關(guān)于乘用車列車橫向穩(wěn)定性試驗的研究

關(guān)于乘用車列車橫向穩(wěn)定性試驗的研究

在國際汽車市場，不同類型和類型的懸掛汽車被拖到汽車背后，尤其是休閑娛樂車和游輪車。自2004年以來，隨著新《道路安全標(biāo)準(zhǔn)》（gb7258-2004）的頒布和實施，中國開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列車的概念。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列車的概念,即:乘用車和中置軸掛車的組合,同時要求乘用車具備牽引功能時,還應(yīng)標(biāo)明最大允許牽引質(zhì)量。由此可見,根據(jù)相關(guān)法律和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求,以及國內(nèi)汽車市場的發(fā)展和開拓海外汽車市場的需要。我國乘用車產(chǎn)品在開發(fā)、設(shè)計、制造中必須考慮牽引和拖掛裝置以及能力,這不僅涉及車輛的牽引裝置或部件,要根據(jù)不同的拖掛能力和牽引車的結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計和選配不同等級的牽引桿和掛車形式,同時還必須考慮整車的相關(guān)性能,諸如結(jié)構(gòu)強度、動力性,以及與整車牽引系統(tǒng)相關(guān)的各個系統(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、懸架、制動系統(tǒng)以及發(fā)動機機油冷卻器、變速器機油冷卻器、線束、相應(yīng)的軸荷比和相應(yīng)的車輪和輪胎等因素進行綜合考慮和匹配設(shè)計,使車輛產(chǎn)品滿足國內(nèi)外各個市場需求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的要求。國外汽車標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)制修訂組織針對各國各地區(qū)市場中乘用車列車的產(chǎn)品和技術(shù)狀況,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(ECE)等國際汽車標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)制修訂組織和歐盟(EC)、美國、澳大利亞等發(fā)達國家和地區(qū)都出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī),分別對乘用車列車的尺寸、質(zhì)量參數(shù)、橫向穩(wěn)定性、乘用車列車制動性能、乘用車和掛車間的連接裝置等做出規(guī)定。1.引車和掛車間的試驗數(shù)據(jù)(1)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對乘用車列車橫向穩(wěn)定性試驗的規(guī)定國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在2003年出臺了一項標(biāo)準(zhǔn)ISO9815-2003《道路車輛——乘用車和掛車列車——橫向穩(wěn)定性試驗》,對乘用車列車的橫向穩(wěn)定性試驗的試驗條件、試驗方法、試驗數(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,輕型貨車和它們與掛車組成的列車。目的在于規(guī)定在給定轉(zhuǎn)向脈沖激發(fā)下,確定牽引車和掛車列車擺動阻尼特性的試驗方法。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗條件除了應(yīng)和ISO5037—1《道路車輛——汽車動態(tài)試驗方法——第Ⅰ部分:乘用車總體環(huán)境》的要求基本相符外,又增加了對試驗設(shè)備、試驗車道、風(fēng)速和載荷的要求。試驗方法中對試驗車速、轉(zhuǎn)向脈沖、試驗次數(shù)都做了規(guī)定,并要求每輪試驗都應(yīng)以直線、勻速運行狀態(tài)開始。對于數(shù)據(jù)分析,規(guī)定分析鉸接角隨時間變化的曲線。并規(guī)定應(yīng)記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、牽引車前行車速、掛車橫向加速度、牽引車和掛車間的鉸接角、牽引車和掛車的橫向擺動速度等試驗數(shù)據(jù)。對于有效試驗的含義,標(biāo)準(zhǔn)從車輛縱向加速度、鉸接角擺動、橫擺速率、零衰減速度、參考阻尼車速、參考車速阻尼等6方面給予規(guī)定。