连续减速带对重载汽车平稳性的影响

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摘 要 近几年来，伴随着社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断的提高，道路里程以及机动车保有量的出行频率也在急剧增加，给人们的生活以及工作在带来方便的同时，也埋下了很多安全隐患。尤其是重载汽车引起的交通安全事故屡次发生，严重危害人们的生命安全。因此，限制重载汽车速度是非常有必要的，加强其平稳性。本文通过建立车辆重载以及减速连续带模型，对其计算分析探讨连续减速带对重载汽车平稳性的影响。

关键词 连续减速带；重载汽车；平稳性

中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0000-00

汽车超速行驶一直以来是导致交通安全事故的主要原因，特别是大型重载汽车引起的安全事故不容小觑。为了保证道路行车安全，有限限制其车辆速度是当务之急。到目前为止，连续减速带是应用最为广泛的限制车速设施，在减缓汽车行驶速度以及减少交通事故上起着重要作用。连续减速带最先在欧美各国得到广泛应用，在我国也只限于在主要的城市道路上应用，在高速道路上使用比较少。这可能与我国只限制研究其单一的减速带有关，导致了应用范围。本文就利用相关软件对车辆重载以及减速连续带建立模型，来研究其不同的车速在连续减速带上的平稳性。望对以后的道路设施提供一定的理论基础。

1 车辆重载以及减速连续带相关模型

车辆通过减速带的时间一般都很短暂，并且期间车辆与测点之间的距离变化也非常小，路面初始的不平度对于减速带的高度是不容忽视的。如果车辆在快速的情况下，越过减速带时出现一定的跳车现象。因此，如何减少其减速带给车辆带来的振动是亟待解决的问题。

1.1建立车辆重载模型

一般情况下，车辆都是由车体，悬挂系统以及车轮等组成的，对于大型重载汽车的后轮所承受的重量比前轮大的多，并且发生跳车现象后，车轮对地面所形成的冲击力也比浅论大很多。因此，对于后轮以及双排轮的重载汽车，中排以及后排的振动可以叠加到考虑时间来计算。利用ADAMS/CAR来建立一辆重载汽车模型，将车身简化一个质量为M的物体；m为车轮的质量；将悬挂系统以及车轮简化为刚度为k的弹簧，K1、K2、K3、K4分别为轮胎侧偏、轮胎径向、驱动轴弹性以及转向轴弹簧的刚度。具体的汽车部分参数如下表1所示：

1.2建立连续减速带模型

在本次研究中，主要是以隧道口的连续减速带做为主要的研究对象，并且通过利用ADAMS软件对其路面进行仿真模拟，从而建立相应的连续减速带模型。在这里，将路面的不平度进行忽略，看其连续减速带的高度。如下图1所示建立的连续减速带模型，具体的相关参数如下表2所示（A-G为7种不同种类的连续减速带，H为减速带的高度，X为减速带的高度）：

2计算分析连续减速带对重载汽车平稳性的影响

在进行仿真模拟时，重载汽车则以每小时45千米到每小时85千米的速度通过以上几种不同种类的连续减速带，从而得到相应的车速下车身垂向加速度的绝对值以及左右转向轮、左右驱动前后外轮的最大数值，并且将加速度以及轮胎力的最大值随着不同车速的变化的车速特性曲线进行绘制。下面通过分析连续减速带的高度以及宽度来研究载重汽车的垂向加速度以及垂向胎力。

重载汽车在通过不同高度的减速带时，车身的垂向加速度以及轮胎力就会随着车速的变化曲线而不断的变化。随着减速带的高度逐渐增大时，其车身的垂向加速度也会不断增加。当车速达到每小时75km时，车身的加速度随着减速带的高度变化较明显，此时出现跳动现象，不具有很好的稳定性；当减速带的高度达到7mm～8mm时，低俗行驶的车身加速度随着车速的变化不明显，说明其平稳性比较好；当减速带的高度达到4mm～6mm时，车身的加速带变化也比较小，说明减速带的高度在4mm～8mm之间时，并且车速在每小时60km以下时，车身的平稳性比较好。由其他的车速特性曲线得知，车速在每小时75km以上的车速，车的驱动前轮的轮胎力会随着车速的增大而相应的减少，在减速带的高度为4mm～6mm时，其驱动后轮胎力基本保持不变。因此，对于限速每小时70km的道路，在设置其连续减速带的高度应该为8mm，能够达到良好的平稳性，不至于发生车身跳动现象。

通过实验得知，当汽车通过不同宽度的连续减速带时，车身的垂向加速度以及轮胎力就会随着车度的变化而不断变化。在建立的模型当中，可以看出，重载的车身垂向加速度随着连续带宽度的增加而不断的减小，并且当减速带的宽度达到550mm～600mm时，其汽车自身的加速度就会随着车速的增大反而逐渐减小，呈现反比，就表示其平顺性的变化比较小，这时的连续减速带也就不能能够起到很好的限速作用。对于载重汽车的行驶速度低于每小时55km时，车身的加速度就会随着车速的增大反而减小，其平稳性比较好。同时，在低速的条件下，其车身的加速度就会随着车速的增加而不断增加，呈现其正比，但是增加的趋势不明显，相对比较平稳。在载重汽车的车速达到每小时75km时，除了在减速带的宽度为450mm时，所有的汽车身的加速度变化不够明显，也就是说，车身在减速带的宽度为450mm时，其汽车的加速度发生较大的变化，没有良好的平稳性。从其他的特性曲线可知，车身转向轮以及驱动前轮的垂向轮胎力会随着减速带的宽度的不断增加而减小。同时，当减速带的宽度超过600mm时，其轮胎力就会随着减速带的增加趋势变小，甚至保持一定的平衡性。另一方面，通过模拟我们也发现，驱动后轮轮胎力减速带的宽度并没有明显的关系，可能是由于其两驱动轴的距离比较近，从而影响了车身后轮胎的垂向轮胎力。通过上述所得，对于限制车速的道路，在设置连续减速带时，其宽度设置为600毫米能够起到良好的减速效果，并且时载重汽车保持原有的平稳性，从而预防其交通事故的发生。

3 结论

总而言之，在设置连续减速带时，应充分考虑其周围道路情况，通过上述的仿真模拟得知，当减速带的高度为8mm，其宽度为600mm时，对于限制速度的道路，起到良好的减速效果，同时使车身保持平稳性，减少交通事故的发生率。当然，遇到对汽车行驶速度更为高的道路，在设置其连续减速带时，还应该做进一步的研究探讨，具体的减速带尺寸应该在仿真模拟之后，得到实验才能够确定，从而付诸于实践。因此，我国道路上的连续减速带的设计工作任重而道远。

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