王勇
(棗莊經(jīng)濟學校,山東 棗莊 277000)
[摘 要] 車輛的動力受到多方面因素的影響,車輛的轉(zhuǎn)向特性也會隨著這些因素的變化而變化。根據(jù)這一現(xiàn)象,車輛動力學中開拓了車輛動力穩(wěn)定性控制理論。接下來,對車輛動力學穩(wěn)定性理論的基本內(nèi)容、控制邏輯和控制算法等方面進行簡析,提高車輛的控制功能和穩(wěn)定性能。
[關 鍵 詞] 車輛動力學;穩(wěn)定性;控制原理
[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603(2017)09-0053-01
車輛如果不能夠達到一定的穩(wěn)定性,就很容易出現(xiàn)交通事故。車輛的運行中也受到很多因素的影響,例如風向的影響,當車輛受到側向風影響時,車輛往往會出現(xiàn)側滑、側翻等危險事故。除了風向,還有許多因素都會影響大車輛運行時的穩(wěn)定性,由此可見車輛動力學中穩(wěn)定性的重要性。
一、車輛動力學穩(wěn)定性控制理論內(nèi)容
車輛在運行的過程中,會遇到轉(zhuǎn)向,這時車輛運行的軌跡是一個曲線;當車輛遇到側向風時,側向風的風力達到或超過一定程度時,車輛也會出現(xiàn)曲線運動。曲線運動就表示了車輛即將或者已經(jīng)失去了動力學的穩(wěn)定性,此時會提高車輛發(fā)生事故的比率。因此,要采取一定的措施增加車廂的動力學穩(wěn)定性。針對這種情況,達到控制車輛動力學穩(wěn)定性的目的,主要的方向是減少側向力對車輛的影響,或者增大側向力的潛能。
(一)減少側向力的影響
要想減少側向力的影響,主要采取的措施是控制方向盤的轉(zhuǎn)向弧度,或者通過制動來控制側向力的大小。當車輛在受到一定程度側向力影響時,主要是指輪胎和路面的附著程度幾乎達到或者超過極限,如果產(chǎn)生這種情況,就不會采取通過方向盤的控制辦法,因為這種方法對于這種情況的改善情況不明顯。
(二)增大側向力的潛能
行駛狀態(tài)是多樣的,相對的,增大側向力潛能的方向也是多樣的。車輛需要增大側向力的情況主要有以下幾種:
1.車輛處于驅(qū)動行駛狀態(tài)。出現(xiàn)這種情況的時候,采取的措施是減少驅(qū)動力,即減小發(fā)動機節(jié)氣門開度、延遲點火或者減少燃油供給的具體操作方式等。除此之外,還可以選擇在車輪上加大一些動力。
2.車輛處于制動行駛狀態(tài)。應對的措施是減小制動力。這種方式的工作原理是,當制動力減小時,相應的,車輛的驅(qū)動力就會增大,車輛驅(qū)動力增大會引起同一側的側偏角增大,從而增大側向力的潛能。
因此,遇到上述兩種情況時,可以采取增大車輛側向力潛能的方式進行車輛控制,提高車輛的安全性,減少車輛安全事故的發(fā)生。
二、車輛動力學穩(wěn)定性控制理論存在的意義
上文我們提到,車輛動力學穩(wěn)定性控制理論實際就是,在車輛行駛過程中,減少一些影響車輛安全問題的因素。車輛的安全問題主要包括兩個方面:一是被動安全,二是主動安全。而車輛動力學穩(wěn)定性控制理論存在的意義主要是第二種相關,即主動安全。主動安全的內(nèi)容就是提高車輛行駛的穩(wěn)定性,減少安全事故的發(fā)生。
影響主動安全性的因素主要有三個,駕駛員、車輛以及車輛行駛的環(huán)境。這三個因素之間都有一定的關聯(lián),并且共同影響著車輛的主動安全性。而車輛動力學穩(wěn)定性控制理論主要針對車輛和駕駛員這兩個因素,減少車輛行駛環(huán)境因素的影響,提高車輛運行的主動安全性。
三、車輛動力學穩(wěn)定性控制理論的應用情況
車輛動力學穩(wěn)定性控制理論運用的內(nèi)容包括如何進行車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)的方案選擇、如何選擇和優(yōu)化控制變量、研究和開發(fā)控制系統(tǒng)問題、開發(fā)和應用傳感器問題等。接下來將分析該理論在實際市場中得到應用的情況以及存在的問題。
(一)理論的實際運用
車輛動力學穩(wěn)定性控制理論的實際運用主要表現(xiàn)為防抱死系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)的應用,同時,還會有一些其他常規(guī)技術的運用。車輛動力學穩(wěn)定性控制理論既包含了防抱死系統(tǒng)的內(nèi)容,還包含了牽引力控制系統(tǒng)的內(nèi)容,并主要由這兩種系統(tǒng)的優(yōu)點組成。在市場中使用的車輛動力學控制系統(tǒng)主要有以下幾種:
1.電子穩(wěn)定系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)結合了防抱死系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)的優(yōu)點,通過發(fā)動機來控制主動制動力,從而進行車輛動力的控制。
2.車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的實用原理,主要是獨立制動和控制車輛的車輪,從而控制車輛偏轉(zhuǎn)時的角度,將偏轉(zhuǎn)角度控制在一定的范圍內(nèi)。
同時,市場上不少車輛公司仍舊在研究,運用車輛動力學穩(wěn)定性控制理論。
(二)該理論應用中的問題
雖然該理論結合了防抱死系統(tǒng)和牽引力系統(tǒng)的好處,但是在投入市場的實際研究中仍舊存在一些問題。最為重要的就是,生產(chǎn)和運用這個理論下的系統(tǒng)成本過高,導致在一些低端車輛中難以匹配,即難以得到大量的推廣,很難成為所有汽車都可以配有的裝置。因此,要想更加廣泛地運用該理論,首先就要解決成本問題,降低成本,提升該理論產(chǎn)生系統(tǒng)的配有率。
綜上,車輛動力學穩(wěn)定性控制理論是一個較為復雜的理論知識,因為它包含了許多方面的內(nèi)容,主要是由防抱死系統(tǒng)控制理論和牽引力控制理論組成,通過上文的分析,我們也了解到,該理論在實際運用的過程中,首先遇到的就是成本過高的問題,這便意味著該理論很難得到廣泛應用,或者應用效果不佳。但是,車輛安全問題是車輛行駛不能避免的問題,因此,要使該理論得到充分的運用,需要解決一些實際的問題,反復試驗。
參考文獻:
[1]喻凡,林逸.汽車系統(tǒng)動力學[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.
[2]郭孔輝.汽車操縱動力學原理[M].南京:江蘇科學技術出版社,2011.