半挂汽车列车弯路行驶轨迹分析

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车转弯轨迹原理及转弯中心

车转弯轨迹原理及转弯中心1.引言1.1 概述车辆转弯是我们日常生活中常见的交通行为之一，车辆在转弯时会按照一定的轨迹行驶。

那么，车辆转弯轨迹的形成原理是什么呢？本文将探讨车辆转弯轨迹的基本原理以及转弯中心的概念及其影响因素。

在我们驾驶车辆过程中，当需要改变行驶方向时，我们通常选择转动方向盘。

这一简单的动作会引起车辆的转弯，但车辆并非立即朝着新的方向行驶，而是经过一段曲线轨迹后才完成转弯。

这种曲线轨迹的形成是由车辆在转弯时的力学原理所决定的。

车辆转弯时，转弯部分的轮胎与地面产生了一定的摩擦力，而这个摩擦力将会产生一个向内的力矩作用在车辆上。

根据牛顿第二定律，该力矩将导致车辆产生一个向内的角加速度，进而改变车辆的转向。

同时，车辆在转弯时也会受到惯性的作用。

由于车辆的质量具有一定的惯性，当转弯时，车辆的惯性会使车身有一种继续直行的趋势。

为了保持平衡，车辆需要通过转弯轨迹来克服这种惯性。

转弯中心是车辆转弯轨迹的重要概念，它是描述车辆转弯运动过程中的一个关键点。

转弯中心指的是车辆转弯时所绕的一个虚拟点，在该点上车辆没有发生横向移动。

转弯中心的位置受到多种因素的影响，比如车辆的轴距、车辆的速度以及转弯时的半径等等。

这些因素都会对转弯中心的位置产生一定的影响。

通过对车辆转弯轨迹原理及转弯中心的探讨，我们可以更好地理解车辆转弯过程中所涉及的力学原理，并能够更加科学地进行驾驶操作。

同时，对转弯中心的重要性进行讨论，有助于我们在实际驾驶过程中更好地把握车辆的操控，提高行驶的安全性和稳定性。

在接下来的正文中，我们将详细探讨车辆转弯的基本原理以及转弯中心的概念及其影响因素。

通过对这些内容的深入理解，我们能够更好地应对各种驾驶场景，更加安全、稳定地完成转弯操作。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括本文的主要章节和每个章节的概述。

在本文中，我们将介绍车辆转弯轨迹原理及转弯中心的相关概念。

文章结构如下：2.正文2.1 车辆转弯的基本原理在本节中，我们将讨论车辆在转弯时所遵循的基本物理原理。

国产半挂汽车列车转弯性能分析

232
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
东北大学学报（自然科学版）
［6 ］郭孔辉·汽车操纵动力学［M］· 长春：吉林科学技术出版
社，1991 .200 -220·
第21 卷
Anal ysis of Tur ni ng Perf or mances of Do mesti c E@140 K Tract orSe mitrailer
图7 EOl 40 K 牵引车横摆角横摆角速度前轮转向角= 0. 05 rad .
1 —车速= 55 k m／h ；2 —车速= 67 k m／h·
为了找到产生这种差异的原因，对这两种车型的车形数据进行了比较分析，并分别在改变挂车和牵引车的车形数据的情况下进行了尝试计算，得到了一些结论·
3 车形数据对转弯性能的影响
与对照车型的车形数据相比，E@140 K 的牵引车和半挂车的质量都比较小，牵引车质心相对前移，半挂车较短·
让 E@140 K 的牵引车拖挂对照车型的半挂车，或让对照车型的牵引车拖挂 E@140 K 的半挂车，通过计算分析，发现对转弯性能无显著改变· 由此得到结论，影响半挂汽车列车的转弯性能的主要因素不在半挂车而在于牵引车·
［2 ］ Kort u m W，Harp R SS. A report on t he state-aff aizsan applicati on of multi body co mputer codes to vehicle syste m dyna mics［J ］. Vehicle Syste m Dyna mics ，1991 ，20 ：177 -184 .
2000 年4 月第21 卷第2 期
东北大学学报（自然科学版） Jour nal of Nort heaster n uni versit y（Nat ural science ）

