基于新能源洗扫车行驶稳定性的设计分析与发展路径探讨
刘馨泽洋高堃
摘要：新能源洗扫车是当前进行路面机械化清洁降尘作业的主要工具。为提升新能源洗扫车行驶的稳定性，本文以新能源洗扫车为主要研究对象，在对当前影响汽车行驶稳定性的主要因素进行简单介绍之后，着重基于新能源洗扫车的运行情况，对设计新能源洗扫车行驶稳定性的方案步骤进行分析，希望能够为提升新能源汽车的设计水平，保障清洁作业的开展效果提供借鉴。
关键词：新能源洗扫车行驶稳定性汽车稳定性设计
新能源为当前的汽车设计优化提供了新的思路，以电能、天然气等作为汽车行驶的主要驱动力，对促进社会整体的可持续发展具有重要的意义。当前城市发展中道路类型的多样化发展趋势，对道路路面的清洁工作也提出了更高的要求。应用新能源洗扫车，能够在满足大量道路清洁作业需求的同时，降低车辆行驶消耗的资源，也能够有效减轻环境污染，对新能源洗扫车的行驶稳定性进行优化设计，对提升汽车设计的质量效果具有重要的作用。
2影响新能源洗扫车行驶稳定性的主要因素
2.1汽车稳定性系数
对新能源洗扫车行驶稳定性的研究，应首先基于一般情况下影响车行驶稳定性的因素进行分析。汽车在直线、变道以及弯道行驶中是否能够保持稳定性状态，会受到路面坑洼、横向风、横摆运动等因素的影响。从汽车设计的角度，在发生以上运动的情况下，汽车方向盘输入以及对汽车整体结构稳定性所产生的干扰量，汽车对于各类扰动情况的敏感度，都会直接影响到汽车的稳定性[1]。其中，汽车的抗扰动能力主要可以用汽车稳定性系数来表示。
汽车稳定性系数能够通过衡量车辆前后轴响应制能力是否处于平衡的状态，明确车辆行驶状态下不足转向度的大小。在这一过程中还会涉及到汽车横摆角速度共振频率这一概念，共振频率主要是指车辆在行驶状态下能够承受的转向操作激烈程度，在汽车处于行驶状态下所产生的共振情况，能够将其用于衡量汽车行驶的稳定性[2]。在实际进行汽车行驶稳定性的设计时，主要应用以下公式来表示汽车的稳定性系数：
在该式中，代表汽车质量，单位为kg；代表轴距，单位为m；代表汽车质心到前轴的距离，单位为m；代表汽车质心到后轴的距离，单位为m；代表前轴侧偏刚度，单位为N/deg；代表后轴侧偏刚度，单位为N/neg。
2.2车体刚度
结合汽车的行驶状态来看，在驾驶员驱动汽车方向盘进行相关动作时，由于汽车行驶状态、行驶速度等方面的变化，车体会发生变形，进而导致轮胎位置以及汽车行驶方向的改变[3]。轮胎产生的力也会随之变动，进而对汽车行驶稳定性产生影响。引入汽车车体刚度这一概念来衡量汽车在变形情况下的扭转和横向弯曲状态，能够为研究车辆行驶的稳定性提供更为确切的依据。
车体刚度通常分为车体扭转刚性以及车体横向弯曲刚性两个具体的方面。以车体扭转刚性为例，车体扭转刚性主要会受到车辆减震器安装点截面的扭转角度影响，在车辆前后减震器之间的扭转刚度一定的情况下，车辆前后减震器的横向距离与车体扭转刚性之间能够呈现出正相关的关系。而考虑到汽车本身的质量越大，在行驶中汽车质量施加给车体的压力也就越大，使得汽车的轴距越长。因而在对汽车行驶稳定性进行设计时，需要在结合新能源洗扫车车型设定的扭转刚性值标准基础上，借助以下公式来实现对于汽车扭转刚性的目标设定：
在该式中，代表设计车辆的车身扭转刚性，单位为Nm^2/deg；代表设计车辆标准的扭转刚性，单位为Nm^2/deg；代表設计车辆的标准质量，单位为kg；代表设计车辆的标准轴距，单位为mm；代表设计车辆的质量，单位为kg；为设计车辆的轴距，单位为mm。
2.3汽车空气动力学特性
空气动力学特性主要是从汽车行驶中产生的空气流动现象出发，基于空气动力的作用原理，在汽车行驶中受到空气动力影响所产生的各种特性。从汽车行驶稳定性的角度进行考虑，汽车行驶中产生的升力、侧向力、侧倾力矩以及横摆力矩，是影响汽车行驶稳定性的主要内容。
结合汽车行驶的实际情况，对于洗扫车这类具有特殊用途的车辆而言，车辆行驶中产生的侧向力侧倾力矩以及横摆力矩，会直接影响到车辆行驶的稳定性效果。这些指标主要是指在汽车受到自然风影响的情况下，当汽车的行驶方向与自然风方向相反时，就会产生侧向风，在相应指标超过汽车设计的标准值之后，很容易导致汽车在行驶中发生倾翻、滑移、侧滑等事故[4]。基于此，为探讨新能源洗澡车行驶稳定性的设计方法，需要在明确车辆整体结构设计情况的前提下，重点考虑汽车在横纵向行驶过程中受到空气动力学特征影响的情况。
3新能源洗扫车行驶稳定性的设计分析
3.1不同状态下的汽车重心位置计算
汽车重心位置是决定汽车行驶稳定性的重要因素，在对洗扫车进行新能源改装的过程中，应考虑汽车处于不同行驶状态，会导致实际的汽车重心位置发生变化，因而对于汽车重心位置的确定，应模拟洗扫车在实际作业过程中产生的不同状