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重型車輛側(cè)翻因素探討

文檔作者：陳東樂文檔來源：重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年04月27日
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汽牛實(shí)J}j技術(shù)
AUTOMOB I LE APPL I ED TECHNOLOGY
201 6q：-第2期
2O1 6 NO．2
10．16638／j．cnki．1671—7988．2016．02．050
重型車輛側(cè)翻因素探討
陳東樂
(重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶400074)
摘要：伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，物流行業(yè)的迅速興起，大載貨能力的重型汽車需求量越來越大。在相關(guān)
機(jī)構(gòu)的調(diào)查中，重型汽車側(cè)翻事故發(fā)生率僅次于碰撞發(fā)生率，具有事故發(fā)生率高，損失嚴(yán)重的特點(diǎn)。文章先從理論
的角度來闡述載重汽車發(fā)生側(cè)翻的條件，再從重型車輛的設(shè)計(jì)角度來討論側(cè)翻原因，并介紹了汽車傾翻閾值的確定
方法，并從汽車設(shè)計(jì)角度提出如何減小汽車發(fā)生側(cè)翻的不穩(wěn)定因素。
關(guān)鍵詞：重型車輛；側(cè)翻；傾翻閾值：穩(wěn)定性
中圖分類號：U461．6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1 671—7988(201 6)02—1 44—03
Factors influencing the heavy vehicle rollover
Chen Dongle
(Institute oftransportation，Chongqing jiaotong university,Chongqing 400074)
Abstract：Along with the rapid development of China’S national economy,the rapid rise of the logistics industry,the
demand for heavy trucks with large trucks is increasing．In the investigation of relevant agencies，heavy vehicle rollover
accident occurrence rate second only to the collision rate，with a high accident rate，serious loss of charac-teristics．Firstly
from the point of view of the theory to elaborate truck rollover condition，again from the point of view of the design of
heavy vehicles to discuss rollover reasons，and introduced the vehicle rollover threshold me-thod to determine，and from
the angle of automobile design put forward how to reduce vehicle rollover instability．
Keywords：heavy vehicle；rollover；rollover threshold；stability
CLC NO．：U461．6 Document Code：A Article ID：1671-7988(2016)02—144-03
刖置
隨著工業(yè)的發(fā)展以及國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路的運(yùn)
輸條件也在 斷提高，運(yùn)輸結(jié)構(gòu)向“重型化”、“高速化”發(fā)
展，這對重型汽車提出了更高要求。重型車輛由于載貨質(zhì)量
大，運(yùn)輸貨物的特殊性，一旦發(fā)生事故，將對道路交通及安
全造成巨大影響?。根據(jù)美國公路安全局(NHTSA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)
據(jù)表明，在所有交通事故中，車輛側(cè)翻事故的危害程度僅次
于車輛碰撞事故，居于第一位 。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在歐洲和
北美造成人員傷亡的車輛事故中，側(cè)翻事故占20％以上。側(cè)
翻事故僅占重型貨車事故的8％至12％，但是造成的損失卻占
作者簡介：陳東樂，就職于重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院。
全部重型貨車事故損失的60％左右。且重型車輛的側(cè)翻伴隨
