基于横向载荷转移量的客车侧倾稳定性分析

王睿　李显生　任园园　张浩　郑雪莲

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.

关键词：客车；侧倾稳定性；横向载荷；转移；动力学建模

中图分类号：U462.3 文献标识码：A

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

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80 km/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.

4.4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.

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