关于乘用车列车横向稳定性试验的研究

关于乘用车列车横向稳定性试验的研究

在国际汽车市场，不同类型和类型的悬挂汽车被拖到汽车背后，尤其是休闲娱乐车和游轮车。自2004年以来，随着新《道路安全标准》（gb7258-2004）的颁布和实施，中国开始明确要求驾驶员的监控和悬挂功能和能力。2012版本更是在2004年版本的基础上明确提出了乘用车列车的概念。最近刚刚发布的GB7258:2012版本在2004年版本的基础上明确提出了乘用车列车的概念,即:乘用车和中置轴挂车的组合,同时要求乘用车具备牵引功能时,还应标明最大允许牵引质量。由此可见,根据相关法律和标准的规定和要求,以及国内汽车市场的发展和开拓海外汽车市场的需要。我国乘用车产品在开发、设计、制造中必须考虑牵引和拖挂装置以及能力,这不仅涉及车辆的牵引装置或部件,要根据不同的拖挂能力和牵引车的结构形式来设计和选配不同等级的牵引杆和挂车形式,同时还必须考虑整车的相关性能,诸如结构强度、动力性,以及与整车牵引系统相关的各个系统部件,诸如:供加载使用的水箱、电池、灯光闪烁系统、发电机、悬架、制动系统以及发动机机油冷却器、变速器机油冷却器、线束、相应的轴荷比和相应的车轮和轮胎等因素进行综合考虑和匹配设计,使车辆产品满足国内外各个市场需求以及相关标准和技术法规的要求。国外汽车标准和技术法规制修订组织针对各国各地区市场中乘用车列车的产品和技术状况,国际标准化组织(ISO)、联合国欧洲经济委员会(ECE)等国际汽车标准和技术法规制修订组织和欧盟(EC)、美国、澳大利亚等发达国家和地区都出台了相关标准、法规,分别对乘用车列车的尺寸、质量参数、横向稳定性、乘用车列车制动性能、乘用车和挂车间的连接装置等做出规定。1.引车和挂车间的试验数据(1)国际标准化组织对乘用车列车横向稳定性试验的规定国际标准化组织在2003年出台了一项标准ISO9815-2003《道路车辆——乘用车和挂车列车——横向稳定性试验》,对乘用车列车的横向稳定性试验的试验条件、试验方法、试验数据的分析作了规定。该标准适用于ISO3833中规定的乘用车,轻型货车和它们与挂车组成的列车。目的在于规定在给定转向脉冲激发下,确定牵引车和挂车列车摆动阻尼特性的试验方法。标准中规定的试验条件除了应和ISO5037—1《道路车辆——汽车动态试验方法——第Ⅰ部分:乘用车总体环境》的要求基本相符外,又增加了对试验设备、试验车道、风速和载荷的要求。试验方法中对试验车速、转向脉冲、试验次数都做了规定,并要求每轮试验都应以直线、匀速运行状态开始。对于数据分析,规定分析铰接角随时间变化的曲线。并规定应记录转向盘转角、牵引车前行车速、挂车横向加速度、牵引车和挂车间的铰接角、牵引车和挂车的横向摆动速度等试验数据。对于有效试验的含义,标准从车辆纵向加速度、铰接角摆动、横摆速率、零衰减速度、参考阻尼车速、参考车速阻尼等6方面给予规定。(2)欧盟在汽车整车层面上对车辆拖挂能力和拖挂装置的要求目前,欧盟如下两项关于车辆整车要求的技术指令要求企业在获取欧盟的整车产品型式批准时,对车辆拖挂能力的相关数据和资料应进行申报:·2007/46/EC《建立机动车辆及其挂车,和用于这类车辆的系统、部件和单独技术单元的批准框架的指令》。该指令为欧盟的汽车整车型式批准框架性技术法规,替代原有的70/156/EEC。2007/46/EC的修订本包括:欧盟委员会法规(EC)1060/2008、(EC)385/2009、(EC)371/2010、(EU)183/2011、(EU)678/2011。·95/48/EC《M1类机动车辆的质量和尺寸》。2007/46/EC《建立机动车辆及其挂车,和用于这类车辆的系统、部件和单独技术单元的批准框架的指令》中规定了M1类车的定义为“用来运载乘客,除驾驶员座位外,座位不超过8个的车辆”以及制造商在提交车辆型式批准时在产品技术资料应注明的项目,包括:·各轴的最大技术允许质量。·车辆是否适合用于拖挂。·车辆列车的最大技术允许质量。·车辆技术允许最大拖挂质量。·在车辆连接点上的最大技术允许垂直载荷(质量)。·可拖挂挂车的最大质量,不带制动的挂车的最大质量。·挂车制动装置的控制和传动:主车是否配备电/气/液压伺服制动器;主车与挂车连接装置类别和形式,连接装置相关的D值、V值、U值和S值;主车与挂车连接器与车辆连接说明;牵引装置的位置、结构和安装等。95/48/EC《M1类机动车辆的质量和尺寸》有6项相关规定,包括:①牵引车最大允许质量,规定不得超过制造商规定的最大技术允许载荷,应包括:牵引装置最大质量,当汽车静止时,牵引点上最大载荷。②车辆尺寸限值,规定最大尺寸(长×宽×高mm):12000×2500×4000。③质量规定:规定了满载质量、前轴载荷。④牵引车牵引能力:指出最大牵引质量由制造商决定,并分别对牵引带制动器的挂车和不带制动器的挂车时,对挂车最大允许质量提出要求。