汽车侧倾角计算

汽车侧翻和侧倾的关系侧倾较大的汽车，往往会被人们认为要翻车了。实际上是不是这样呢？或者说侧倾角在多大程度上影响侧翻？本文从力学分析出发来论述侧翻和侧倾的关系，从而得到一个清晰的概念。图1示出汽车在水平路面上稳态转弯时的侧倾状态。图中符号意义如下：Gs 簧载质量Gu 非簧载质量O1 簧载质量重心位置O2 非簧载质量重心位置O3 侧倾中心位置hs 簧载质量重心离地高度hR 侧倾中心离地高度h 侧倾力臂R 车轮半径，设定为非簧载质量重心离地高度B 等效轮距F簧载质量离心力Fu 非簧载质量离心力6侧倾角A 外侧车轮接地点从图中可见，对A点取矩，则:侧翻力矩M1=F(h.cos^+hR)+Fu.R (1)稳定力矩M2=GS(B-h.sin①)+Gu.B⑵当M1NM2时汽车侧翻，则侧翻条件为：TOC\o"1-5"\h\zF(h.cos①+hR)+FU.RNGs(B-h.sin①)+G。.B (3)其中：F=G.2 (4)gR0Fu=丝.Xi ⑸gR式中V汽车行驶速度R0汽车转弯半径，设定簧载与非簧载质量的转弯半径相同g重力加速度又，因为侧倾角相对较小,可令：sing。 (6)cosgl (7)

已知： (8)0—v2 (8)亦 C^-Gs-hO式中C6整车悬架侧倾角刚度将式（4）、（5）、（6）、（7）、（8）代入式（3）,得:旦[Gs(h+hR)+Gu•R]N(Gs+Gu)•B-11•，整理后:，Ro ，Ro 's.ZL[Gs.hs+Gu•R+(Gsh)2]N(Gs+Gu)•B,或gR C^—Gs.h 2oZ2NgRo (9)(Z2NgRo (9)厂…厂r工(Gsh)2Gs.hs+Gu.R+ C^-Gs.h式（9）示出了判别侧翻的条件。从式中可见，侧倾角刚度C①越大，亦即侧倾角越小，则侧翻时的离心加速度越大，也就是越不容易翻车。很容易看出，当C6=8,或采取某种措施让6=0,则判别侧翻的条件变成：Z2Z2gR0(Gs+Gu).BN 2Gs.hs+Gu.R (10)式（10）可以改写为: (11)若令SF=JL称为侧翻稳定因数，则:ZLNIf （12）gR20式（12）为无侧倾时的极限侧翻条件.下面列出⑼或式（10）、（11）中相关参数的计算方法。参见图2、3：

G=Ga-GuSG=Ga-GuS(14)(15)h二Ga.hg-Gu.Rs Ga-Gu(14)(15)h=h-h-区-妇.(气-箜「s1 Ga-GuB=B1G1+B2.G2 (16)Ga式中Ga整车总质量hg整车重心离地高度h1前悬架侧倾中心离地高度h2后悬架侧倾中心离地高度B1前轮距B2后外轮轮距G1前轴荷G2后轴荷Gu2后非簧载质量图2侧倾力臂图2侧倾力臂图3等效轮距以下为某客车的计算实例（满载状态）：已知参数：Ga=13300kgG=4300kg1G=9000kg2Gu=2107kgGu2=1348kgC①=4155804kg.cm/radHg=120cmH=56.2cm1H=77.7cm2R=50.5cmB=202cm1B=199.2cm2代入式（13）〜（16）计算后果：Gs=11193kgHs=133cmH=62cmB=200cm代入式（9）,得出侧翻条件为：工N0.767,即侧向加速度大于0.767g时侧翻。将该值代入式（8）,求出这时的侧倾角大于8.80。若令C①=8或①=0，按式（10）或（11）算出：工N0.834，即侧向加速度大于0.834g时侧翻。对比这两种情叫况，可见加大抗侧倾能力到极限时，侧翻时的侧向加速度可以，也只能提高8.7%，接近9%（仅对举例车型而言，各车型参数不同，有所差异）。当然，上述两种条件，当工大于路面对轮胎的侧向附着