各型车辆弯道轨迹参数测算

各型车辆弯道轨迹参数测算1、各型货车弯道轨迹参数测算公式图.1.东风天龙四轴车转弯轨迹图1.1不计车辆前悬长度，仅以车辆的转向轴距L 轴，车辆宽度h ，转弯半径R 时计算：1.1.1后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 1.1.2后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h 1.1.3弯道处的宽度： H=Ｒ−R 内1.1.4弯道最大宽度处外弧线的1/2弦长：内弦22R R L -=1.2计入车辆前悬长度L 前（一般为1.4m 至1.5m ），车辆的转向轴距L 轴，车辆宽度h ，转弯半径R 时计算： 1.2.1后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 1.2.2后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h1.2.3前悬转弯轨迹半径：22L L R R ）（前轴后前++= 1.2.3前悬转弯轨迹处的宽度：H 前=Ｒ前−R 内1.2.4前悬转弯轨迹最大宽度处外弧线的1/2弦长：内前前弦２ＲＬ-=2R图.2.徐工QY50K吊车转弯轨迹图2、半挂列车弯道轨迹参数测算公式图.3.半挂列车弯道轨迹图2.1不计牵引车前悬长度，仅以牵引车的转向轴距L轴，半挂车的转弯轴距L挂轴，牵引车鞍座销孔相对于中、后轴中心前移距离L销（可按300mm至400mm计算），半挂车宽度h，转弯半径R时计算：2.1.1牵引车后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 2.1.2牵引车后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h 2.1.3牵引车弯道处的宽度： H 牵=Ｒ−R 内 2.1.3牵引销转弯轨迹半径：销内销２（2L )2/R R ++=h 2.1.4半挂车内轮转弯轨迹半径：2/L R R 22h --=挂轴销挂内 1.1.3半挂列车弯道处的宽度： H 列=R −R 挂内2.1.5半挂列车弯道最大宽度处外弧线的1/2弦长：挂内列弦22R R L -= 2.2计入牵引车前悬长度L 前（一般为1.4m 至1.5m ），仅以牵引车的转向轴距L 轴，半挂车的转弯轴距L 挂轴，牵引车鞍座销孔相对于中、后轴中心前移距离L 销（可按300mm 至400mm 计算），半挂车宽度h ，转弯半径R 时计算：2.2.1 前悬转弯轨迹半径：22L L R R ）（前轴后前++= 2.2.2 前悬转弯轨迹处的宽度：H 列前=R 前−R 挂内2.2.3前悬转弯轨迹最大宽度处外弧线的1/2弦长：挂内前前弦22R R L -=3、特殊路段中的车辆通过性应满足表中的限度参数值表。

各型车辆弯道轨迹参数测算

各型车辆弯道轨迹参数测算1、各型货车弯道轨迹参数测算公式图.1.东风天龙四轴车转弯轨迹图1.1不计车辆前悬长度，仅以车辆的转向轴距L 轴，车辆宽度h ，转弯半径R 时计算：1.1.1后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 1.1.2后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h 1.1.3弯道处的宽度： H =Ｒ−R 内1.1.4弯道最大宽度处外弧线的1/2弦长：内弦22R R L -=1.2计入车辆前悬长度L 前（一般为1.4m 至1.5m ），车辆的转向轴距L 轴，车辆宽度h ，转弯半径R 时计算： 1.2.1后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 1.2.2后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h1.2.3前悬转弯轨迹半径：22L L R R ）（前轴后前++= 1.2.3前悬转弯轨迹处的宽度：H 前=Ｒ前−R 内1.2.4前悬转弯轨迹最大宽度处外弧线的1/2弦长：内前前弦２ＲＬ-=2R图.2.徐工QY50K吊车转弯轨迹图2、半挂列车弯道轨迹参数测算公式图.3.半挂列车弯道轨迹图2.1不计牵引车前悬长度，仅以牵引车的转向轴距L轴，半挂车的转弯轴距L挂轴，牵引车鞍座销孔相对于中、后轴中心前移距离L销（可按300mm至400mm计算），半挂车宽度h，转弯半径R时计算：2.1.1牵引车后轴外轮转弯轨迹半径：轴后22L R R -= 2.1.2牵引车后轴内轮转弯轨迹半径：R 内=Ｒ后−h 2.1.3牵引车弯道处的宽度： H 牵=Ｒ−R 内 2.1.3牵引销转弯轨迹半径：销内销２（2L )2/R R ++=h 2.1.4半挂车内轮转弯轨迹半径：2/L R R 22h --=挂轴销挂内 1.1.3半挂列车弯道处的宽度： H 列=R −R 挂内2.1.5半挂列车弯道最大宽度处外弧线的1/2弦长：挂内列弦22R R L -= 2.2计入牵引车前悬长度L 前（一般为1.4m 至1.5m ），仅以牵引车的转向轴距L 轴，半挂车的转弯轴距L 挂轴，牵引车鞍座销孔相对于中、后轴中心前移距离L 销（可按300mm 至400mm 计算），半挂车宽度h ，转弯半径R 时计算：2.2.1 前悬转弯轨迹半径：22L L R R ）（前轴后前++= 2.2.2 前悬转弯轨迹处的宽度：H 列前=R 前−R 挂内2.2.3前悬转弯轨迹最大宽度处外弧线的1/2弦长：挂内前前弦22R R L -=3、特殊路段中的车辆通过性应满足表中的限度参数值表。

半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析

2011年(第33卷)第6期汽车工程A utomo ti ve Eng i nee ri ng2011(V o.l 33)N o .62011100半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析**国家自然科学基金项目(51005109)和云南省应用基础研究面上项目(2010ZC029)资助。

原稿收到日期为2010年9月3日,修改稿收到日期为2010年10月29日。

杨秀建,李耀平,熊坚(昆明理工大学交通工程学院,昆明 650224)[摘要] 为半挂汽车列车建立了简化的四自由度单轨模型,并在其上分析了两个重要结构参数,即牵引点和挂车质心位置对半挂汽车列车横向稳定性的影响规律。

