3 6 a .( b ] ^ _ B ‘ \% B 3 c 6
# )
* R * K -
式中
后轮胎侧偏角 ; << 前 ; \ \ $ ) << 横摆角速度 << 纵向速度 b c #
? 仿真分析
将 上 述 模 型 结 合 起 来F 组成完整的汽车操纵稳 定 性 模 型F 并用 { 见 A [| C A ‘ }建 立 计 算 机 仿 真 模 型 * 图) m 仿真所需的主要结构参数 k $ K} F&x % &%9I n % $S J I
d Q" ,Q" f g 8 $ # $ * S . h if 右轮回正力矩 ; << 前左 ; Q" Q" 8 $ # $ if<< 转向系刚度 d f g << 方向盘转角
<< 转向系总传动比 h = > j 整车动力学模型 假设 k 汽车仅作沿 /轴的纵向运动 ; 4轴的侧向 运动 ; 绕 "轴的横摆运动和绕 /轴的侧倾运动 F 且沿 悬挂质量的质心与整车 /轴 的 纵 向 速 度 视 为 不 变 l 质 量的质 心 重 合 m 根 据 假 设 F 对操纵稳定性进行分 析F 建立一般两轴整车动力学模型见图 $ m
* $ $ 前 左 后 左 前 右 后 ; ; ; << ; ; ; ! ! ! ! 4 8 $ 4 8 ) 4 # $ 4 # ) 右轮侧向力 << 整车绕 "轴转动惯量 y " << 悬挂质量 &x y /<< 悬挂质量绕 /轴转动惯量 << 惯性积 y / " 后悬架侧倾角阻尼 ;2 << 前 ; z 2 $ z ) << 侧倾角速度 b 2
!""#年 $ $月
农 业 机 械 学 报
第 % &卷 第 $ $期
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
图 $ 整车动力学模型示意图 o $ pq @ A n r A ^ C qs t ‘ B [A ^[u s q C
= > ? 轮胎模型 9 E 车辆的侧向力和回正 根据 @ 的轮胎模型 D F A B C B 力矩计算式为
) 9 .I > $ I 9) 2 * 2 L$ > M : N 2 .I > I J JK 2 ! 4 * M % G H " $ > I I J9 * 2 P$ > M : N ) 9 .I > I S M 2 T .I > I K R) 2 T , > ) R :S 2 T XI # # #
纵向运动为
O
%^ * $ I c u ‘ v _ 横向运动 ; 横摆运动 ; 侧倾运动数学模型为 w w ,&c b ,&x 5 b %! ^ u v d ,! ^ u v d , # 2 4 8 $ 4 # $ X&a ! ,! 4 8 ) 4 # ) w b %+ * ! ,! ^ u v d .( * ! ,! " # 4 8 $ 4 # $ 4 8 ) 4 # ) Wy w w w y b ,&x 5 * a ,c b ,y b %* &’ 5 .1 .1 2 . / 2 # / " # 2 2 $ ) Y 式中 ,z b * z 2 2 2 $ )
: Q" I > I 9 M9 2 T # %W G H I " > ) ) MK V
* 2 U) N * 2 Z) N ! 4<< 侧向力 << 附着系数 H
* J -
Y2 .I > 9 ) 式中 Q"<< 回正力矩 << 垂直载荷 G "
假设印迹为长方形<< 轮胎 印 迹 长 度 * F T # 取I > )[ 取I << 轮胎拖距 F > J[ V 轮胎侧偏角为 a ,+ b # %B .d ] ^ _ B ‘ \ $ c
+ 0 %&’ ,&+ , ! " # ) / ) * + ,( ) * + ,( 1 2 &+ 0,&’ 5 2 4 ) 1 ,1 7 2 2 $ ) 式中 * : -
后左 ; 前右 ; 后右 ; ; ; << 前左 ; ! ! ! ! " 8 $ " 8 ) " # $ " # ) 轮垂直载荷 &<< 整车质量 0<< 质心高度 后轴的距离 ; << 质心至前 ; + ( << 悬挂质量质心至侧倾中心的距离 5 << 侧倾角 2 后悬架侧倾角刚度 ;2 << 前 ; 1 2 $ 1 ) << 质心到左右轮距 7 纵向加速度 ; + + / 4<< 侧 ;
度对横摆角速度影响较大 . 刚度愈大 . 横摆角速度变 化值愈大 Z 而侧倾角速度影响较小 B
图 & 侧倾角速度在不同车速下响应曲线 E & P C D * K : H G M : KQ I 5 R K :G S J D L J D M *6 M * I L 6 5R K L G Q D J T6 J 7 D S S K 5 K M J R K V D Q L K: H K K 7 :
