第一篇：三軸車(chē)輛行駛中的車(chē)輪垂直載荷轉(zhuǎn)移計(jì)算研究

第53卷第8期

53卷第No．Vol．第53期88

農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程

AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING

2015年8月

August2015

doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．08．006

三軸車(chē)輛行駛中的車(chē)輪垂直載荷轉(zhuǎn)移計(jì)算研究

石坤，王睿，譚永營(yíng)

（100072北京市裝甲兵工程學(xué)院機(jī)械工程系）

［摘要］根據(jù)所涉及的三軸輪式裝甲車(chē)輛轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況行駛穩(wěn)定性研究中動(dòng)力學(xué)模型的建立，討論了三軸車(chē)輛在存在加速度情況下的各車(chē)輪垂直載荷轉(zhuǎn)移的變化。確立了多軸車(chē)輛各車(chē)輪垂直載荷計(jì)算的方法，為整車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真模型的建立打下基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］垂直載荷；三軸車(chē)輛；加速度；車(chē)身側(cè)傾［中圖分類(lèi)號(hào)］U462

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

［文章編號(hào)］1673-3142(2015)08-0021-04

CalculationStudyonVerticalWheelLoadTransferofThree－AxisVehicles

ShiKun，WangRui，TanYongying

（DepartmentofMechanicalEngineering，AcademyofArmoredForcesEngineering，Beijing100072，China）

［Abstract］Aimedatthedynamicsmodelofthree－axiswheeledarmoredvehiclesbuiltinthestudyofdrivingstabilityinsteer-

ingbrakingcondition，thechangeofverticalloadtransferatwheelsofthree－axisvehicleswhenacceleratingisdiscussedinthispaper．Theverticalwheelloadcalculationmethodofmulti－axlevehicleisestablished，whichprovidesfoundationforbuildingvehicledynamicssimulationmodel．

［Keywords］verticalload；three－axisvehicles；acceleration；rollofthebody

0引言

多軸輪式車(chē)輛與通用兩軸車(chē)輛相比，車(chē)身結(jié)構(gòu)緊湊、軸距短、單軸載荷大、慣性矩大，這都導(dǎo)致了多軸輪式車(chē)輛的穩(wěn)定性問(wèn)題［1］。同時(shí)，由于所研究的車(chē)輛質(zhì)心位置偏高，使得車(chē)輛側(cè)滑和側(cè)翻的可能性進(jìn)一步增加。另外，越野路面地面附著不均勻，在轉(zhuǎn)向行駛中為了緊急避障而制動(dòng)轉(zhuǎn)向，更容易造成車(chē)輛的側(cè)滑失穩(wěn)問(wèn)題［2］。作為多軸輪式車(chē)輛，轉(zhuǎn)向過(guò)程中不適宜采取提前制動(dòng)減速的方法，而采用轉(zhuǎn)向制動(dòng)穩(wěn)定性控制方法，可以較為有效地保證多軸輪式車(chē)輛的展開(kāi)，使得多軸輪式車(chē)輛更好地滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向制動(dòng)行駛穩(wěn)定性需求。因此，研究多軸車(chē)輛的轉(zhuǎn)向制動(dòng)穩(wěn)定性具有重要意義。

本文基于對(duì)某三軸輪式裝甲車(chē)輛轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況行駛穩(wěn)定性的研究，建立一個(gè)三軸輪式車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)模型［3］，動(dòng)力學(xué)模型中涉及到垂直載荷的計(jì)算，用于計(jì)算出各車(chē)輪所受地面的縱向力和側(cè)向力。的圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，相應(yīng)地車(chē)身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平向外的側(cè)向加速度，這個(gè)慣性加速度作用在懸架上，導(dǎo)致車(chē)身側(cè)傾。懸架系統(tǒng)為抵消車(chē)身的側(cè)傾需要抗側(cè)傾力矩，外側(cè)懸架壓縮，內(nèi)側(cè)懸架拉伸，懸架彈簧等彈性元件變形產(chǎn)生的力相應(yīng)地作用在車(chē)輪胎上，產(chǎn)生了輪胎載荷轉(zhuǎn)移［4］。

三軸車(chē)輛在行駛過(guò)程中，垂直載荷的計(jì)算不同于兩軸車(chē)輛，兩軸車(chē)輛僅通過(guò)分析加速度和受力狀況就可以得到各個(gè)車(chē)輪的受力。而由于三軸車(chē)輛屬于靜不定系統(tǒng)，對(duì)于三軸車(chē)輛進(jìn)行行駛中的加速度和受力分析得到的求解方程式數(shù)量少于未知數(shù)數(shù)量，不能夠直接得到各個(gè)車(chē)輪的垂直載荷，所以考慮在計(jì)算過(guò)程中借助車(chē)輛本身結(jié)構(gòu)中的幾何關(guān)系來(lái)建立方程從而解決該問(wèn)題［5］。車(chē)輛系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，車(chē)輛本身的懸架系統(tǒng)也是非常復(fù)雜，因此在建立動(dòng)力學(xué)模型中垂直載荷計(jì)算模塊中作如下簡(jiǎn)化：

（1）簡(jiǎn)化該車(chē)輛的懸架為彈簧及阻尼的結(jié)構(gòu)，且同軸兩側(cè)懸架剛度一致；

（2）簡(jiǎn)化簧載質(zhì)量為剛性；

（3）簡(jiǎn)化整車(chē)質(zhì)心位于車(chē)身縱軸線(xiàn)上；（4）忽略空氣阻力，忽略路面坡度與傾斜度；

1模型假設(shè)

過(guò)彎的時(shí)候地面要給輪胎側(cè)向力，保證汽車(chē)

收稿日期：2015－04－14修回日期：2015－04－24