在此基础上,采用主元特征向量分析方法详细探讨了半挂汽车列车折叠和横向摆振两种常见的横向失稳现象的发生机理,分析和对比了牵引角和牵引角速度输出反馈对半挂汽车列车折叠和横向摆振失稳的镇定效果。

关键词:半挂汽车列车;横向稳定性;汽车主动安全A nal ysis on t he Lateral Stability and Instab ilit y M echan i sm ofT ractor -Se m itra iler Co mb inati onY ang X i u ji a n ,L i Yaoping&X i o ng JianF aculty of T ransport a ti on E ng ineeri ng,K unm ing University of S cie nce and T ec hnology ,K unm i ng 650224[Abstract] A si m p lified 4DOF si n g l e -track m ode l for tractor -se m itrailer co m bination is buil,t on wh ich theeffects of t w o key para m eters ,.i e .t h e positions of h itch po int and the m ass center of se m itrailer ,on the lateral sta -b ility of tractor -se m itra iler co m b i n ati o n are ana lyzed.Based on th i s ,the m echanis m s o f t w o co mm on instab ility phe -no m ena .i e . jackknifi n g and l a teral s w ay are investiga ted i n detail by using m a i n co mponent o f e i g envector (MCE)m e t h od .F i n ally the stab ilization effects o f the feedback o fh itch ang le and h itch angle rate on jackkn ifi n g and lateral s w ay are ana lyzed and co m pared respectively .K eyw ords :tract or -se m itra iler co m bination ;l a teral stability ;vehic le active safety前言半挂汽车列车运输具有运输量大、成本低、高效和经济的特点,因此,其已成为区段运输、甩挂运输和滚装运输的理想车型,得到了广泛应用。

半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真

半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真作者：暂无
来源：《专用汽车》 2018年第4期
当前半挂汽车列车占据公路货运的主导地位，但因其质心高，尺寸大以及轮距比过大等特点，导致半挂车在转弯、超车等情况下难以跟随牵引车路径，极易引发折叠、摆振、甩尾等危
险事故[1-2]。

因此，提高半挂汽车列车的路径跟随性对改善半挂汽车列车的通过性、机动性以及道路安全性至关重要。

为改善半挂汽车列车的路径跟随性，众多学者已在改善机械结构、应
用后轴转向等方面进行了探索，但多集中于动力学建模与仿真、横摆和侧倾机理分析相关研究，而没有针对路径跟随问题进行专门研究[3-5]。

针对以上问题，可以利用改善半挂汽车列车路径跟随性来提升车辆横摆稳定性，以避免出
现折叠、摆振、甩尾等危险工况。

横摆角速度是反映车辆横摆稳定性的重要参数，抑制横摆角
速度可以提升车辆横摆稳定性，避免摆振和甩尾等危险工况。

而折叠是由于铰接角过大而引起的，通过抑制铰接角可以有效避免车辆发生折叠现象。

本文以路径偏差及其变化率为控制变量
设计了模糊控制器，并通过差动制动对车辆施加附加横摆力矩，然后基于MATLAB/Simulink与TruckSim软件进行了联合仿真，输出车辆路径曲线，观测控制后挂车对牵引车的跟踪情况；输
出横摆角速度以验证提出昀控制方案对摆振、甩尾等车辆横摆稳定性问题的控制效果；输出铰
接角以验证该控制方案的防折叠能力。

半挂汽车列车直角转弯仿真分析

半挂汽车列车直角转弯仿真分析半挂汽车列车通过直角弯道时为避免碰轧内角点、越出边界线，需要规划合理的行车路径。

为验证驾驶人经验路径的合理性，建立了半挂车组转弯模型，确定了半挂车组转弯路径算法，以驾驶人操作某型半挂车为例，结合车辆参数及直角转弯标准场地环境参数对经验路径进行仿真。

仿真图与实车试验在变化趋势及数值精度上保持了一致，比较真实地反映了半挂车组直角转弯的避障要求，验证了驾驶人经验操作的合理性，说明建立的半挂车组转弯模型及算法具有一定的适用性和可靠性，为直角转弯操控行为由经验型向数字化、精准化转变提供理论参考。

标签：半挂汽车列车；直角转弯；仿真分析0 引言半挂汽车列车车宽体长，转弯半径大，内轮差大[1-2]，通过直角弯道时，为防止出现碰轧内直角点、越出边界线等不当现象，根据预瞄—跟随系统理论[3]，驾驶员需先设计合理的行车路径即预瞄轨迹，再做出最优转向盘转角输入，让行驶曲率尽可能与预瞄量接近[4]。

相比实车试验，计算机仿真能有效降低随机变化和误差的影响，可全面地观察整个仿真过程，并且能够直观的得到仿真曲线[5]。

本文仿真分析半挂车直角转弯运行轨迹，验证驾驶人经验性操作的规范性，为进一步开发人工智能辅助操控系统提供理论参考。

1 问题描述图1所示[6]，驾驶人操控半挂车前行一次性通过左前方直角弯道时，要设计一条行车路径，以避免车体左侧碰轧弯道内侧的突起点A，并要保证车身左右两侧及前端均不越出四条边界线。