⑤连接装置静态垂直载荷,指明应由牵引车制造商规定,并在用户手册中注明连接装置最大允许垂直静载,以及安装点。⑥动力性,当汽车列车处于满载质量时的最小爬坡度。除了上述两项欧盟技术指令外,在欧盟的整车型式批准管理制度中,还有一项技术指令:77/389/EEC“在机动车辆牵引装置方面各成员国法律的一致性”,该技术指令明确规定除了不适合拖挂载荷的车辆外,所有的M1类车辆必须在车辆的前部和后部安装拖挂装置。同样不满足该技术指令要求的车辆,无法被准入欧盟27国市场。2.欧盟汽车整理剂用量和其结构特点目前国际上对于乘用车列车的机械连接装置主要有国际标准化组织(ISO)、联合国欧洲经济委员会(ECE)、欧盟(EC)有关乘用车和挂车间机械联接装置的标准、法规。具体的标准和技术法规项目如下:·ISO1103道路车辆——旅居挂车及轻型挂车——连接球头。·ISO4114道路车辆——旅居挂车及轻型挂车——牵引球头上静载荷。·94/20/EC有关汽车与挂车之间的连接装置及其在这些车辆安装的欧洲议会和理事会指令(修订本为2006/96/EC)。该技术指令在欧盟汽车(M、N、O)整车产品的市场准入管理制度——整车型式批准制度中,构成重要的主动安全项目。该技术指令详尽地规定了拖挂装置的种类、尺寸要求、性能要求,以及与之配套的试验方法。只有满足该技术指令,汽车产品才能被准入欧盟27国市场。·联合国法规ECE55,该法规与欧盟的技术指令94/20/EC相对应,在技术内容上相等同。我国企业需要注意的是:2009年7月13日,欧盟政府发布新法规:(EC)661/2009“就机动车辆及其挂车,它们所使用的系统、部件和单独技术单元的一般安全性的型式批准要求的欧盟议会和理事会法规”。该法规的制定和发布意味着欧洲联盟对其汽车产品技术指令体系和型式批准制度继发布实施新的整车型式批准框架技术指令2007/46/EC后的又一次重大的变革。在未来相当长的一段时期内,对汽车产品进入欧洲联盟市场将产生巨大的影响。(EC)661/2009的核心内容之一就是简化现行的欧盟车辆型式批准体系,撤消现行的欧盟汽车产品型式批准制度中50项安全和环保零部件单项技术指令,直接用相应的联合国ECE汽车技术法规代替,以适应欧盟进一步融入国际化的进程。这其中就包括将撤销94/20/EC,直接用ECER55代替,具体生效日期为:2014年11月1日。附表对上述国际标准和技术法规的主要内容进行简要归纳。3.制动性能要求美国SAE于1993年出台了一项标准SAEJ135-1993《行车制动系统性能要求——乘用车列车》,该标准确定了乘用车列车行车制动系统的制动能力、最大和最小踏板力、制动稳定性、制动系统的完整性的试验要求和性能要求:·制动能力、踏板力的要求通过磨合前检查、效能试验、应急制动系统试验、动力系统不工作试验和第一次、第二次衰退及恢复试验来检验;·制动系统的稳定性通过稳定性试验来检验,并规定减速度低于4.9m/s2,车辆不能偏离3.7m宽车道;·制动完整性试验通过最终检查制动器衬片和制动系统的机械、液力和电气元件的完整、有效来检验。4.牵引质量不超过乘用车固定在澳大利亚,乘用车制造商根据发动机功率,尤其是低转速范围内可利用的扭矩、传动系的强度和型式,动力传动系统和传动比、车身的强度和结构、牵引杆的设计和安装、所使用的牵引件,载荷分配装置等因素确定最大牵引质量和车辆最高安全速度。如果厂家没有推荐拖挂质量,一般地,当乘用车牵引带制动器的挂车时,可拖挂质量为乘用车空载质量的1.5倍,当牵引不带制动器的挂车时,可拖挂质量不超过乘用车整备质量。对于汽车列车的最高车速,规定当牵引车整备质量超过750kg时,最高车速为100km/h。我国基本法和国家标准在我国的汽车市场,由于乘用车主要用于代步工具,很少用于拖挂房车、游艇等娱乐设施,因此在乘用车列车及其拖挂装置的标准法规制修订工作方面相对于国际滞后。我国于2004年5月1日施行的《道路交通安全法实施条例》中规定,小型载客汽车只允许牵引旅居挂车或者总质量700kg以下的挂车,挂车不得载人。这样的规定在允许乘用车牵引旅居挂车的同时,又对乘用车牵引挂车的条件进行了限制。在我国的强制性标准体系中,有两项重要的标准:GB1589《道路车辆外扩尺寸、轴荷及质量限值》和GB7258《机动车运行安全技术条件》为旅居车和乘用车列车的制造和使用以及出台旅居车和乘用车列车标准奠定了基础。2006年,我国汽车行业标准:QC/T757-2006《乘用车列车通用技术条件》制定发布,该标准根据国内、国外标准及法律、法规的规定和国内、国外产品的实际情况,结合实车验证的结果,确定了具体内容和技术要求,主要包括4个方面:1.车辆结构与参数要求,基于乘用车和挂车的匹配关系,规定乘用车和挂车的尺寸、质量限值要求。2.连接装置的要求,包括乘用车和挂车间机械连接装置的结构、尺寸、性能要求和试验要求;电器连接装置的特性。3