空氣阻力對I曲線的影響

空氣阻力對I曲線的影響分析一、不考慮空氣阻力的I曲線方程假設條件:忽略滾動阻力偶矩、空氣阻力以及旋轉質量減速時產(chǎn)生的慣性力偶矩,忽略制動過程中邊滾邊滑的過程，附著系數(shù)只取一個定值。制動過程中汽車受力圖如下圖所示，其中Fj表示慣性力；對前后輪取力矩可得:FL=Gb+mduhz1 dtgFL=Ga-mduhz2 dtg由制動強度的定義；；=zg，上式可改寫成:Fz1Fz2G(b+Fz1Fz2gLG(a-zh)g—L當前后輪同時抱死時，制動強度達到最大值，z=9，此時G(b+9h)TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"F= g—zi LsG(a-9h)F= 〔z2 L由理想前后輪制動器制動力分配曲線的定義可知，在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時抱死的條件是：1、 前后輪制動器制動力之和等于附著力；2、 前后輪制動器制動力分別等于各自的附著力；由以上兩點推出：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，在滿足假設條件的情況下，只要知道汽車的總質量和質心位置就能求出I曲線。二、考慮空氣阻力的I曲線方程假設條件：忽略滾動阻力偶矩以及旋轉質量減速時產(chǎn)生的慣性力偶矩，忽略制動過程中邊滾邊滑的過程，附著系數(shù)只取一個定值。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心上，那么在受力圖上就要加上空氣阻力。圖2-1制動時汽車受力圖(帶空氣阻力)對前后輪取力矩可得：FL=Gb+mduh-Fhz- dtg wgFL=Ga-mduh+Fhz2 dtg wg由制動強度的定義；；=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當前后輪同時抱死時，制動強度達到最大值，z=9，此時Gb+gh-FhF= g w-g-zi LGa-^Gh+FhF= g z2 L根據(jù)理想制動力分配曲線條件，可推出此時F和F的關系: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)，在制動過程中不變；而u是個變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候I曲線的繪制受到車速的影響，但是在車輛踩下

制動踏板到前后輪同時抱死的這個過程中制動減速度是一直在變化的，從0變到9g，因此車速的變化計算比較復雜［1］。為簡化仿真過程，假設車速從開始制動i到抱死一共經(jīng)歷1秒鐘，制動減速度取平均值-9g。取初始車速30m/s。仿真參數(shù)：相當于BJ1041貨車的結構參數(shù)載荷汽車總質量/kg質心高度/mm質心到前軸距離/mm質心到后軸距離/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I曲線的影響都不大;把考慮空氣阻力的制動器制動力和不考慮空氣阻力的制動器制動力在理想狀態(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/」■//考慮風阻和不考慮風阻的差值由圖可見，在不同的值條件