为方便研究，依据实践经验合理设定直角弯道场地，进出道路极限尺寸在图上标出。

2 半挂汽车列车转弯模型2.1 条件假设视操作规程为一个目标路径规划与运动控制有机结合的问题，假设如下：①场地平坦，低速通过，不考虑车辆侧滑和跑偏，忽略转向机构响应时间、车辆本身各种机械偏差等影响；②如图2所示，牵引车和半挂车车体通过鞍座相连，视为两个不同的刚体。

2.2 全车模型参考相关文献，全车模型可设为图3中两根无质量的刚性铰接杆A0B0与C0D0：A0、B0分别为牵引车的转向桥中点、后桥中点，C0为牵引车与半挂车连接部件鞍座的中心点，D0为挂车载重轴中点。

半挂汽车列车转弯特性及最小转弯半径影响因素分析

W.18 No.lMar. 2021第18卷第1期2021年03月河北交通教育Hebei Traffic Education文鞍号:JiL1100161(2021 )014)030-03半挂汽车列车转弯特性及最小转弯半径影响因素分析呂鹏磊王子蕊刘利鹏付大勇赵瑞康(M 北交通职业技术学院石家庄050035)摘要对半挂汽车列车结构特点及行驶特性的进行了总结与分析，得到以下结论：半挂汽车列车转弯时行驶轨迹更复杂，所需转弯最小半径及路面宽度更大。

临界轴距决定了半挂汽车列车最小转弯半径计算模型的选取；半挂汽车列车最小转弯半虑的影响因素主要有内部因素和外部因素两个方面，为大件货物半挂车辆最小转弯半径的计算及行驶稳定性提供参考。

关键词半挂汽车列车行驶特性最小转弯半径影响因素中图分类号 U491 文献标识码 ATurning Characteristics and Influencing Factors of MinimumTurning Radius of Semitrailer TrainLv Penglei Wang Zirui Liu Lipeng Fu Dayong Zhao Ruikang(Hebei Jiaotong Vbcational and Technical College, Shijiazhuang 050035)Abstract: This paper summarizes and analyzes the structural and running characteristics of semitrailer trains. Conclusions are got as follows: the trajectory of semitrailer is more complexwhen turning, which requires larger minimum turning radius and road width. The critical whee lbase determines the selection of t he calculation model of the minimum turning radius of semit railer trains. Influencing factors of t he minimum turning radius of semitrailer trains mainly inc lude internal and external factors, which can provide reference for the calculation of t he minimum turning radius and driving stability of semitrailers loaded with large goods.Key words: semitrailer train; running characteristics; minimum turning radius; influencingfactors0引言近年来，半挂汽车列车以其承载量大，运输灵活等特点成为公路大件货物运输的主要货运方式。

半挂式车辆自主驾驶的轨迹跟踪控制研究

doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020040027半挂式车辆自主驾驶的轨迹跟踪控制研究张勇1，王同祥2(1. 黄河交通学院，河南焦作 454950; 2. 郑州宇通客车股份有限公司，河南郑州 450000)摘　要: 该文针对半挂式车辆的自主驾驶，设计一种基于迭代线性二次型调节器(iLQR)的轨迹跟踪控制器。

通过深入研究转向过程中半挂式车辆的运动，建立满足非完整性约束的非线性车辆运动学模型，并根据期望轨迹对其进行线性化，得到线性的轨迹跟踪误差模型。

基于扩展卡尔曼滤波器设计车辆状态观测器，估计车辆的航向角。

通过对期望轨迹进行基于三次Bezier 曲线的自适应拟合得到轨迹跟踪的前馈控制信息，并利用iLQR 得到最优控制序列。

基于Simulink 进行半挂式车辆轨迹跟踪的仿真实验析，结果显示该控制器能够使半挂式车辆快速且稳定地跟踪期望轨迹，并且满足跟踪精度的要求。

关键词: 半挂式车辆; 自主驾驶; 轨迹跟踪控制; 迭代线性二次型调节器中图分类号: U461.1文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)02–0106–07Research on trajectory tracking control of tractor semitrailervehicle for autonomous drivingZHANG Yong 1, WANG Tongxiang 2(1. Huanghe Jiaotong University, Jiaozuo 454950, China; 2. Zhengzhou YutongBus Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China)Abstract : Addressing the autonomous driving of tractor semitrailer vehicles, an iterative LQR (iLQR) based trajectory tracking control method is presented. Considering the nonholonomic constraint of tractor semitrailer vehicle, a kinematic model is first developed and then linearized according to the reference trajectory, leading to a linear model for trajectory tracking errors. A vehicle state observer is designed based on Extended Kalman Filter (EKF) to estimate the heading angle of the trailer. Based on the feedforward control information obtained by fitting the desired trajectory with adaptive three-order bezier curve, a trajectory tracking controller based on the ILQR algorithm is proposed for tractor semitrailer vehicle. Simulations are carried out in Simulink and results validate that this method can track the reference trajectory quickly and stably while satisfying the tracking accuracy.Keywords : tractor semitrailer vehicle; autonomous driving; trajectory tracking control; iterative LQR0 引　言半挂式车辆由于具备运货效率高、能够有效降低成本以及减少不必要的加工包装环节等优势，在农业机械、交通运输等领域的需求不断增长[1]。

