多轴转向商用车转向模式分析与研究

根据大型多轴商用车的特点,以某三轴转向车辆为例,建立了多轴转向车辆的二自由度系统动力学模型,并基于零质心侧偏角比例控制方法确定了5种理论转向模式,最后通过仿真分析,研究了5种转向模式的稳态和瞬态响应特性及其应用范围,结果表明:低速区域,机动性随质心到瞬时转向中心线的距离减小而增加,低速模式2具有较好的机动性;高速区域,操纵稳定性随该距离增大而提升,而高速模式5的操纵稳定性更好。     

五连杆非独立后悬架弹性转向特性

为研究五连杆非独立后悬架车辆的操纵稳定性,建立了含后轴弹性转向的线性三自由度操纵稳定性整车模型,运用频域法研究了后轴弹性转向对整车不足转向性能的影响.结果表明:左、右上拉杆的交点相对后轴中心的纵向位置及上拉杆衬套的刚度影响整车的不足转向特性.当上拉杆交点位于后轴之后1.65 m及上拉杆衬套的扭转刚度为1.5 kN.m/rad时,整车的不足转向特性较理想.试验与理论模型仿真结果趋势一致.     

基于联合仿真的某四轴全轮转向汽车研究

为了分析线性控制算法在非线性模型中的控制效果,建立四轴全轮转向车辆的线性二自由度模型,采用零质心侧偏角比例前馈及前馈+横摆角速度反馈的多桥转向控制算法,在Matlab/Simulink及Truck Sim中建立联合仿真模型,对所设计的控制算法进行对比仿真验证。结果表明:多桥转向比例前馈控制及前馈+横摆角速度反馈控制均能够在低速下保持车辆质心侧偏角基本为零,但是比例前馈在高速时控制效果并不理想。低速时比例前馈控制能够最大限度减小汽车转弯半径,高速时前馈+横摆角速度反馈控制能够减小车身横摆角速度,提高多轴车辆抗干扰能力。     

三轴车辆电控液压式全轮转向系统设计与控制

针对某型三轴车辆低速机动性不好、高速稳定性差的问题,通过对原车转向助力系统进行深入研究,设计了一套电控液压式全轮转向系统。针对全轮转向系统控制器设计难的问题,建立了车辆三自由度全轮转向数学模型,设计了全轮转向比例前馈和模糊控制反馈控制器。分别选取前轮转角为3°角阶跃输入,车速为20,80 km/h两种转向工况,对全轮转向车辆与原双前桥转向车辆进行对比仿真研究。结果表明:所设计的全轮转向控制器能够改善车辆各状态参数的响应特性,降低车辆侧滑几率,提高车辆低速机动性和高速操纵稳定性。     

货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型

为研究货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型,基于佛山平胜大桥的动态称重系统采集的多时段车流数据,归类出了车辆荷载谱的10类代表车型,分析了代表车型的轴距、质量、轴重和超载数据,以及沿不同车道的车辆和轴重分布特性,提出了可用于钢桥疲劳评估的车辆荷载谱;以疲劳加载率最大的六轴车辆为原型,基于疲劳损伤等效原则分别提出了桥梁单向重载车道的疲劳车辆模型和简化疲劳车辆模型。计算结果表明:平胜大桥呈现货运繁重公路的典型特征,车辆日均通行总量达到了45 065veh,约为《AASHTO LRFD》定义的日均通行量20 000veh的2.3倍;疲劳车辆在全部交通流中的比例为51.6%,为《AASHTO LRFD》定义的20.0%的2.6倍;货车占疲劳车辆总数的45.2%,主要分布于重载车道,而且通行货车超载比例占到相应车型的30%~70%,最大超载货车达到了132.5t;两轴货车超载率为29.0%,等效质量达到17.5t,后轴等效轴重达到12.1t,因而不能忽略两轴货车的疲劳加载贡献。对比《AASHTO LRFD》五轴标准疲劳车辆模型(前轴轴重为2.6t,中间双联轴和后面双联轴的单轴轴重均为5.4t)和简化标准疲劳车辆模型(前轴为2.6t,中轴和后轴均为10.8t),提出的六轴单向疲劳车辆模型总质量为33.1t,前轴轴重为3.6t,中间双联轴和后面三联轴的单轴轴重均为5.9t;简化单向疲劳车辆模型的前轴轴重为3.6t,中轴和后轴分别为11.8、17.7t;针对重载车道提出的六轴疲劳车辆模型总质量达到了36.5t,前轴轴重为4.0t,联轴中的单轴轴重均为6.5t;对应的重载车道简化疲劳车模型的前轴轴重为4.0t,中轴和后轴轴重分别为13.0、19.5t。     

车速变化对车辆操纵稳定性的影响(英文)

为了降低车速变化对车辆操纵稳定性的影响,建立了考虑车速变化的动态车辆转向运动模型,分析了描述模型的微分方程组所有系数都是随车速变化而时变的特性,通过变参数动态仿真,定量研究了车速变化对车辆操纵稳定性的影响.研究结果表明:减速时正的纵向车辆惯性力使后轴负荷向前轴转移,导致前轴侧偏刚度变大,后轴侧偏刚度变小,进而使车辆的横摆角速度增益增大,即车辆操纵稳定性变差;初始车速越高,减速度越大,车辆横摆角速度增益增大越快;加速时负的纵向车辆惯性力使前轴负荷向后轴转移,导致前轴侧偏刚度变小,后轴侧偏刚度变大,进而使车辆的横摆角速度增益减小.可见,减小车辆减速度、降低车身质心高度及增大轴距是弱化减速导致车辆操纵稳定性急剧变差的有效方法.     

