關(guān)于乘用車(chē)列車(chē)橫向穩(wěn)定性試驗(yàn)的研究

關(guān)于乘用車(chē)列車(chē)橫向穩(wěn)定性試驗(yàn)的研究

在國(guó)際汽車(chē)市場(chǎng)，不同類(lèi)型和類(lèi)型的懸掛汽車(chē)被拖到汽車(chē)背后，尤其是休閑娛樂(lè)車(chē)和游輪車(chē)。自2004年以來(lái)，隨著新《道路安全標(biāo)準(zhǔn)》（gb7258-2004）的頒布和實(shí)施，中國(guó)開(kāi)始明確要求駕駛員的監(jiān)控和懸掛功能和能力。2012版本更是在2004年版本的基礎(chǔ)上明確提出了乘用車(chē)列車(chē)的概念。最近剛剛發(fā)布的GB7258:2012版本在2004年版本的基礎(chǔ)上明確提出了乘用車(chē)列車(chē)的概念,即:乘用車(chē)和中置軸掛車(chē)的組合,同時(shí)要求乘用車(chē)具備牽引功能時(shí),還應(yīng)標(biāo)明最大允許牽引質(zhì)量。由此可見(jiàn),根據(jù)相關(guān)法律和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求,以及國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展和開(kāi)拓海外汽車(chē)市場(chǎng)的需要。我國(guó)乘用車(chē)產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造中必須考慮牽引和拖掛裝置以及能力,這不僅涉及車(chē)輛的牽引裝置或部件,要根據(jù)不同的拖掛能力和牽引車(chē)的結(jié)構(gòu)形式來(lái)設(shè)計(jì)和選配不同等級(jí)的牽引桿和掛車(chē)形式,同時(shí)還必須考慮整車(chē)的相關(guān)性能,諸如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、動(dòng)力性,以及與整車(chē)牽引系統(tǒng)相關(guān)的各個(gè)系統(tǒng)部件,諸如:供加載使用的水箱、電池、燈光閃爍系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、懸架、制動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油冷卻器、變速器機(jī)油冷卻器、線束、相應(yīng)的軸荷比和相應(yīng)的車(chē)輪和輪胎等因素進(jìn)行綜合考慮和匹配設(shè)計(jì),使車(chē)輛產(chǎn)品滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外各個(gè)市場(chǎng)需求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的要求。國(guó)外汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)制修訂組織針對(duì)各國(guó)各地區(qū)市場(chǎng)中乘用車(chē)列車(chē)的產(chǎn)品和技術(shù)狀況,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)等國(guó)際汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)制修訂組織和歐盟(EC)、美國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)都出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī),分別對(duì)乘用車(chē)列車(chē)的尺寸、質(zhì)量參數(shù)、橫向穩(wěn)定性、乘用車(chē)列車(chē)制動(dòng)性能、乘用車(chē)和掛車(chē)間的連接裝置等做出規(guī)定。1.引車(chē)和掛車(chē)間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)乘用車(chē)列車(chē)橫向穩(wěn)定性試驗(yàn)的規(guī)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在2003年出臺(tái)了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)ISO9815-2003《道路車(chē)輛——乘用車(chē)和掛車(chē)列車(chē)——橫向穩(wěn)定性試驗(yàn)》,對(duì)乘用車(chē)列車(chē)的橫向穩(wěn)定性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析作了規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)適用于ISO3833中規(guī)定的乘用車(chē),輕型貨車(chē)和它們與掛車(chē)組成的列車(chē)。