半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析

图１１半挂汽车列车左转弯折叠角变化由图１１和１２可看出．半挂汽车列车以３０ｋｍ／ｈ的速度向左转弯行驶时．其折叠角随轴偏角的增大而减小。当半挂车车轴向左偏斜时，折叠角随轴偏角的增大而增大；半挂车车轴向右偏斜时，折叠角随
一３５一
·设计．计算．研究．轴偏角的增大而减小。
当半挂车车轴向左偏斜时．半挂汽车列车的转向半径比随轴偏角的增大而减小：当半挂车车轴向右偏斜时．半挂汽车列车的转向半径比随轴偏角的增大而增大。
车的转向特性以及转弯过程中的半挂汽车列车折叠角。稳态转向特性试验对比分析结果如图３～图６所示。
侧向加速度，ｍ．ｓ＿２图３转向半径比一侧向加速度对比曲线
图４转向半径比一速度对比曲线
ｆ ≤ 征蒯据
侧向加速度／ｍ·Ｓ－２图５转弯折叠角一侧向加速度对比曲线
图２半挂汽车列车模型
３整车仿真模型的校验
32制动效能试验对比分析在制动效能试验的对比分析中实车试验和仿0908模型仿真结果实车试验结果2025303540侧向加速度ms2模型仿真结果实车试验结果35模型仿真结果实车试验结果速度ms111模型仿真结果实车试验结果速度ms1牵引车前悬418牵引车后悬97牵引车轴距83牵引销前置距65牵引座高度359牵引车质心高度24牵引车总宽49半挂车轴距1b21645半挂车轴距2b2236半挂车前悬914半挂车后悬81半挂车轮距83半挂车质心与牵引销距离45半挂车质心高度975半挂车总宽495设计计算研究34真试验的制动距离制动减速度和制动折叠角的对比结果分别如表2图7制动折叠角对比曲线分析表2可知实车制动距离和仿真制动距离有较好的一致性
实车具有很好的一致性．这在制动距离的对比中也
得到了证实。由图８叮看出，在制动过程中，实车的
制动折叠角与所建立半挂汽车列车模型的制动折叠

半挂汽车列车弯路行驶轨迹分析

第31卷第1期 2008年3月
长春理工大学学报（自然科学版）
Journal of Changchun University of Science and Technology（Natural Science Edition）
Vol.31 No. 1 Mar. 2008
半挂汽车列车弯路行驶轨迹分析
许言，刘宏飞，任有，彭涛
(College of Transportation Jilin University，Changchun，130025 ) Abstract：It is an effective approach to improve the steering mobility and the active safety of the vehicle by improving the tractor-semitrailer trajectory tracking character. Then， the diameter of turning clearance circle could be decreased. Based on turning theory of tractor-semitrailer on crooked road the mathematical model is established for rear-wheel of tractor-semitrailer trajectory tracking. The validity is verified by simulating demonstration. Key words:tractor-semitrailer；crooked-running；trajectory tracking；similar model；simulation

半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析_宋年秀

第27卷　第2期2010年2月公　路　交　通　科　技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol .27　No .2 Feb .2010文章编号:1002-0268(2010)02-0133-05收稿日期:2009-04-18基金项目:国家高技术研究发展计划(八六三计划)资助项目(2009AA11Z215)作者简介:宋年秀(1964-),男,山东青岛人,博士研究生,教授,研究方向为汽车工程.(s ongnianxiu @ )半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性分析宋年秀1,2,苏　建1,王东杰3,刘宏飞1(1.吉林大学　交通学院,吉林　长春　130025;2.青岛理工大学　汽车与交通学院,山东　青岛　266520;3.北京理工大学　机械与车辆工程学院,北京　100088)摘要:为了进一步研究半挂汽车列车弯道行驶横向稳定性,运用动力学理论以及虚拟样机仿真软件ADAMS ,建立了具有21自由度的半挂汽车列车虚拟样机,通过将稳态转向试验和转向盘角阶跃输入试验所得仿真结果与实车试验所得曲线相比较进行仿真模型的校验,分析了半挂汽车列车在弯道行驶极限工况下有关参数与时间的变化关系曲线,并分析极限工况所产生的原因。

