空氣阻力對(duì)I曲線的影響

空氣阻力對(duì)I曲線的影響分析一、不考慮空氣阻力的I曲線方程假設(shè)條件:忽略滾動(dòng)阻力偶矩、空氣阻力以及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩,忽略制動(dòng)過程中邊滾邊滑的過程，附著系數(shù)只取一個(gè)定值。制動(dòng)過程中汽車受力圖如下圖所示，其中Fj表示慣性力；對(duì)前后輪取力矩可得:FL=Gb+mduhz1 dtgFL=Ga-mduhz2 dtg由制動(dòng)強(qiáng)度的定義；；=zg，上式可改寫成:Fz1Fz2G(b+Fz1Fz2gLG(a-zh)g—L當(dāng)前后輪同時(shí)抱死時(shí)，制動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到最大值，z=9，此時(shí)G(b+9h)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"F= g—zi LsG(a-9h)F= 〔z2 L由理想前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線的定義可知，在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死的條件是：1、 前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和等于附著力；2、 前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于各自的附著力；由以上兩點(diǎn)推出：F+F=*G卩1卩2<FFTOC\o"1-5"\h\zM z1FFI卩2 z2將9消去，即得F和F的關(guān)系曲線：1 卩21Jb2G2+4hGLFbGF=-[ g 』-(--+2F)]\o"CurrentDocument"卩2 2 h hMg g由此可見，在滿足假設(shè)條件的情況下，只要知道汽車的總質(zhì)量和質(zhì)心位置就能求出I曲線。二、考慮空氣阻力的I曲線方程假設(shè)條件：忽略滾動(dòng)阻力偶矩以及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩，忽略制動(dòng)過程中邊滾邊滑的過程，附著系數(shù)只取一個(gè)定值。假如考慮空氣阻力的影響，且嘉定空氣阻力作用在汽車的質(zhì)心上，那么在受力圖上就要加上空氣阻力。圖2-1制動(dòng)時(shí)汽車受力圖(帶空氣阻力)對(duì)前后輪取力矩可得：FL=Gb+mduh-Fhz- dtg wgFL=Ga-mduh+Fhz2 dtg wg由制動(dòng)強(qiáng)度的定義；；=zg，上式可改寫成:Gb+Gzh-FhF= gwgTOC\o"1-5"\h\zzi LGa一Gzh+FhF= g w-g-z2 L當(dāng)前后輪同時(shí)抱死時(shí)，制動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到最大值，z=9，此時(shí)Gb+gh-FhF= g w-g-zi LGa-^Gh+FhF= g z2 L根據(jù)理想制動(dòng)力分配曲線條件，可推出此時(shí)F和F的關(guān)系:屮 卩21Jb2G2+F2h2-2GbFh+4hGLFbGF=—[ w_g ^-g g pj—(—F+2F)]\o"CurrentDocument"卩22 h hw p1gCAu2其中F=-D^，其中CA為汽車固定參數(shù)，在制動(dòng)過程中不變；而u是個(gè)變w21.15 D a化量。三、仿真分析1、繪制I曲線繪制上面兩種情況的I曲線，分別包含滿載和空載兩種情況，觀察曲線的變化。由于在考慮空氣阻力的時(shí)候I曲線的繪制受到車速的影響，但是在車輛踩下

制動(dòng)踏板到前后輪同時(shí)抱死的這個(gè)過程中制動(dòng)減速度是一直在變化的，從0變到9g，因此車速的變化計(jì)算比較復(fù)雜［1］。為簡化仿真過程，假設(shè)車速從開始制動(dòng)i到抱死一共經(jīng)歷1秒鐘，制動(dòng)減速度取平均值-9g。取初始車速30m/s。仿真參數(shù)：相當(dāng)于BJ1041貨車的結(jié)構(gòu)參數(shù)載荷汽車總質(zhì)量/kg質(zhì)心高度/mm質(zhì)心到前軸距離/mm質(zhì)心到后軸距離/mm空載（一名駕駛員）207473014511749滿載407495019471253仿真程序見附件。

2、仿真結(jié)果分析空載（不考慮空氣阻力）空載（考慮空氣阻力）滿載（不考慮空氣阻力）滿載（考慮空氣阻力）一/1200010000°0 0.5 1 1.5 2 2.5 3Fu1/N x10414000理想制動(dòng)力分配曲線000060000400200圖3-1I曲線從圖中可以看出，不管是空載還是滿載，空氣阻力對(duì)I曲線的影響都不大;把考慮空氣阻力的制動(dòng)器制動(dòng)力和不考慮空氣阻力的制動(dòng)器制動(dòng)力在理想狀態(tài)下的差值求出來，畫出誤差圖如下：41.510.506.565.53.532.5254.5841.510.506.565.53.532.5254.587.570.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1地面附著系數(shù)Z//■空載滿載/」■//考慮風(fēng)阻和不考慮風(fēng)阻的差值由圖可見，在不同的值條件