(2)歐盟在汽車整車層面上對車輛拖掛能力和拖掛裝置的要求目前,歐盟如下兩項關(guān)于車輛整車要求的技術(shù)指令要求企業(yè)在獲取歐盟的整車產(chǎn)品型式批準(zhǔn)時,對車輛拖掛能力的相關(guān)數(shù)據(jù)和資料應(yīng)進行申報:·2007/46/EC《建立機動車輛及其掛車,和用于這類車輛的系統(tǒng)、部件和單獨技術(shù)單元的批準(zhǔn)框架的指令》。該指令為歐盟的汽車整車型式批準(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:歐盟委員會法規(guī)(EC)1060/2008、(EC)385/2009、(EC)371/2010、(EU)183/2011、(EU)678/2011。·95/48/EC《M1類機動車輛的質(zhì)量和尺寸》。2007/46/EC《建立機動車輛及其掛車,和用于這類車輛的系統(tǒng)、部件和單獨技術(shù)單元的批準(zhǔn)框架的指令》中規(guī)定了M1類車的定義為“用來運載乘客,除駕駛員座位外,座位不超過8個的車輛”以及制造商在提交車輛型式批準(zhǔn)時在產(chǎn)品技術(shù)資料應(yīng)注明的項目,包括:·各軸的最大技術(shù)允許質(zhì)量?！ぼ囕v是否適合用于拖掛。·車輛列車的最大技術(shù)允許質(zhì)量。·車輛技術(shù)允許最大拖掛質(zhì)量?！ぴ谲囕v連接點上的最大技術(shù)允許垂直載荷(質(zhì)量)?！た赏蠏鞉燔嚨淖畲筚|(zhì)量,不帶制動的掛車的最大質(zhì)量。·掛車制動裝置的控制和傳動:主車是否配備電/氣/液壓伺服制動器;主車與掛車連接裝置類別和形式,連接裝置相關(guān)的D值、V值、U值和S值;主車與掛車連接器與車輛連接說明;牽引裝置的位置、結(jié)構(gòu)和安裝等。95/48/EC《M1類機動車輛的質(zhì)量和尺寸》有6項相關(guān)規(guī)定,包括:①牽引車最大允許質(zhì)量,規(guī)定不得超過制造商規(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)汽車靜止時,牽引點上最大載荷。②車輛尺寸限值,規(guī)定最大尺寸(長×寬×高mm):12000×2500×4000。③質(zhì)量規(guī)定:規(guī)定了滿載質(zhì)量、前軸載荷。④牽引車牽引能力:指出最大牽引質(zhì)量由制造商決定,并分別對牽引帶制動器的掛車和不帶制動器的掛車時,對掛車最大允許質(zhì)量提出要求。⑤連接裝置靜態(tài)垂直載荷,指明應(yīng)由牽引車制造商規(guī)定,并在用戶手冊中注明連接裝置最大允許垂直靜載,以及安裝點。⑥動力性,當(dāng)汽車列車處于滿載質(zhì)量時的最小爬坡度。除了上述兩項歐盟技術(shù)指令外,在歐盟的整車型式批準(zhǔn)管理制度中,還有一項技術(shù)指令:77/389/EEC“在機動車輛牽引裝置方面各成員國法律的一致性”,該技術(shù)指令明確規(guī)定除了不適合拖掛載荷的車輛外,所有的M1類車輛必須在車輛的前部和后部安裝拖掛裝置。同樣不滿足該技術(shù)指令要求的車輛,無法被準(zhǔn)入歐盟27國市場。2.歐盟汽車整理劑用量和其結(jié)構(gòu)特點目前國際上對于乘用車列車的機械連接裝置主要有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(ECE)、歐盟(EC)有關(guān)乘用車和掛車間機械聯(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)項目如下:·ISO1103道路車輛——旅居掛車及輕型掛車——連接球頭?！SO4114道路車輛——旅居掛車及輕型掛車——牽引球頭上靜載荷。·94/20/EC有關(guān)汽車與掛車之間的連接裝置及其在這些車輛安裝的歐洲議會和理事會指令(修訂本為2006/96/EC)。該技術(shù)指令在歐盟汽車(M、N、O)整車產(chǎn)品的市場準(zhǔn)入管理制度——整車型式批準(zhǔn)制度中,構(gòu)成重要的主動安全項目。該技術(shù)指令詳盡地規(guī)定了拖掛裝置的種類、尺寸要求、性能要求,以及與之配套的試驗方法。只有滿足該技術(shù)指令,汽車產(chǎn)品才能被準(zhǔn)入歐盟27國市場?！ぢ?lián)合國法規(guī)ECE55,該法規(guī)與歐盟的技術(shù)指令94/20/EC相對應(yīng),在技術(shù)內(nèi)容上相等同。我國企業(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“就機動車輛及其掛車,它們所使用的系統(tǒng)、部件和單獨技術(shù)單元的一般安全性的型式批準(zhǔn)要求的歐盟議會和理事會法規(guī)”。該法規(guī)的制定和發(fā)布意味著歐洲聯(lián)盟對其汽車產(chǎn)品技術(shù)指令體系和型式批準(zhǔn)制度繼發(fā)布實施新的整車型式批準(zhǔn)框架技術(shù)指令2007/46/EC后的又一次重大的變革。