关键词:汽车工程;横向稳定性;虚拟仿真;半挂汽车列车;弯道行驶中图分类号:U469.5 文献标识码:AAnalysis on Lateral Stability of Semi -trailer Train Running along a CurveSONG Nianxiu 1,2,SU Jian 1,WANG Dongjie 3,LI U Hongfei 1(1.College of Traffic ,Jilin University ,Changchun Jilin 130025,China ;2.School of Automobile and Transportation ,Qingdao Technological University ,Qingdao Shandong 266520,China ;3.School of M echanical and Vechicular En gineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100088,China )Abstract :In order to further study the lateral stability of semi -trailer train running along a curve ,the virtual pr ototype of semi -trailer train which has 21degrees of freedom was fabricated with the theor y of dynamics and the virtual prototype software ADAMS .The simulation results from steady -state steering tests and steering wheel angle step input tests were compared with the curves from the real vehicle tests for simulation model verification .The relations of the relative parameters with time of the semi -trailer train running along a cur ve under the ultimatecondition were analyzed .At the same time the reason of the ultimate case was also researched .Key words :automobile engineering ;lateral stability ;virtual simulation ;semi -trailer train ;r unning along a curve 0　前言随着我国经济的迅速发展以及高等级公路的快速建设,半挂汽车列车发挥着越来越重要的作用。

非转向双挂车轴半挂汽车的转弯过程分析

非转向双挂车轴半挂汽车的转弯过程分析赵云鹤【摘要】半挂汽车列车由于其自身结构的特点,在行驶和制动过程中,与单车相比其稳定性有所降低,并产生了一些特有的如折叠、甩尾等现象,这些现象的产生增加了半挂汽车列车发生事故的可能性,是半挂汽车列车在使用中的极大障碍.【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2011(034)005【总页数】1页(P75-75)【关键词】非转向;双挂车轴半挂汽车;转弯过程;分析【作者】赵云鹤【作者单位】北安农垦交通局【正文语种】中文【中图分类】U4671 汽车列车的转弯过程由牵引车带单挂车轴半挂车组成的汽车在转弯行驶时所有车轴都能绕同一瞬时转向中心转动，各轮胎处于纯滚动转动。

具有非转向双挂车轴半轴半挂车与牵引车组成的汽车列车在直线行驶时，其运动状况与一般的单挂车轴半挂列车并无什么不同。

而在转弯过程中，由于半挂车所有车轮绕同一转动中心转动的运动学规律，即轴转向受到了破坏，而在双轴车轮上产生了侧向反作用力，这种侧向反作用力到一定数值时将引起半挂车车轮的侧向滑转，从而加剧了轮胎磨损。

本文在下面的讨论过程中，假定列车以低速转弯，忽略由于离心力所引起的侧滑和非几何约束以往造成的轮胎变形引起的侧向滑转。

2 挂车轴采用串联式平衡悬挂结构的汽车列车的转弯过程分析目前，国内外在半挂列车中普遍采用的非转向双挂车轴的典型结构为串联式钢板弹簧悬挂结构。

图1为该型“非转向列车”转弯过程中某一瞬间的运动状况简图。

图1 非转向列车的运动状况简图A—牵扯引车前桥中点;B—牵引车后桥中点;C—牵引销;D—半挂前桥中点;E—半挂车后桥中点;L—牵引车轴距;L1—半挂车理论算轴距(牵引销至双后桥中心线距离);L2—半挂车双桥轴距;α1—牵引销相对于牵扯引车后轴前置距;α2—外转向轮转角根据前面假定可知，牵引车车轮均处于纯滚动状态，过牵引车各轮中心做该点速度方向的垂线，所做垂线的交点Ot即是牵引车的瞬间时转向中心。

半挂汽车列车弯道行驶制动稳定性

第10卷　第1期2010年2月交通运输工程学报Journal of Traffic and Transportation EngineeringVol 110　No 11Feb.2010收稿日期:2009210205基金项目:国家863计划项目(2009AA11Z215)作者简介:宋年秀(19642),男,山东青岛人,青岛理工大学教授,吉林大学工学博士研究生,从事汽车检测与可靠性研究。

导师简介:苏　建(19542),男,吉林长春人,吉林大学教授。

文章编号:167121637(2010)0120050206半挂汽车列车弯道行驶制动稳定性宋年秀1,2,苏　建1,王东杰3,刘宏飞1,梁成江2,李世武1(11吉林大学交通学院,吉林长春　130025;21青岛理工大学汽车与交通学院,山东青岛　266520;31北京理工大学机械与车辆工程学院,北京　100081)摘　要:为了研究弯道行驶中制动工况对半挂汽车列车稳定性的影响,运用动力学理论与虚拟样机仿真软件ADAMS ,建立了具有21自由度的半挂汽车列车整车模型,分析了在弯道行驶极限工况下,半挂汽车列车折叠角、侧向加速度、横摆角速度、车速、轮速、轮胎侧偏角随时间的变化关系。

通过整车系统的稳态转向试验与阶跃试验,验证了模型具有较好的仿真精度。

仿真结果表明:转向后3s 实施制动,在3s 的时间内,牵引车侧向加速度变为0,横摆角速度达到极值33rad ・s -1后迅速减小,而半挂车侧向加速度达到极值4・s -2,横摆角速度逐渐减小为0;在制动过程中,牵引车后轴先抱死拖滑,由此引起半挂汽车列车发生折叠现象,从而导致弯道行驶制动稳定性降低。

