第一篇：三軸車輛行駛中的車輪垂直載荷轉移計算研究

第53卷第8期

53卷第No．Vol．第53期88

農業裝備與車輛工程

AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING

2015年8月

August2015

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

三軸車輛行駛中的車輪垂直載荷轉移計算研究

石坤，王睿，譚永營

（100072北京市裝甲兵工程學院機械工程系）

［摘要］根據所涉及的三軸輪式裝甲車輛轉向制動工況行駛穩定性研究中動力學模型的建立，討論了三軸車輛在存在加速度情況下的各車輪垂直載荷轉移的變化。確立了多軸車輛各車輪垂直載荷計算的方法，為整車動力學仿真模型的建立打下基礎。

［關鍵詞］垂直載荷；三軸車輛；加速度；車身側傾［中圖分類號］U462

［文獻標志碼］A

［文章編號］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

多軸輪式車輛與通用兩軸車輛相比，車身結構緊湊、軸距短、單軸載荷大、慣性矩大，這都導致了多軸輪式車輛的穩定性問題［1］。同時，由于所研究的車輛質心位置偏高，使得車輛側滑和側翻的可能性進一步增加。另外，越野路面地面附著不均勻，在轉向行駛中為了緊急避障而制動轉向，更容易造成車輛的側滑失穩問題［2］。作為多軸輪式車輛，轉向過程中不適宜采取提前制動減速的方法，而采用轉向制動穩定性控制方法，可以較為有效地保證多軸輪式車輛的展開，使得多軸輪式車輛更好地滿足轉向制動行駛穩定性需求。因此，研究多軸車輛的轉向制動穩定性具有重要意義。

本文基于對某三軸輪式裝甲車輛轉向制動工況行駛穩定性的研究，建立一個三軸輪式車輛的動力學模型［3］，動力學模型中涉及到垂直載荷的計算，用于計算出各車輪所受地面的縱向力和側向力。的圓周運動所需的向心力，相應地車身會產生一個水平向外的側向加速度，這個慣性加速度作用在懸架上，導致車身側傾。懸架系統為抵消車身的側傾需要抗側傾力矩，外側懸架壓縮，內側懸架拉伸，懸架彈簧等彈性元件變形產生的力相應地作用在車輪胎上，產生了輪胎載荷轉移［4］。

三軸車輛在行駛過程中，垂直載荷的計算不同于兩軸車輛，兩軸車輛僅通過分析加速度和受力狀況就可以得到各個車輪的受力。而由于三軸車輛屬于靜不定系統，對于三軸車輛進行行駛中的加速度和受力分析得到的求解方程式數量少于未知數數量，不能夠直接得到各個車輪的垂直載荷，所以考慮在計算過程中借助車輛本身結構中的幾何關系來建立方程從而解決該問題［5］。車輛系統是一個極其復雜的系統，車輛本身的懸架系統也是非常復雜，因此在建立動力學模型中垂直載荷計算模塊中作如下簡化：

（1）簡化該車輛的懸架為彈簧及阻尼的結構，且同軸兩側懸架剛度一致；

（2）簡化簧載質量為剛性；

（3）簡化整車質心位于車身縱軸線上；（4）忽略空氣阻力，忽略路面坡度與傾斜度；

1模型假設

過彎的時候地面要給輪胎側向力，保證汽車

收稿日期：2015－04－14修回日期：2015－04－24