目的在于規(guī)定在給定轉(zhuǎn)向脈沖激發(fā)下,確定牽引車(chē)和掛車(chē)列車(chē)擺動(dòng)阻尼特性的試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)條件除了應(yīng)和ISO5037—1《道路車(chē)輛——汽車(chē)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法——第Ⅰ部分:乘用車(chē)總體環(huán)境》的要求基本相符外,又增加了對(duì)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)車(chē)道、風(fēng)速和載荷的要求。試驗(yàn)方法中對(duì)試驗(yàn)車(chē)速、轉(zhuǎn)向脈沖、試驗(yàn)次數(shù)都做了規(guī)定,并要求每輪試驗(yàn)都應(yīng)以直線、勻速運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始。對(duì)于數(shù)據(jù)分析,規(guī)定分析鉸接角隨時(shí)間變化的曲線。并規(guī)定應(yīng)記錄轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角、牽引車(chē)前行車(chē)速、掛車(chē)橫向加速度、牽引車(chē)和掛車(chē)間的鉸接角、牽引車(chē)和掛車(chē)的橫向擺動(dòng)速度等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于有效試驗(yàn)的含義,標(biāo)準(zhǔn)從車(chē)輛縱向加速度、鉸接角擺動(dòng)、橫擺速率、零衰減速度、參考阻尼車(chē)速、參考車(chē)速阻尼等6方面給予規(guī)定。(2)歐盟在汽車(chē)整車(chē)層面上對(duì)車(chē)輛拖掛能力和拖掛裝置的要求目前,歐盟如下兩項(xiàng)關(guān)于車(chē)輛整車(chē)要求的技術(shù)指令要求企業(yè)在獲取歐盟的整車(chē)產(chǎn)品型式批準(zhǔn)時(shí),對(duì)車(chē)輛拖掛能力的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料應(yīng)進(jìn)行申報(bào):·2007/46/EC《建立機(jī)動(dòng)車(chē)輛及其掛車(chē),和用于這類(lèi)車(chē)輛的系統(tǒng)、部件和單獨(dú)技術(shù)單元的批準(zhǔn)框架的指令》。該指令為歐盟的汽車(chē)整車(chē)型式批準(zhǔn)框架性技術(shù)法規(guī),替代原有的70/156/EEC。2007/46/EC的修訂本包括:歐盟委員會(huì)法規(guī)(EC)1060/2008、(EC)385/2009、(EC)371/2010、(EU)183/2011、(EU)678/2011。·95/48/EC《M1類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的質(zhì)量和尺寸》。2007/46/EC《建立機(jī)動(dòng)車(chē)輛及其掛車(chē),和用于這類(lèi)車(chē)輛的系統(tǒng)、部件和單獨(dú)技術(shù)單元的批準(zhǔn)框架的指令》中規(guī)定了M1類(lèi)車(chē)的定義為“用來(lái)運(yùn)載乘客,除駕駛員座位外,座位不超過(guò)8個(gè)的車(chē)輛”以及制造商在提交車(chē)輛型式批準(zhǔn)時(shí)在產(chǎn)品技術(shù)資料應(yīng)注明的項(xiàng)目,包括:·各軸的最大技術(shù)允許質(zhì)量?！ぼ?chē)輛是否適合用于拖掛?！ぼ?chē)輛列車(chē)的最大技術(shù)允許質(zhì)量?！ぼ?chē)輛技術(shù)允許最大拖掛質(zhì)量?！ぴ谲?chē)輛連接點(diǎn)上的最大技術(shù)允許垂直載荷(質(zhì)量)。·可拖掛掛車(chē)的最大質(zhì)量,不帶制動(dòng)的掛車(chē)的最大質(zhì)量?！燔?chē)制動(dòng)裝置的控制和傳動(dòng):主車(chē)是否配備電/氣/液壓伺服制動(dòng)器;主車(chē)與掛車(chē)連接裝置類(lèi)別和形式,連接裝置相關(guān)的D值、V值、U值和S值;主車(chē)與掛車(chē)連接器與車(chē)輛連接說(shuō)明;牽引裝置的位置、結(jié)構(gòu)和安裝等。95/48/EC《M1類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)輛的質(zhì)量和尺寸》有6項(xiàng)相關(guān)規(guī)定,包括:①牽引車(chē)最大允許質(zhì)量,規(guī)定不得超過(guò)制造商規(guī)定的最大技術(shù)允許載荷,應(yīng)包括:牽引裝置最大質(zhì)量,當(dāng)汽車(chē)靜止時(shí),牽引點(diǎn)上最大載荷。②車(chē)輛尺寸限值,規(guī)定最大尺寸(長(zhǎng)×寬×高mm):12000×2500×4000。③質(zhì)量規(guī)定:規(guī)定了滿(mǎn)載質(zhì)量、前軸載荷。④牽引車(chē)牽引能力:指出最大牽引質(zhì)量由制造商決定,并分別對(duì)牽引帶制動(dòng)器的掛車(chē)和不帶制動(dòng)器的掛車(chē)時(shí),對(duì)掛車(chē)最大允許質(zhì)量提出要求。⑤連接裝置靜態(tài)垂直載荷,指明應(yīng)由牽引車(chē)制造商規(guī)定,并在用戶(hù)手冊(cè)中注明連接裝置最大允許垂直靜載,以及安裝點(diǎn)。