緊急制動狀態(tài)下車輛安全性仿真研究

牟宏武，賈大海，徐 影，牟 凱

(1.公主嶺市出租車客運管理所，吉林 四平 136100；2.公主嶺市運輸管理所，吉林 四平 136100；3.吉林大學(xué)交通學(xué)院，吉林 長春 130000)

緊急制動狀態(tài)下車輛安全性仿真研究

牟宏武1，賈大海1，徐 影2，牟 凱3

(1.公主嶺市出租車客運管理所，吉林 四平 136100；2.公主嶺市運輸管理所，吉林 四平 136100；3.吉林大學(xué)交通學(xué)院，吉林 長春 130000)

對比了車輛在8種不同附著系數(shù)的路面上采取緊急制動時轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)的變化情況，從懸架性能的角度分析了車輛運行安全性能。

車輛安全；ADAMS；緊急制動；仿真

1 動力學(xué)仿真模型的建立

本文研究的麥弗遜式前懸架也稱滑柱連桿式懸架，由滑動立柱和橫擺臂組成，由于增加了橫擺臂，在一定程度上減少了滑動摩擦和磨損，改善了滑動立柱的受力狀況，因此也可將其看做是炷式懸架的改進(jìn)型。

構(gòu)件之間的約束包括5個球副，3個固定副，2個旋轉(zhuǎn)副，2個移動副，1個點面約束副，1個方向副，1個驅(qū)動約束。模型主要運動副信息見表1。

表1 模型主要運動副信息

2 仿真試驗及結(jié)果分析

附著系數(shù)是附著力與車輪法向壓力的比值，是由路面和輪胎決定的，這個系數(shù)越大，可利用的附著力就越大，車輛在行駛時車輪就越不容易打滑。一般來說，水泥路面的附著系數(shù)為0.7～1.0，潮濕水泥路面的附著系數(shù)為0.4～0.6，冰雪路面的附著系數(shù)為0.1～0.2。本文通過測試平臺對模型施加±50 mm的路面激勵來分析懸架工作過程中各零部件的振動情況及其相對位置變化，研究了車輛在附著系數(shù)由0.1～0.8的路面上分別采取緊急制動時懸架的參數(shù)響應(yīng)。

根據(jù)所分析的麥弗遜式前懸架系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代最常見的車型參數(shù)，設(shè)置車輛及懸架的相關(guān)參數(shù)見表2。

表2 仿真參數(shù)

本文利用ADAMS/Car模塊中的測量功能編輯函數(shù)，分析車輛在附著系數(shù)由0.1～0.8的路面上分別采取緊急制動時轉(zhuǎn)向輪扭矩及主銷縱傾移距隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化情況，仿真輸出曲線見圖1、圖2。

圖1 轉(zhuǎn)向輪扭矩隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化曲線

圖2為車輛在附著系數(shù)由0.1～0.8變化的路面上采取緊急制動時轉(zhuǎn)向輪扭矩隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化曲線，由圖像可知，保持方向盤轉(zhuǎn)角不變，對于任意一個方向盤轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)向輪的扭矩都會隨著附著系數(shù)的增加而增加；保持附著系數(shù)不變，對于任意一個附著系數(shù)，轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)矩都會在方向盤轉(zhuǎn)角為100°(包含-100°)時達(dá)到極大值，而在方向盤轉(zhuǎn)角為0°時達(dá)到極小值。

圖2 主銷縱傾移距隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化曲線

圖3為車輛在附著系數(shù)由0.1～0.8變化的路面上采取緊急制動時主銷縱傾移距隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化情況，由圖像可知，保持方向盤轉(zhuǎn)角不變，對于任意一個方向盤轉(zhuǎn)角，車輛的主銷縱傾移距都會隨著附著系數(shù)的增加而增大，但整體變化都在設(shè)計允許的范圍內(nèi)；保持附著系數(shù)不變，對于任意一個附著系數(shù)，主銷縱傾移距隨方向盤轉(zhuǎn)角的改變具有相同的變化趨勢。

3 結(jié) 語

本文從懸架性能的角度研究冰雪路面緊急制動時車輛的安全性。利用ADAMS軟件適用于機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)和力學(xué)分析的特點，應(yīng)用Car模塊建立仿真模型，對緊急制動狀態(tài)下的車輛安全性能進(jìn)行仿真研究，對比了車輛在8種不同附著系數(shù)的路面上采取緊急制動時轉(zhuǎn)向輪扭矩及主銷縱傾移距隨方向盤轉(zhuǎn)角的變化曲線，從懸架系統(tǒng)性能仿真的角度證實了車輛在冰雪路面上采取緊急制動時很難操縱，為今后車輛麥弗遜式前懸架結(jié)構(gòu)優(yōu)化和車輛安全駕駛提供了依據(jù)。

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1008-3383(2017)10-0166-01

2017-03-05