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1 引言
汽车运动是轮胎与地面作用的结果, 通过测量车轮运动时所受的力和力矩, 能够准确地反映整车运动的性能指标。美国《R&D》杂志1999 年度评选出的世界100 项给工程应用研究带来巨大贡献的奖项中, 多维轮力测量技术就是其中的一项, 多维轮力测量技术在汽车上的应用主要有以下几个方面:
1.1 汽车制动性能研究
汽车制动性是汽车的一项重要安全性能, 利用多维轮力测量技术进行制动性能道路试验时, 可以测量制动过程中汽车车轮所受到的地面制动力的大小, 从而为研究汽车的制动稳定性、方向操纵性以及制动过程中前后轴间制动力的分配等方面提供了技术手段, 为改进汽车制动系统设计提供了实验依据。
1.2 汽车ABS 的研究和评价
汽车ABS 控制算法的目标是制动时制动系制动力矩和地面制动力矩保持一定的比例关系, 从而使滑移率尽可能处于最佳滑移率附近, 利用多维轮力测量技术可以实时测取地面制动力矩和制动系制动力矩,为ABS 的研究和定量分析提供了实验手段。
1.3 车辆动力学系统试验研究
汽车行驶中的动力学模型是整车性能研究的重要基础, 利用多维轮力测量技术, 可以实时测出汽车行驶中车轮所受的纵向力、侧向力、垂直力以及车轮扭矩, 为车辆动力学系统建模提供了分析工具。
1.4 汽车悬架特性动态测量
悬架性能是影响汽车舒适性的重要部分, 通过多维轮力测量技术可以动态测出实时轴荷的变化,再辅以加速度传感器数据, 可以分析悬架的特性。
1.5 汽车道路路谱的数据采集
利用多维轮力测量技术在汽车道路试验中采集路谱, 然后在试验台架上再现, 从而可以在室内进行汽车疲劳性、可靠性项目的研究。
汽车实际行驶过程中, 车轮受到六维力（ 侧向力、垂直力、纵向力、侧倾力矩、横摆力矩、扭矩） 的作用, 且车轮处于旋转运动, 测量信号具有强耦合性和非线性时变, 信号传输为非接触型, 因此, 车轮多维力测量技术一直是汽车道路试验中的难点之一, 目前, 只有美国、德国和日本等发达国家的几家公司拥有该项技术, 且技术尚未解密。 |
