Handling Analysis of a Three-Axle Intercity Bus

Abstract

This paper describes the methodology adopted at debis humaitá IT Services Latin America, for performing handling analysis commercial vehicles. Its application to an intercity bus with 3 axles is presented. The objective is to improve primary suspension characteristics alone, with respect to both comfort and handling and to study the behavior of the full vehicle with respect to handling and to improve it through the changes of primary suspensions characteristics. The methodology adopted was the development of a complete multibody model of the bus (Figure 4) in ADAMS, considering all the major non-linearities of the actual vehicle, such as air spring and shock absorber curves, suspension bump stops and tire model (Delft). Once having the model, several analyses were carried out including, modal, single lane change, double lane change, steering impulse and sine steering sweep. The results of these analyses were evaluated and modifications to the design were suggested in order to achieve the objectives of this work (to improve the primary suspension characteristics and also the handling behavior of the full vehicle). These modifications were implemented at a physical prototype and measurements have not been carried out yet. However, qualitative impression (not yet quantitative results), indicates an improvement in overall vehicle handling behavior.

Modelling Commercial Vehicle Handling and Rolling Stability

“…The test was carried out under constant speed while negotiating a lane change, along a test path similar to that used by Da Cunha [17] as shown in Fig. 6(a).…”

“…The single lane change manoeuvre test was carried out to assess the transient behaviour of the vehicle. The test was carried out under constant speed while negotiating a lane change, along a test path similar to that used by Da Cunha [17] as shown in Fig. 6(a).…”

Modelling and ride dynamics of a flexible multi-body model of an urban bus

“…Although much of this new knowledge has already been transferred and applied to many industrial applications [5,6], there is still plenty of room for both engineering improvements and new research rewards when complex mechanical systems, involving high order and non-linear characteristics, are examined. This is especially true for urban buses, where the previous research studies are either limited to small order simplified mechanical models of the bus or study specific aspects of the bus ride and handling response alone [7][8][9][10][11].…”

Προσδιορισμός Απόκρισης Και Βελτιστοποίηση Σε Δυναμικά Συστήματα Με Πολλαπλά Παραμορφώσιμα Μέλη

“…ραγδαία εξέλιξη στην επιστήμη των υπολογιστών, αλλά και από την αξιόλογη θεωρητική πρόοδο στην περιοχή της ανάλυσης δυναμικών συστημάτων, που παρείχε καινούργιες αριθμητικές και πειραματικές μεθοδολογίες. Εντούτοις, οι σχετικές έρευνες για τη συστηματική μελέτη επιβατικών λεωφορείων περιορίζονται ακόμα και σήμερα σε μικρής κλίμακας απλοποιημένα μηχανικά μοντέλα ή διερευνούν αποσπασματικά μεμονωμένα χαρακτηριστικά της απόκρισης των οχημάτων[17,65,92].Στην παρούσα ενότητα μοντελοποιείται πλήρως ένα αστικό λεωφορείο και αναλύεται διεξοδικά η δυναμική συμπεριφορά του σε αντιπροσωπευτικές οδικές και οδηγητικές συνθήκες.Η ιδιαίτερη πολυπλοκότητα του εξεταζόμενου μηχανικού μοντέλου εντοπίζεται στο γεγονός ότι διαθέτει έναν σχετικά μεγάλο αριθμό βαθμών ελευθερίας και εμφανίζει έντονες μηγραμμικότητες.Πιο αναλυτικά, λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά την κίνηση ενός λεωφορείου διάφορες κατασκευαστικές συνιστώσες του υπόκεινται σε μεγάλες περιστροφές στερεού σώματος, υιοθετήθηκε η προσέγγιση των συστημάτων με πολλαπλά μέλη για την κατάστρωση των εξισώσεων κίνησης[64,68]. Παράλληλα, η ύπαρξη γεωμετρικών δεσμών για την απαραίτητη σύνδεση των υποκατασκευών του μηχανικού μοντέλου είχε ως αποτέλεσμα η τελική μορφή των κινητικών εξισώσεων να περιγράφεται από ένα ισχυρά μη-γραμμικό σύνολο διαφορικών-αλγεβρικών εκ-φράσεωντος, οδηγώντας σε ένα αισθητά μικρότερης κλίμακας δυναμικό σύστημα[16].…”

“…Τέλος, τα μητρώα K n,n και M n,n ρα, κατά τον αναφερθέντα υπολογισμό επιλέχθηκε ακρίβεια μέχρι 60 Hz για το πλαίσιο του λεωφορείου, ενώ λόγω του γεγονότος ότι οι εγκάρσιοι άξονες των αναρτήσεων είναι στιβαροί κρατήθηκε ένας αριθμός βαθμών ελευθερίας έτσι, ώστε να είναι εφικτή η επιβολή των αναγκαίων αρθρώσεων και των ιξοελαστικών συνδέσεων.Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας συμπύκνωσης των βαθμών ελευθερίας των διαφόρων παραμορφώσιμων υποκατασκευών του λεωφορείου και την προσθήκη των γεωμετρικών περιορισμών, καθώς και των εξωτερικών διεγέρσεων, οι εξισώσεις που περιγράφουν την ποίηση στο πεδίο του χρόνου του τελικού επαυξημένου συνόλου των κινητικών εξισώσεων και η αριθμητική ολοκλήρωσή του υλοποιήθηκε με τη βοήθεια μιας πολυβηματικής μεθόδου διαφόρισης προς τα πίσω (Backward Differentiation Formulas)[4,13,72]. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι η αναφερθείσα μεθοδολογία συνδυάστηκε με έναν κατάλληλο υπολογισμό των αρχικών συνθηκών σε επίπεδο μετατοπίσεων, ταχυτήτων και επιταχύνσεων.3.8.3 Arijmhtik Apotelèsmata gia to Astikì LewforeÐoτου αστικού λεωφορείου κατά τη διάρκεια ενός πλευρικού συμβάντος[17]. Προς αυτήν την κατεύθυνση, καταστρώθηκε ένα σενάριο αλλαγής λωρίδας του οχήματος θεωρώντας ότι αυτό κινείται σε επίπεδο οδόστρωμα με οριζόντια ταχύτητα v o = 50 km/h.του εμπρόσθιου αριστερού τροχού (στο σύστημα ISO του ελαστικού).…”