⑥動(dòng)力性,當(dāng)汽車(chē)列車(chē)處于滿(mǎn)載質(zhì)量時(shí)的最小爬坡度。除了上述兩項(xiàng)歐盟技術(shù)指令外,在歐盟的整車(chē)型式批準(zhǔn)管理制度中,還有一項(xiàng)技術(shù)指令:77/389/EEC“在機(jī)動(dòng)車(chē)輛牽引裝置方面各成員國(guó)法律的一致性”,該技術(shù)指令明確規(guī)定除了不適合拖掛載荷的車(chē)輛外,所有的M1類(lèi)車(chē)輛必須在車(chē)輛的前部和后部安裝拖掛裝置。同樣不滿(mǎn)足該技術(shù)指令要求的車(chē)輛,無(wú)法被準(zhǔn)入歐盟27國(guó)市場(chǎng)。2.歐盟汽車(chē)整理劑用量和其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)目前國(guó)際上對(duì)于乘用車(chē)列車(chē)的機(jī)械連接裝置主要有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)、歐盟(EC)有關(guān)乘用車(chē)和掛車(chē)間機(jī)械聯(lián)接裝置的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。具體的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)項(xiàng)目如下:·ISO1103道路車(chē)輛——旅居掛車(chē)及輕型掛車(chē)——連接球頭?！SO4114道路車(chē)輛——旅居掛車(chē)及輕型掛車(chē)——牽引球頭上靜載荷。·94/20/EC有關(guān)汽車(chē)與掛車(chē)之間的連接裝置及其在這些車(chē)輛安裝的歐洲議會(huì)和理事會(huì)指令(修訂本為2006/96/EC)。該技術(shù)指令在歐盟汽車(chē)(M、N、O)整車(chē)產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入管理制度——整車(chē)型式批準(zhǔn)制度中,構(gòu)成重要的主動(dòng)安全項(xiàng)目。該技術(shù)指令詳盡地規(guī)定了拖掛裝置的種類(lèi)、尺寸要求、性能要求,以及與之配套的試驗(yàn)方法。只有滿(mǎn)足該技術(shù)指令,汽車(chē)產(chǎn)品才能被準(zhǔn)入歐盟27國(guó)市場(chǎng)。·聯(lián)合國(guó)法規(guī)ECE55,該法規(guī)與歐盟的技術(shù)指令94/20/EC相對(duì)應(yīng),在技術(shù)內(nèi)容上相等同。我國(guó)企業(yè)需要注意的是:2009年7月13日,歐盟政府發(fā)布新法規(guī):(EC)661/2009“就機(jī)動(dòng)車(chē)輛及其掛車(chē),它們所使用的系統(tǒng)、部件和單獨(dú)技術(shù)單元的一般安全性的型式批準(zhǔn)要求的歐盟議會(huì)和理事會(huì)法規(guī)”。該法規(guī)的制定和發(fā)布意味著歐洲聯(lián)盟對(duì)其汽車(chē)產(chǎn)品技術(shù)指令體系和型式批準(zhǔn)制度繼發(fā)布實(shí)施新的整車(chē)型式批準(zhǔn)框架技術(shù)指令2007/46/EC后的又一次重大的變革。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)入歐洲聯(lián)盟市場(chǎng)將產(chǎn)生巨大的影響。(EC)661/2009的核心內(nèi)容之一就是簡(jiǎn)化現(xiàn)行的歐盟車(chē)輛型式批準(zhǔn)體系,撤消現(xiàn)行的歐盟汽車(chē)產(chǎn)品型式批準(zhǔn)制度中50項(xiàng)安全和環(huán)保零部件單項(xiàng)技術(shù)指令,直接用相應(yīng)的聯(lián)合國(guó)ECE汽車(chē)技術(shù)法規(guī)代替,以適應(yīng)歐盟進(jìn)一步融入國(guó)際化的進(jìn)程。這其中就包括將撤銷(xiāo)94/20/EC,直接用ECER55代替,具體生效日期為:2014年11月1日。附表對(duì)上述國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的主要內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要?dú)w納。3.制動(dòng)性能要求美國(guó)SAE于1993年出臺(tái)了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)SAEJ135-1993《行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)性能要求——乘用車(chē)列車(chē)》,該標(biāo)準(zhǔn)確定了乘用車(chē)列車(chē)行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能力、最大和最小踏板力、制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)系統(tǒng)的完整性的試驗(yàn)要求和性能要求:·制動(dòng)能力、踏板力的要求通過(guò)磨合