关键词:汽车工程;半挂汽车列车;弯路行驶;制动稳定性;虚拟仿真中图分类号:U469.5 文献标志码:ABraking stability of tractor 2semitrailer running on curveSON G Nian 2xiu 1,2,SU Jian 1,W AN G Dong 2jie 3,L IU Hong 2fei 1,L IAN G Cheng 2jiang 2,L I Shi 2wu 1(1.School of Traffic ,Jilin University ,Changchun 130025,Jilin ,China ;2.School of Automobile and TrafficEngineering ,Qingdao Technological University ,Qingdao 266520,Shangdong ,China ;3.School of Mechanical and Vehicular Engineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China )Abstract :In order to st udy t he effect of braking condition on t he stability of t ractor 2semit railer running on curve ,a whole vehicle model of t ractor 2semit railer wit h 21degrees of freedom was established by using dynamics t heory and virt ual p rototype simulation software ADAMS.The change relations of folding angle ,lateral acceleration ,yaw angle velocity ,vehicle speed ,wheel speed and tire side 2slip angle wit h time were analyzed when tractor 2semit railer ran on curve under t he ultimate condition.Through t he whole vehicle test of stable steering and step ,t he simulation accuracy of t he model was verified.Simulation result shows t hat when t ractor 2semit railer brakes after 3s of t urning ,in 3s ,t ractor πs lateral acceleration becomes 0,yaw angle velocity reaches ext reme value 33rad ・s -1,t hen decreases rapidly.While t railer πs lateral acceleration reaches ext reme value 4m ・s -2,and yaw angle velocity gradually decreases to 0.In t he braking process on curve ,tractor πs rear axle first locks and slip s ,t hus t he folding p henomenon of t ractor 2semit railer p robably happens ,which leads to t he reductio n of braking stability.1tab ,14figs ,11ref s.K ey w ords :automobile engineering ;t ractor 2semitrailer ;running on curve ;braking stability ;virt ual simulationAuthor resumes:SON G Nian2xiu(19632),male,professor,doctoral st udent,+862532286875860, songnianxiu@;SU Jian(19542),male,p rofessor,+862431285095506,sujian@.0　引　言半挂汽车列车在弯路行驶时,由于牵引车与挂车之间通过耦合连接且存在纵横交变的作用力,挂车轨迹会向牵引车转弯的内侧偏移,使得列车行驶通道加宽,严重时会刮碰弯道内侧的行人和车辆,造成事故。

确定半挂式汽车列车弯道通过性的方法

半挂式汽车列车弯道通过性评价方法摘要：分析影响半挂式汽车列车在弯道通过性的因素，介绍半挂式汽车列车在弯道通过性评价的方法。

关键词：半挂式汽车列车弯道通过性评价方法1 前言随着钻机设备重量和外形尺寸的增大，以及甲方对设备运输的规范要求，普通货车已经无法满足运输要求，因此，半挂式汽车列车在石油物资运输中应用越来越来广泛。

所谓半挂式汽车列车，就是由牵引车和半挂车组成的汽车列车。

衡量半挂式汽车列车通过性能力：一是道路的有效宽度，二是弯道的通过性。

川渝地区道路明显特点是弯道多，弯道转弯半径小，因此，半挂式汽车列车在弯道的通过性，将影响其应用程度。

本文对半挂式汽车列车在弯道的特性进行分析，并对确定半挂式汽车列车弯道通过性的方法进行讨论。

2 影响半挂式汽车列车在弯道通过性的因素半挂式汽车列车在转弯时，各车轴的车轮处于纯滚动而无滑动状态时，在不考虑轮胎弹性变形的情况下，车轮只有沿着切线方向滚动才是纯滚动。

所以理想的半挂式汽车列车的转弯中心，应是各车轴的交点。

如图所示（仅讨论转向外轮的最小半径）图1由上图可知，道路弯道影响半挂式汽车列车通行的两个因素：一是最小转弯半径，通道宽度。

3 半挂式汽车列车弯道通过性评价计算图2在图2中：O —转弯中心；A —牵引车铰接点；B —牵引车后轴中心线；F —半挂车后轴中心线；θ—牵引车外轮最大转向角；L1—牵引车轴距；L2—半挂车后轴与牵引销距离；K1—牵引车外形宽度；K2—半挂车外形宽度；H —牵引车后轴与索引销距离；M —转弯中心与半挂车后轴中心间距；T —通道宽度；R —转弯半径。

3.1 转弯半径计算由图2几何关系可知：θ=sin L R 1 3.2 通道宽度计算由图2几何关系可知：11k 21-ctg L OB θ=22221122221122222222222L -H k 21-ctg L M M L k 21-ctg L H OC AC OB AB OC AC OA OB AB OA +⎪⎭⎫ ⎝⎛θ=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛θ++=++=+=通道宽度 2222111L -H k 21-ctg L -sin L T M-R T +⎪⎭⎫ ⎝⎛θθ==4半挂式汽车列车弯道通过性评价方法4.1计算对比法4.1.1按照所选择半挂式汽车列车的技术参数，按照3.1计算出转弯半径和3.2计算能够满足转弯时的通道宽度。

