文 献 综 述

随着社会的发展,人们生活水平不断提高,汽车已经成为生活中不可缺少的一部分。作为一种便捷的现代化交通工具,汽车在给人们带来极大便利的同时,也引发了各种交通事故,给生命和财产安全及社会安定带来了严重威胁。而由横向稳定性好坏引起的车辆侧翻就是一种较为严重的事故。

在所有交通事故中,车辆侧翻的事故率虽然不是很高（以1999年国际交通事故统计为例,约占3%）,但是一旦发生,乘员死亡率却比较高,约占总交通事故死亡率的33%。根据美国国家公路交通安全局统计,1992年至2000年间,全球每年至少发生200000例侧翻事故（包括重型货车、汽车列车、轻型皮卡、客车等）。在众多的车辆侧翻事故中,客车具有特殊性,其主要原因是因为乘员数量多,所以一旦发生侧翻事故将对车上乘员造成较为严重的身体伤害甚至生命危险,后果不堪设想。影响客车侧翻的因素很多,其中横向稳定性是直接和客车设计相关的一个重要因素,通常用最大静态侧倾稳定角来评价。

欧洲国家在多年前也经常发生客车重大事故,为应对这一影响较大的社会问题,欧盟组织欧洲各国政府着手修改法规并进行客车工业的整顿,相关部门先后组织制定了一系列强制性标准与客车指令。如欧洲经济委员会于上世纪年代中期发布了ECE R36法规《关于大客车通用结构评价方法的统一规定》,80年代制定了法规ECE R52《关于小型公共运输车辆结构的统一规定》,1986年发布了ECE R66号法规《关于大型客车上部结构强度认证的统一技术规定》,1998年颁布了ECE R107号法规《关于批准双层大客车通用结构要求的统一规定》。欧洲议会和欧盟理事会于2001年11月20日颁布了指令《对除驾驶员座位外座位数超过8个的载客车辆的特殊规定》,该指令于2003年8月13日生效。其中,2001/85/EC指令是对M2类和M3类车辆进行型式认证的强制性客车指令。指令除对客车上部结构强度要求等同采用ECE R66外,还对客车的侧倾稳定性作出了明确规定,要求客车在接近满载的情况下进行侧倾稳定性试验,在28度之前不允许侧翻。而对于双层客车,则仍维持ECE R107的规定。

随着我国经济的发展和人民生活条件的改善,公路客运量急剧增长,客车重大交通事故的绝对数量也呈逐年上升趋势。由于每次重大交通事故造成的生命财产损失非常巨大,因此客车的安全性日益受到政府和社会的关注。为保护人们的生命和财产安全,迫切需要完善我国的客车安全性法规,以促进和提高客车的主动安全性与被动安全性。

我国的客车标准化工作己有50多年的发展历程,其大致经过了3个阶段。第一阶段为20世纪50年代至80年代中期,其特征是各主管部门制定各自的客车部标;第二阶段为80年代中期至90年代,其特征是统一制定成套客车标准,并开始采用联合国欧洲经济委员会(ECE)法规第三阶段为年代至今,其特征是系统参照ECE法规,制定发布了一系列客车标准,特别是近年来等效或非等效采用了欧盟M2、M3类客车统一型式认证的客车指令。在上世纪90年代初期,汽车标准化工作确定了以ECE汽车法规为基础,部分参照美国联邦机动车安全标准,研究、建立强制性标准体系的策略。如1997年采用ECE R36号法规中的客车结构安全要求,将GB/T 13094-1991《客车通用技术条件》改为强制性标准GB 13094-1997《客车结构安全要求》。由于当时国产客车的产品结构和强制性标准的制定和实施均处于初期阶段,因此只是参照采用。

进入本世纪后,为推进中国产品走向世界,国家加快了汽车标准化工作的步伐。在客车标准化技术委员会的组织下,先后根据ECE法规制定了GB 18986-2003《轻型客车结构安全要求》、GB 13057-2003《客车座椅及车辆固定件强度》和GB/T 19950-2005《双层客车结构安全要求》等标准。同时,及时按照欧盟最新颁布的2001/85/EC客车指令,于2007年修订了客车结构安全要求标准(GB 13094-2007),并于2008年2月1号正式实施。该标准采用了2001/85/EC客车指令的主要技术内容,其中对客车的侧倾稳定性作出了明确规定,要求车辆水平停放在试验台上向左、右两边倾斜28度而不会翻转,试验时车辆必须处于整车运行质量状态,即接近于满载状态。而在GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》中则规定,空载状态下单层与双层客车的最大侧倾稳定角分别不得小于35度与28度。此外GB 13094/2007还提出可以采用计算方法来证明车辆是否符合标准的要求,但是计算方法的正确性需要检测机构认同,如根据相似车辆的同等试验为基础。目前,我国尚未有有效的计算验证方式。本文正是从这点出发,试图使用虚拟样机技术，进行大客车多刚体模型建模，并对其横向稳定性进行计算机虚拟分析。