎的标定载荷(N)；σ-路面状况的附着特征影响因子 对各种路面的路况因子的分配。 z 时，整车制动效能最佳，因此，可用曲线与 1.3 主制动器模型 由于半挂汽车列车气压制动管路较长，摩擦制 直线在对应制动强度下的两曲线之差的均方根最小 动器制动力矩响应存在时间延迟，因此将制动力增 作为设计的目标函数： 长时间作为气压制动响应延迟的输入因素，可表示 3 16 (18) F ( x) ( z j ) 2 i=1 j=1 ij 为： 1 式中 ： (15) Pmt Pmu s 1 z j 0.05 j ( j 1, 2, 316) (19) 式中：Pmt-制动气室压力(MPa)；τ-制动力增长时间 (s)；Pmu-目标制动压力(MPa)。S 凸轮型鼓式制动器 2.3 约束条件 [10] 制动力矩 可表示为： 由汽车动力学知，对汽车制动性能除了要求有 较高的制动效能外，制动时的方向稳定性也是非常 (16) Tb Pmt A0 SAL Bf 重要的。对于半挂汽车列车而言，不同车轮抱死顺 (12)
半挂汽车列车转向运动学分析
半挂汽车列车转向运动学分析
胡宁
【期刊名称】《汽车研究与开发》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】本文从半挂汽车列车转向运动学关系出发，分析了半挂汽车列车转弯时的运动学特征以及可能出现的诸如轮胎磨损，外廓磕碰干涉等问题，探讨了解决这些问题的可能途径。
【总页数】4页(P23-26)
【作者】胡宁
【作者单位】湖北汽车工业学院
【正文语种】中文
【中图分类】U469.5
【相关文献】
1.随动转向半挂汽车列车机动性分析 [J], 田晋跃;陈治领;韩顺;王新成
2.四轮转向半挂汽车列车鲁棒最优保性能控制 [J], 刘春辉;关志伟;申荣卫;严英
3.四轮转向半挂汽车列车横向稳定性的模糊PID控制 [J], 刘春辉;关志伟;杜峰;严英
4.半挂汽车列车挂车主动转向控制研究 [J], 徐晓美;张磊;刘凯;陈宁
5.重型半挂汽车列车主动转向控制策略研究 [J], 邓召文;孔昕昕;高伟
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半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析_宋年秀
第27卷 第2期2010年2月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol .27 No .2 Feb .2010文章编号:1002-0268(2010)02-0133-05收稿日期:2009-04-18基金项目:国家高技术研究发展计划(八六三计划)资助项目(2009AA11Z215)作者简介:宋年秀(1964-),男,山东青岛人,博士研究生,教授,研究方向为汽车工程.(s ongnianxiu @ )半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析宋年秀1,2,苏 建1,王东杰3,刘宏飞1(1.吉林大学 交通学院,吉林 长春 130025;2.青岛理工大学 汽车与交通学院,山东 青岛 266520;3.北京理工大学 机械与车辆工程学院,北京 100088)摘要:为了进一步研究半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性,运用动力学理论以及虚拟样机仿真软件ADAMS ,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机,通过将稳态转向试验和转向盘角阶跃输入试验所得仿真结果与实车试验所得曲线相比较进行仿真模型的校验,分析了半挂汽车列车在弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析极限工况所产生的原因。
关键词:汽车工程;横向稳定性;虚拟仿真;半挂汽车列车;弯道行驶中图分类号:U469.5 文献标识码:AAnalysis on Lateral Stability of Semi -trailer Train Running along a CurveSONG Nianxiu 1,2,SU Jian 1,WANG Dongjie 3,LI U Hongfei 1(1.College of Traffic ,Jilin University ,Changchun Jilin 130025,China ;2.School of Automobile and Transportation ,Qingdao Technological University ,Qingdao Shandong 266520,China ;3.School of M echanical and Vechicular En gineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100088,China )Abstract :In order to further study the lateral stability of semi -trailer train running along a curve ,the virtual pr ototype of semi -trailer train which has 21degrees of freedom was fabricated with the theor y of dynamics and the virtual prototype software ADAMS .The simulation results from steady -state steering tests and steering wheel angle step input tests were compared with the curves from the real vehicle tests for simulation model verification .The relations of the relative parameters with time of the semi -trailer train running along a cur ve under the ultimatecondition were analyzed .At the same time the reason of the ultimate case was also researched .Key words :automobile engineering ;lateral stability ;virtual simulation ;semi -trailer train ;r unning along a curve 0 前言随着我国经济的迅速发展以及高等级公路的快速建设,半挂汽车列车发挥着越来越重要的作用。
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０ 引 言
半挂汽车列车的制动系统由牵引车制动系统和 半挂车制动系统 ２ 部分组成 ， 二者既各自独立 ， 又相 互协调 。 半挂汽车列车转弯制动性能是列车在弯道 减速行驶时保持预 定 路 线 行 驶 的 能 力 ， 通常采用方 向稳定性评价 。 列 车 制 动 时 方 向 稳 定 性 不 良 ， 将导 致制动过程中出现折叠 、 蛇行和摆振现象 ， 甚至引发 道路交通事故
第２期
李 臣， 等： 载荷 转 移 对 半挂汽 车列车 转 弯 制 动 稳定性 的 影响
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第１ ４卷 第２期 ２ ０ １ ４年４月
交 通 运 输 工 程 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ｇ ｇ
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国外学 者 自 ２ 在汽车列车 ０世纪２ ０ 年 代 以 来， 的操纵稳定性和制 动 稳 定 性 方 面 开 展 了 研 究 ， 近年 来， 开始研究制动控 制 对 提 高 半 挂 汽 车 列 车 横 向 稳 定性的影响 。Ｃ ｈ ｅ ｎ等利用半挂汽车列车模型和车 辆的行为控制解决车辆在急转弯和紧急避障时出现 的折叠和 摆 振 问 题