在未來相當(dāng)長的一段時期內(nèi),對汽車產(chǎn)品進入歐洲聯(lián)盟市場將產(chǎn)生巨大的影響。(EC)661/2009的核心內(nèi)容之一就是簡化現(xiàn)行的歐盟車輛型式批準(zhǔn)體系,撤消現(xiàn)行的歐盟汽車產(chǎn)品型式批準(zhǔn)制度中50項安全和環(huán)保零部件單項技術(shù)指令,直接用相應(yīng)的聯(lián)合國ECE汽車技術(shù)法規(guī)代替,以適應(yīng)歐盟進一步融入國際化的進程。這其中就包括將撤銷94/20/EC,直接用ECER55代替,具體生效日期為:2014年11月1日。附表對上述國際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的主要內(nèi)容進行簡要歸納。3.制動性能要求美國SAE于1993年出臺了一項標(biāo)準(zhǔn)SAEJ135-1993《行車制動系統(tǒng)性能要求——乘用車列車》,該標(biāo)準(zhǔn)確定了乘用車列車行車制動系統(tǒng)的制動能力、最大和最小踏板力、制動穩(wěn)定性、制動系統(tǒng)的完整性的試驗要求和性能要求:·制動能力、踏板力的要求通過磨合前檢查、效能試驗、應(yīng)急制動系統(tǒng)試驗、動力系統(tǒng)不工作試驗和第一次、第二次衰退及恢復(fù)試驗來檢驗;·制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性通過穩(wěn)定性試驗來檢驗,并規(guī)定減速度低于4.9m/s2,車輛不能偏離3.7m寬車道;·制動完整性試驗通過最終檢查制動器襯片和制動系統(tǒng)的機械、液力和電氣元件的完整、有效來檢驗。4.牽引質(zhì)量不超過乘用車固定在澳大利亞,乘用車制造商根據(jù)發(fā)動機功率,尤其是低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可利用的扭矩、傳動系的強度和型式,動力傳動系統(tǒng)和傳動比、車身的強度和結(jié)構(gòu)、牽引桿的設(shè)計和安裝、所使用的牽引件,載荷分配裝置等因素確定最大牽引質(zhì)量和車輛最高安全速度。如果廠家沒有推薦拖掛質(zhì)量,一般地,當(dāng)乘用車牽引帶制動器的掛車時,可拖掛質(zhì)量為乘用車空載質(zhì)量的1.5倍,當(dāng)牽引不帶制動器的掛車時,可拖掛質(zhì)量不超過乘用車整備質(zhì)量。對于汽車列車的最高車速,規(guī)定當(dāng)牽引車整備質(zhì)量超過750kg時,最高車速為100km/h。我國基本法和國家標(biāo)準(zhǔn)在我國的汽車市場,由于乘用車主要用于代步工具,很少用于拖掛房車、游艇等娛樂設(shè)施,因此在乘用車列車及其拖掛裝置的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制修訂工作方面相對于國際滯后。我國于2004年5月1日施行的《道路交通安全法實施條例》中規(guī)定,小型載客汽車只允許牽引旅居掛車或者總質(zhì)量700kg以下的掛車,掛車不得載人。這樣的規(guī)定在允許乘用車牽引旅居掛車的同時,又對乘用車牽引掛車的條件進行了限制。在我國的強制性標(biāo)準(zhǔn)體系中,有兩項重要的標(biāo)準(zhǔn):GB1589《道路車輛外擴尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》和GB7258《機動車運行安全技術(shù)條件》為旅居車和乘用車列車的制造和使用以及出臺旅居車和乘用車列車標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。2006年,我國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):QC/T757-2006《乘用車列車通用技術(shù)條件》制定發(fā)布,該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國內(nèi)、國外標(biāo)準(zhǔn)及法律、法規(guī)的規(guī)定和國內(nèi)、國外產(chǎn)品的實際情況,結(jié)合實車驗證的結(jié)果,確定了具體內(nèi)容和技術(shù)要求,主要包括4個方面:1.車輛結(jié)構(gòu)與參數(shù)要求,基于乘用車和掛車的匹配關(guān)系,規(guī)定乘用車和掛車的尺寸、質(zhì)量限值要求。2.連接裝置的要求,包括乘用車和掛車間機械連接裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、性能要求和試驗要求;電器連接裝置的特性。3