多轴特种车辆的侧翻指标优化分析

作者：杨健福; 程洪杰^*; 刘志浩; 贾巍; 高蕾; 马栋

来源：兵器装备工程学报, 2023, 44(09): 134-142.

• 特种车辆
• 侧翻动力学模型
• 侧翻指标
• 横向载荷转移率
• 预警阈值

为探究多轴特种车辆横向动力学特性，建立更准确的侧翻评价指标作为车辆稳定性控制的基础。以重型5轴特种车辆为研究对象，首先基于建立的特种车辆侧翻动力学模型对横向载荷转移率(lateral load transfer rate, LTR)与零力矩点理论(zero-moment point, ZMP)2种常用车辆侧翻评价指标进行了动态分析，对LTR进行了优化，提出了一种兼顾簧载质量与非簧载质量侧倾力矩影响的新侧翻评价指标(optimized lateral load transfer rate, LTRo)。然后以LTRo作为车辆的侧翻评价指标，基于数据拟合的方式探究了一种能根据车速与路面附着系数自适应确定侧翻预警阈值(LTR threshold, LTRt)的计算方式。通过Trucksim车辆动力学模型仿真与实车试验，分别对LTRo的计算精度与LTRt的预警效果进行了对比分析。结果表明：LTRo较常用LTR与ZMP等2种评价指标的计算精度分别提高了6.3%与12.4%左右，对于车辆侧翻危险程度的评价更准确；LTRt能够根据车速与路面环境的变化自适应调整，使得侧翻指标不仅适用于绊倒性侧翻，同时也适用于非绊倒性侧翻，在高附工况下，相比于预警阈值为定值下的预警，LTRt下的预警能够为车辆侧翻控制预留出更多的时间。