前檢查、效能試驗(yàn)、應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)、動(dòng)力系統(tǒng)不工作試驗(yàn)和第一次、第二次衰退及恢復(fù)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn);·制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性通過(guò)穩(wěn)定性試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn),并規(guī)定減速度低于4.9m/s2,車(chē)輛不能偏離3.7m寬車(chē)道;·制動(dòng)完整性試驗(yàn)通過(guò)最終檢查制動(dòng)器襯片和制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械、液力和電氣元件的完整、有效來(lái)檢驗(yàn)。4.牽引質(zhì)量不超過(guò)乘用車(chē)固定在澳大利亞,乘用車(chē)制造商根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率,尤其是低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可利用的扭矩、傳動(dòng)系的強(qiáng)度和型式,動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)比、車(chē)身的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)、牽引桿的設(shè)計(jì)和安裝、所使用的牽引件,載荷分配裝置等因素確定最大牽引質(zhì)量和車(chē)輛最高安全速度。如果廠家沒(méi)有推薦拖掛質(zhì)量,一般地,當(dāng)乘用車(chē)牽引帶制動(dòng)器的掛車(chē)時(shí),可拖掛質(zhì)量為乘用車(chē)空載質(zhì)量的1.5倍,當(dāng)牽引不帶制動(dòng)器的掛車(chē)時(shí),可拖掛質(zhì)量不超過(guò)乘用車(chē)整備質(zhì)量。對(duì)于汽車(chē)列車(chē)的最高車(chē)速,規(guī)定當(dāng)牽引車(chē)整備質(zhì)量超過(guò)750kg時(shí),最高車(chē)速為100km/h。我國(guó)基本法和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng),由于乘用車(chē)主要用于代步工具,很少用于拖掛房車(chē)、游艇等娛樂(lè)設(shè)施,因此在乘用車(chē)列車(chē)及其拖掛裝置的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制修訂工作方面相對(duì)于國(guó)際滯后。我國(guó)于2004年5月1日施行的《道路交通安全法實(shí)施條例》中規(guī)定,小型載客汽車(chē)只允許牽引旅居掛車(chē)或者總質(zhì)量700kg以下的掛車(chē),掛車(chē)不得載人。這樣的規(guī)定在允許乘用車(chē)牽引旅居掛車(chē)的同時(shí),又對(duì)乘用車(chē)牽引掛車(chē)的條件進(jìn)行了限制。在我國(guó)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系中,有兩項(xiàng)重要的標(biāo)準(zhǔn):GB1589《道路車(chē)輛外擴(kuò)尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》和GB7258《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》為旅居車(chē)和乘用車(chē)列車(chē)的制造和使用以及出臺(tái)旅居車(chē)和乘用車(chē)列車(chē)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。2006年,我國(guó)汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):QC/T757-2006《乘用車(chē)列車(chē)通用技術(shù)條件》制定發(fā)布,該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國(guó)內(nèi)、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)及法律、法規(guī)的規(guī)定和國(guó)內(nèi)、國(guó)外產(chǎn)品的實(shí)際情況,結(jié)合實(shí)車(chē)驗(yàn)證的結(jié)果,確定了具體內(nèi)容和技術(shù)要求,主要包括4個(gè)方面:1.車(chē)輛結(jié)構(gòu)與參數(shù)要求,基于乘用車(chē)和掛車(chē)的匹配關(guān)系,規(guī)定乘用車(chē)和掛車(chē)的尺寸、質(zhì)量限值要求。2.連接裝置的要求,包括乘用車(chē)和掛車(chē)間機(jī)械連接裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、性能要求和試驗(yàn)要求;電器連接裝置的特性。3