Байду номын сангаас
89 : ; < = > ?@ > :A = BC < @ D = 9 >9 E F ; G = H < ;I@ > : < = > ?A D @ J = < = D K
L M N 0 OP N , Q M R 0 O S M R 0L M N T U N 0 O L M N 0 O+ M . V , N 0 O WR , WR ,L T .XN , Y , 0 Z l [\ ] \ ^ _ ‘ ^ a \ b c ^ d ef ]g \ h i ‘ f j f k e m J n D o @ H D )Y x pR M , q / RM N 0 r / , 0 OQ s N Y , / , s U, Q, -t T u s N 0 s . s, Qr , v v , q . / ss TY Ru R N / , w R rv T uN 0N . s TR 0 O , 0 R R u { ), WRr R y R / T t R rNM N 0 r / , 0 OQ s N Y , / , s U-T r R / T v s zT N | , Qy R M , q / RY N Q R rT 0, s Qr U 0 N -, q Q 0zM , q Ms M R v N q s T u QT v u R r , Q s u , Y . s , T 0T v / R v s N 0 ru , O M s s , u R Q } / T N r QzM R 0u T / / , 0 ON 0 r0 T 0 / , 0 R N uQ , r Rv T u q R QzR u R x~ x~ s N 1 R 0, 0 s TN q q T . 0 s M R 0s M RQ , -. / N s , T 0zN Qt R u v T u -R rY U. Q , 0 Os M , Q-T r R / M R, 0 v / . R 0 q R QT v x~ -N 0 Ut N u N -R s R u QN 0 rs , / s , 0 OT vY T r UT 0N . s T -T Y , / RM N 0 r / , 0 OQ s N Y , / , s U zR u RN 0 N / U w R r M R xWM Q , -. / N s , T 0u R Q . / s Q q T , 0 q , r R rz, s Ms M R Q R v u T -s M R R | t R u , -R 0 s Q , q M, 0 r , q N s R rs M N s s M R -T r R / zN Q x Nt u R q , Q RN 0 r. Q R v . / T 0 Rv T u y R M , q / RM N 0 r / , 0 OQ s N Y , / , s Ur R Q , O 0 )XN )P )+ !; K" 9 o : n pR M , q / R 0 r / , 0 OQ s N Y , / , s U U 0 N -, q-T r R / , -. / N s , T 0
第$ $期
张代胜 等 k汽车操纵稳定性的仿真
$ 9
0 ( %&’ .&+ , ! " # $ / ) * + ,( ) * + ,( 1 2 &+ 0,&’ 5 2 4 $ 1 ,1 7 2 2 $ )
与前轮转角之间关系为 % d
3 3 3
6 6 6
* ) -
式中
0 + ,&+ . %&’ ! " 8 ) / ) * + ,( ) * + ,( 1 2 &+ 0,&’ 5 2 4 ) 1 ,1 7 2 2 $ ) * 9 -
汽车操纵稳定性的仿真
张代胜 陈朝阳 张树强 韦 伟 邹海斌
摘要 ( 分析了汽车侧倾引起的左右轮胎垂 直 载 荷 的 重 新 分 配 ) 以及轮胎侧向力非线性变化对操纵稳定性的 ’ 影响 ) 并综合考虑汽车转向系和行驶系的结构和性能特性 ) 建立两轴汽车操纵稳定性数学模型 * 并对用 + , -. / , 0 1构 建的计算机模型进行仿真 ) 仿真结果与试验 结 果 一 致 ) 证实模型具有很好的精度和实用性*分析了车速2 转向系刚 度2 前后轮侧偏刚度比 2 前后悬架侧倾角刚度比以及侧倾对汽车操纵稳定性的影响 * 关键词 3车辆 操纵稳定性 动力学模型 仿真 中图分类号 345 & $ 6 & 文献标识码 37