半挂车直线拐弯数学建模

半挂车直线拐弯数学建模近年来，随着我国道路运输市场的蓬勃发展，汽车制造业的迅猛增长。

其与交通运输相关的产品需求也在不断增加。

半挂车作为其中一种车型，已成为运输大批量货物、实现货运周转的重要手段。

由于半挂车具有载货能力大、行驶稳定、使用方便和经济等优点，所以挂车一直受到广大驾驶员的青睐。

然而，现在很多挂车司机对于它存在认识上的误区。

有些驾驶员在驾驶过程中经常会发生由于对某些操作不熟悉而造成挂车跑偏等问题情况。

其实，要想正确掌握半挂车的行驶路线是很简单的，主要就是要找出其直线行驶以及拐弯的规律。

在实际驾驶中，车辆在拐弯时也是会产生一些不规则变化，比如转向不一致、转向过度、转弯半径太小等都可能导致半挂车跑偏现象。

因此驾驶员应尽量找出其直线行驶以及拐弯过程中会出现哪些不规则变化这一问题进行有效规避和应对。

一、基本概念半挂车的拐弯是指将半挂车固定在道路上行驶，以使其在直线行驶中发生拐弯。

如图1所示。

而实际驾驶中，所处的路况不同时也会产生一定的变化。

当半挂车拐弯时，车辆与地面距离越大，它所产生的角度变化越大。

同时在拐弯时也会产生一些不规则的变化。

因此通过车辆行驶状态与特征参数的结合就可以对挂车进行分析以及定位工作。

因此我们在设计挂车时，要综合考虑以下几个因素来选择合适的方法。

(1)半挂车转向装置：这是影响半挂车跑偏最为重要的因素之一。

一般车辆均有一个转向器来对轮胎、转向轴、轮胎进行固定。

这三个部件在工作时其转速基本相同（即轮胎转速相同),所以说只要将三个车轮转动角度相一致便可保证挂车不会发生偏移。

但需要注意的是在这三个方向运动的车轮间相对旋转轴心转动。

当旋转轴心相对于轮毂轴线之间转动时，则可以认为其是正旋转，而不是旋转轴心则是反方向跳动。

在旋转过程中半挂车会发生横向移动，即转弯。

这是一种典型的惯性运动——轮胎转动惯性使轮胎产生转动。

所以一定不能在同一个方向上进行转动；也不能同时转动转向盘。

一般为了保证转弯半径比正常时半径小一倍以上；同时也不能小于转弯半径。

a半挂倒车之定律

A2半挂倒车之经典定律（原创）1.半挂行进，主车与挂车所成夹角自行收敛定律。

半挂行进时，不论是直行行进，仍是转弯行进，主车与挂车之间夹角会保持不变或渐渐减小，这个夹角是收敛的，不会自行发散。

即我们开半挂往前走的时候，不论直行仍是转弯，我们不用担忧主车与挂车之间夹角愈来愈大，使主车和挂车拧成麻花团。

即往前开车相对来说比较容易，因为视野优秀、车辆自行可控。

2.半挂倒车，主车与挂车所成夹角自行发散定律。

半挂倒车时，不论是直行后倒，仍是转弯后倒，主车与挂车之间夹角不会自行保持不变，也不会自行渐渐减小，这个夹角是自行渐渐变大的，是发散的。

即我们开半挂今后倒车的时候，一定经过正确地转动方向盘不断地对半挂的运转轨迹进行有效的控制，使主车与挂车之间夹角保持在可控的范围，使之不至于快速发散而拧成麻花团。

即今后倒车相对来说要难得多，因为视野不好、死角好多，车辆自行不可以控，需要人为控制。

3.半挂直线倒车，主车与挂车所成夹角少量发散抑拟订律。

直线倒车是最基本的，也是最简单的。

直线后倒时，若发现车后厢角向左偏，你就应当少量向左打方向，挂车就会回正拉直；若发现车后厢角向右偏，你就应当少量向右打方向，挂车就会回正拉直。

4.半挂转弯倒车定律。

转弯倒车时，我们应当想方法让主车和挂车之间朝着转弯的方向形成一个适合的夹角（操作方法：向所需的倒车方向之反方向打方向盘），而后保持这个夹角不变（操作方法：向所需的倒车方向加倍回方向盘），便可实现转弯后倒。

弯越缓，主车与挂车之间夹角应当越小；弯越急，主车与挂车之间夹角应当越大。

5.半挂转弯倒车，主车与挂车之间夹角均衡状态的成立、损坏与恢复定律（方向盘少打多回定律）。

比方向右后方转弯倒车，主车和挂车之间朝右已形成一个适合的夹角，并保持这个夹角不变倒车，达到一种均衡状态。

若是此时向左转方向盘 30 度，那么主车与挂车之间夹角的均衡状态被打破。

过了一会，主车与挂车之间夹角会变得更大。

假如需要主车与挂车保持住新形成的这个更大的夹角不变，即主车与挂车之间夹角恢复平衡状态，此时必定要向右回方向盘大于30 度。