摘 要： 建立 了 半挂汽 车列车 转 弯 制 动 的 动 力 学 模 型 ， 通 过 实 车 道 路试 验验 证 了 模 型 的 可 信度 。 通 过模型仿真， 分析 了转 弯 制 动 过 程 中 同 轴 左 、 右 车 轮 垂直载荷 的 变 化 情 况 ， 研究了载荷变化对车轮 抱死 顺序和制 动 稳定性 的 影响 与 提 高 制 动 气室 压 力 对 转 弯 制 动 稳 定 性 的 影 响 。 仿 真 结 果 表 明 ： 当 转 弯 制 动 过 程 中 牵引车 转 向 轴右 侧 车 轮 的 垂直载荷 由 １ 制 动 气 压 最 大 值 为 ０． ６ ２ ＭＰ ａ时 ， ２． ０ ０ｋ Ｎ 左侧车轮由１ 载荷 转 移 明 显 ； 增加 到 ２ 制动气压最大值提高后， ３． ０ ０ｋ Ｎ， ２． ０ ０ｋ Ｎ 减小 为 ０． ６ ６ｋ Ｎ， 载荷 转 移 具 有 相同 的 规律 ， 影响 了同 轴 左 、 右 车 轮 的 抱死 趋势 和 Ａ 当制动气压最 Ｂ Ｓ 起 作 用的时 间 ； ， 牵引车 与 半挂 车 的 折 叠 角由 ０． 制 大 值 从 ０． ６ ２ ＭＰ ａ 增加 到 １． ５ ０ ＭＰ ａ时 ， ７ ３ｒ ａ ｄ 减 小 为 ０． ６ ７ｒ ａ ｄ 动 稳定性 提 高 。 关键词 ： 汽 车 工程 ； 半挂汽 车列车 ； 载荷 转 移 ； 转弯制动； 稳定性 ； 制动压力 中图分类号 ： ４ ６ １． ３ 文献标志码 ： Ａ Ｕ
： Ａ ｓ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ｗ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ． Ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ － ｇ ｇ ｙ ｙ ｓ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ．Ｂ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｉ ｔ ｓ ｏ ｕ ｔ ｕ ｔ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ － ｙ ｙ ｐ ｇ ｐ ， ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｅ ｓ ｏ ｆ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｌ ｅ ｆ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｈ ｔ ｇ ｇ ｐ ｇ ｇ ， ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｎ ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ｌ ｏ ｃ ｋ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｙ ｇ ｇ ｙ ｏ ｕ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｓ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｎ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｗ ａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． ｐ ｇ ｇ ｙ ， Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ０． ６ ２ ＭＰ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｉ ｈ ｔ ｇ ｐ ｇ ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ １ ２． ０ ０ｋ Ｎ ｔ ｏ ２ ３． ０ ０ｋ Ｎ， ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ｆ ｔ ｇ ， ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ １ ２． ０ ０ｋ Ｎ ｔ ｏ ０． ６ ６ｋ Ｎ ｓ ｏ ｌ ｏ ａ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｉ ｓ ｓ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ．Ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｇ ， ，ｗ ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｏ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍ ｅ ｒ ｅ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｇ ｐ ｙ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｃ ｋ ｉ ｎ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｌ ｅ ｆ ｔ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｈ ｔ ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｔ ｉ ｍ ｅ ｏ ｆ Ａ Ｂ Ｓ．Ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍ ｇ ｇ ， ｓ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ０． ６ ２ ＭＰ ａ ｔ ｏ １． ５ ０ ＭＰ ａｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ａ ｎ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ － ｇ ｐ ｇ ｇ ， ， ， ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ０． ７ ３ｒ ａ ｄ ｔ ｏ ０． ６ ７ｒ ａ ｄ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｍ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ． １ｔ ａ ｂ １ ２ｆ ｉ ｓ ｇ ｇ ｙ ｐ ｇ １ ４ｒ ｅ ｆ ｓ ． ； ：ａ ；ｔ ；ｌ ；ｃ ｓ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｍ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｏ ｒ ｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ － ｇ ｇ ｇ ｇ ｙ ； ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｙ ｇ ｐ ：Ｌ ，ｄ ， ＋８ ， ； ，ｍ １ ６ Ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍ ｅ ｓ Ｉ Ｃ ｈ ｅ ｎ（ １ ９ ８ １ ａ ｌ ｅ ｏ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ６ ０ ２ ０ ７ ９ １ ２ ０ ｃ ． ｌ ｉ＠ｒ ｉ ｏ ｈ． ｃ ｎ －） － －
（ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ６ ７ １ ６ ３ ７ ２ ０ １ ４ ０ ２ ０ ６ ８ ７ １ － － －
载荷转移对半挂汽车列车转弯制动稳定性的影响
２ ， 李 兴虎１， 周 炜２， 张红卫２ 李 臣１，
） （ 北京航空航天大学 交通科学与工程学院 ， 北京 １ 交通运输部公路
１， ２ １ ２ ２ ， ， Ｌ Ｚ Ｚ Ｌ ｈ Ｉ Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｉ Ｘ ｉ ｎ ｕ ＨＯＵ Ｗ ｅ ｉ ＨＡＮＧ Ｈ ｏ ｎ ｅ ｉ － －ｗ ， ｇ ｇ
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