著貨物的外泄，輕則堵塞道路，影響車輛暢行；重則壓埋周
圍車輛，造成嚴(yán)重人員傷亡。
1、汽車側(cè)翻研究方法
對于汽車側(cè)翻的研究方法主要分為理論研究和實(shí)車臺架
研究。在理論研究方面，將汽車側(cè)翻的影響因素分為兩類即：
1、汽車設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)的靜態(tài)部分，如汽車質(zhì)心高度、輪距、
懸架和輪胎特性等；2、與因汽車行駛而異有關(guān)的動(dòng)態(tài)部分，
如側(cè)向加速度、車速、道路幾何形狀和駕駛員操作等。
在汽車試車臺架研究方面，主要有三種測試方法即第一
種方法是SSF(Static Stability factor)法—— 靜態(tài)穩(wěn)定因子法，
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145 汽車實(shí)用技術(shù) 2016年第2期
第一種方法是SSF(Static Stability factor)法— — 靜態(tài)穩(wěn)定因
子法，其原理是車輛質(zhì)心高度確定后，當(dāng)重力作用線越過車
輛低側(cè)端輪胎與地面接觸點(diǎn)(線)時(shí)，車輛會(huì)側(cè)翻；第二種方
法是(Side Pull Ratio)法— — 側(cè)拉比例系數(shù)法，當(dāng)車輛質(zhì)心位
置測定后，將一水半橫向力作用于車輛上并通過車輛質(zhì)心，
逐漸加大側(cè)拉力，直至車輛對側(cè)傾輪胎剛剛脫離地面為止。
第三種方法是TTR(Tilt Table Ratio)法—— 側(cè)傾比例系數(shù)法，
車輛隨側(cè)傾試驗(yàn)臺一起側(cè)翻，直至車輛高側(cè)端輪胎脫離地面
時(shí)為止 。本文主要儀從理論角度來分析汽車設(shè)計(jì)參數(shù)對于
側(cè)翻穩(wěn)定性的影響。
重型車輛側(cè)翻的理論基礎(chǔ)
2．1垂直載荷轉(zhuǎn)移率
為了研究車輛的側(cè)翻穩(wěn)定性，我們定義LTR表示左右側(cè)
或彎道內(nèi)外側(cè)車輪垂直的轉(zhuǎn)移率，其表達(dá)式為：
L豫：! ：
( )
其中式中 ，為作用在汽車內(nèi)側(cè)輪胎上的地面垂直反作
用力， 為作 在汽車外車車輪卜的地面垂直反作用力。由
垂直載荷轉(zhuǎn)移率的定義可知，當(dāng)汽車在平路上直線行駛的時(shí)
候，內(nèi)外車輪受到的力相等，等于車重的一半，垂直載荷轉(zhuǎn)
移率LTR：0。當(dāng)汽車側(cè)翻時(shí)，彎道內(nèi)側(cè)的車輪離地，即 =O，
則LRT=I。由此可見，當(dāng)F_．越小，LRT越大，車輛的側(cè)傾穩(wěn)
定性越底。當(dāng)LTR：I時(shí)，車輛的側(cè)向加速度為車輛的傾翻閥
值，單位為重力加速度G，當(dāng)車輛的側(cè)向加速度大約或等于
起側(cè)翻閥值時(shí)，車來那個(gè)將發(fā)生側(cè)翻 。
坩 蝴 蘭 孑
：
。 G G h
G h
— — 汽車傾翻閥值g
B— — 輪距，m
— — 簧載質(zhì)暈的重力，N
G ——非簧載質(zhì)量的重力，N
h ——簧載質(zhì)帶質(zhì)心距離地面的高度，m
h．—— 非簧載質(zhì)量質(zhì)心距離地面的高度，m
K —— 懸架的組合側(cè)傾角剛度，N·m／tad
K．——非懸架的組合側(cè)傾角剛度N·m／tad
— — 簧載質(zhì)量側(cè)傾力臂，m
2．2彎道側(cè)滑和側(cè)翻的臨界車速
2．2．1側(cè)滑
假設(shè)載重汽車存一個(gè)轉(zhuǎn)彎半徑為R，載重汽車重量為nl，
路面的附著系數(shù)為u，汽車發(fā)生側(cè)滑的臨界車速為 。當(dāng)把
汽車看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，最大靜摩擦力等于載重汽車產(chǎn)生的離心
力的時(shí)候，即為側(cè)滑的臨界速度，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車速小于
， 則該載重汽車就不會(huì)發(fā)生側(cè)滑。
umg=m ／R =
2_2．2 側(cè)翻
假設(shè)，汽車重心離地面的高度為h，兩側(cè)車輪之間的間
距為B，汽車發(fā)生側(cè)翻的臨界速度為 。當(dāng)汽車做 周運(yùn)動(dòng)
要發(fā)生側(cè)翻時(shí)，內(nèi)側(cè)的車輪即將離開地面，因此地面所受到
的車輪壓力為0，此時(shí)的車速為側(cè)翻時(shí)的臨界車速，受力如
右圖所示。以載重車輛的外邊車輪與地面的接觸點(diǎn)連線為轉(zhuǎn)
動(dòng)軸，由力矩平衡可得：
mg(B／2) h =m( 。／R) 4BgR／(2h)
根據(jù)上式，我們可知，當(dāng)u>B／2h時(shí)候， ， ，載重汽
車告訴轉(zhuǎn)向的時(shí)候容易發(fā)生側(cè)翻，當(dāng)u

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