G a = (Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 ) F jn sin β cos α cos β (1), Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 4 α β F jn. h g1 = G ab 1 cos α cos β + F jn B 1 sin β (Z 2 + Z

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1 ) 2) ( ).. U467 A (2012) DOI / A MODEL FOR MONITORING SAFE TRAVEL SPEED IN REAL TIME OF THE 4-WHEELED MOTOR VEHICLES 1) FENG Huirong 2) (College of Traffic, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou , China) Abstract Considering the real gradient conditions a multi-real-time mechanics model for monitoring vehicle s safe travel speed and center of gravity based on the pressure sensor is proposed. The safe travel speed mechanical model is established based on the influence of the center of gravity of the vehicle, the road vertical gradient the horizontal gradient and the radius of curvature of the road. The mechanism of monitoring and warning the safe travel speed is studied based on the multi-dimensional mechanical model. This model can be used to calculate the safe travel speed and the center position in real time of the motor vehicles, and provide important parameters for developing the monitoring system in real time for the safe travel speed of automobiles. Key words a mechanics model, safe travel speed, center of vehicle s gravity, real-time monitor.. [1] [2] [3]. ( ) ) (2012J01070). 2) fhr168@tom.com

2 G a = (Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 ) F jn sin β cos α cos β (1), Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 4 α β F jn. h g1 = G ab 1 cos α cos β + F jn B 1 sin β (Z 2 + Z 3 )B m(v 2 /R) cos β G a cos α sin β (2), B B 1 x [3], m (1) g. 3 h g2 = ( G a L 2 cos α cos β + F jn L 2 sin β Z 3 L Z 4 L F w Z w )/ ( Fjτ + G a sin α cos β ) (3), L G a F jτ a τ F jτ = ma τ F w F w = C dρav 2 C d ρ 2 A v Z w. [4]. L 2 y (2) (3) h g = h g1 + h g2 2 (4) x, y, z () () () x, y, z. 3

3 力 48 学 与 β 则横向坡度为 tan β 整车重量为 G 重心高度 为 hg 左右轮距为 B 路面提供横向附着力为 F1Y, F2Y 当车辆直线行驶时 左右车轮承受重量基本相 当 当在转弯时 离心力 Fg 与横向附着力 FY 组成 倾覆力矩 引起内侧车轮所承受的重量向外侧车轮 转移 当离心力增大到使内侧车轮脱离路面时 便出 现侧向翻滚 若内侧车轮达到刚要脱离路面的临界 状态时 临界车速为 vm 侧翻的临界条件为内侧车 轮面反力 Z2 + Z3 = 0 若刚要侧滑时车辆的临界速 度为 Vm1 侧滑的临界条件是侧向附着力 FY 达到 P 最大值 即 FY = φ Zi φ 为路面横向摩擦系数 可由实验测得. 实 践 2012 年 第 34 卷 定 β 以转弯外侧高为正值 反之为负). 这也说明转 弯路面将 β 设为正值 且稍大为好. 随 hg 的增加 侧翻临界速度 vm 明显减小 这充分说明保持低重 心高度对车辆行驶安全的重要性 监测重心高度对 车辆安全的重要性. 2.2 考虑横向坡度时车辆侧翻临界速度 根据侧翻的临界条件 对外侧轮胎着地点建立 力矩平衡方程, 得到侧翻的临界速度 s (B1 + hg tan β)gr cos α vm = (5) hg B1 tan β 其中, R 为路面半径 可由法向加速度 通过式 v 2 /ajn 求得. 显然 式 (5) 说明 vm 是由 α, β, hg, R 等多因素决定的 υm = υm (α, β) 的关系函数 令 hg 与 R 为常数 则 vm = vm (α, β) 是随 α 和 β 变化的曲面 如图 4 所示 可知 vm 受到 α 和 β 的共同作用 侧翻临界速度 vm 随纵向坡度的增加 而略有减小 但影响不明显. 主要受到横向坡度的 影响 且随横向坡度的增加 侧翻临界速度 vm 明显 提高 这也说明了路面应设计成转弯内侧低 外侧高 的重要性. 图 5 υm = υm (β, hg ) 函数图 υm = υm (β, R) 的关系函数与 υm = υm (hg, R) 的关系函数 图 6 中 令 hg 与 α 为常数 则 vm = vm (β, R) 是随 β, R 而变化的曲面 说明 R 越大 越平直 vm 明显提高 同理 图 7 中 令 α 与 β 为常数 则 vm = vm (R, hg ) 是随 R 和 hg 变化的曲面 其响应 变化规律与前述一致. 图 6 υm = υm (β, R) 函数图 图 4 υm = υm (α, β) 函数图 υm = υm (β, hg ) 的关系函数 令 α 与 R 为常数 则 vm = vm (β, hg ) 是随 β 和 hg 变化的曲面 如图 5 所示. 可知 vm 受到 β 和 hg 的共同影响 侧翻临界速度 vm 随 β 增加而增加 (规 图 7 υm = υm (hg, R) 函数图

4 v m1 = (φ cos α + tan β)gr 1 φ tan β (6) (6) 2.4 v m, v m1 v s. n s v s /n s ( ) (4.360 m m m) (4.800 m m m) (4.515 m m m). α = 15 β = 10 R = 60 m. φ [4] φ = 0.75 (4) 1 x m/t B q/m B h /m L/m L 1 /m L 2 /m B 1 /m v m/ v m1 / v s/ v m/ v m1 / v s/ h g/m (km h 1 ) (km h 1 ) (km h 1 ) 1.2h g/m (km h 1 ) (km h 1 ) (km h 1 ) v s. 1.2 v s 7% 10%. 4 (1).. (2) [3]. [5-6]. ( 87 )

5 [6].., 20 seminar [3]. 4 [1] von Kármán T, Edison L. The Wind and the beyond: Theodore von Kármán, Pioneer in Aviation and Pathfinder in Space. Boston: Little, Brown and Company, 1967 (... :, 1991) , (2) (MMM-IX) (4) ( ). ( ) (2) ( 49 ) (3). 1 Ferna ndez-caballero A Go mez FJ Lo pez-lo pez J Road-traffic monitoring by knowledge-driven static and dynamic image analysis Expert Systems with Applications 2008 (35) (2) 23-28(Pei Yulong Cheng Guoahu Dai Leiei, et al Discussion on highway speed limit Urban Transport of China (2) (in Chinese)) (3) (Feng Huirong Ding Yi Luo Renan Mechanics model for monitoring motor vehicle s center of gravity based on pressure transducers Mechanics in Engineering (3) (in Chinese)) (Wang Liangxi Wang Hongyan Vehicle Dynamics Beijing National Defense Industry Press 2008 (in Chinese)) (4) 1-7 (Wei Yintao Ma Chunsheng Feng Xijin. Mechanics in automotive engineering. Mechanics in Engineering (4) 1-7 (in Chinese)) (4) (Zhang Weifeng, Fan Chuanshuai. Study of dynamic modification and FRS technology in vehicle frame design Mechanics in Engineering (4) (in Chinese)) (: )

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