考虑空气力的车辆三自由度转向模型与状态方程

为了减小空气力的影响,简化车辆多自由度转向动力学方程,考虑了空气力的影响,建立了车辆三自度转向运动的动力学模型.以质心侧偏角、横摆角、横摆角速度、侧倾角、侧倾角速度为状态变量,以前轴转角及侧风作用力为输入,以质心侧偏角、横摆角、横摆角速度、侧倾角为输出,推导了车辆三自度转向运动的动力学模型的状态方程.以前轴主动转角脉冲为输入,对状态方程的可信度进行了验证.与利用线性二自由度转向模型的仿真结果相比,利用三自由度转向模型与其状态方程得到车辆质心侧偏角与横摆角速度的绝对值均较小,在高速情况下,空气力会增强车辆的不足转向特性.采用两种模型得到的车身侧向偏移均大于试验值,但三自由度模型的仿真曲线非常接近试验曲线.可见,三自由度状态方程可信度高.     

基于后轴空气悬架的货车平顺性比较研究

为了研究后轴空气悬架对货车平顺性的影响,利用ADAMS软件,基于匹配原则分别建立了后轴平衡悬架与后轴空气悬架的货车多体动力学仿真模型.开展了整车在随机路面上的平顺性仿真,对比分析了2种悬架对平顺性的影响,同时研究了车速和货物质量对后轴空气悬架货车平顺性的影响.结果表明,后轴安装空气悬架能够明显改善车辆的平顺性,减小货物的振动;同时,降低车速,减小货物质量都将有利于改善车辆的平顺性.     

道路运输车辆制动稳定性能试验研究

为了研究道路运输车辆制动时左右车轮制动力之差对制动稳定性的影响规律,对空载四轴车辆进行制动稳定性道路试验,设置几种不同的制动工况,分别进行车速为30、50 km/h时的直线制动试验,得出不同制动工况下车辆质心的偏移量和偏转角度。结果表明:左右两侧车轮制动力差值越大,制动时车辆偏移量越大;前轴左右侧车轮制动力差对车辆制动稳定性的影响高于后轴;车辆左右轮制动力差对车辆制动稳定性的影响随着车速的增高而增大。     

基于虚拟样机技术的三轴车辆模型验证研究

为深入分析三轴车辆的转向行驶性能,建立车辆二自由度数学模型,根据模型对车辆转向性能进行计算分析。建立车辆虚拟样机模型并进行转向性能仿真,将所得结果与数学模型计算结果进行对比分析。通过实车试验对数学模型进行验证,并对虚拟样机模型加以修正。结果表明:根据所建立的二自由度数学模型以及修正后的虚拟样机模型得出的车辆转向性能能够较好地与实车试验结果吻合。     

浅析超载车辆对路面的影响

由于受经济利益的驱动，超限超载车辆的荷载远远超过了公路和桥梁的设计承受荷载，致使路面损坏、桥梁断裂，正常使用年限大大缩短，不得不提前进行大中修。为此，一方面应大力发展双后轴及多后轴大型栽货车辆，以适应长远运输；另一方面对目前已通行的载货车辆有关部门应下决心、花大力气，像抓工程质量一样，抓车辆的超载问题，避免公路的早期破坏。     

全轴转向半挂铰接车辆通过性优化及验证

传统半挂铰接车辆在转向过程中会形成内轮差,在增大车辆通道宽度的同时,还存在着严重的安全隐患,全轴转向技术能有效减少内轮差,提高车辆通过性.建立基于一阶延时转向控制策略的半挂铰接车辆运动学模型,对一阶延时控制方程可变参数展开解耦分析,并运用虚拟样机仿真技术验证策略的有效性.结果显示在不同工况下,一阶延时可变参数跟随最优取值,且与第一轴速度线性相关、与第一轴转角的相关性较低.研究表明:与传统前轴转向车辆相比,最优参数下的一阶延时控制策略会使车辆轨迹偏移量降低约80％.该研究为改善半挂铰接车辆通过性问题提供思路,也为方案的后续工程化应用提供数据参考.     

五轴半挂车高速下坡转弯动载响应分析

利用ADAMS/CAR建立了某型五轴半挂车(1+5+5)型的车辆模型,以及不同坡度、不同转弯半径的路面文件。仿真分析了车辆在弯坡路面高速下坡行驶的过程,说明了过程中动荷载变化的原因,统计分析了车辆在不同弯坡的路面上行驶产生的动荷载,找到了动荷载随着坡度、转弯半径的变化规律。可为路面设计和车辆设计时考虑动荷载的变化提供参考。     

五轴半挂车高速下坡转弯动载响应分析

利用ADAMS/CAR建立了某型五轴半挂车(1+5+5)型的车辆模型,以及不同坡度、不同转弯半径的路面文件。仿真分析了车辆在弯坡路面高速下坡行驶的过程,说明了过程中动荷载变化的原因,统计分析了车辆在不同弯坡的路面上行驶产生的动荷载,找到了动荷载随着坡度、转弯半径的变化规律。可为路面设计和车辆设计时考虑动荷载的变化提供参考。     

四轮轮边驱动电动客车电子差速影响因素分析

以四轮轮边驱动电动客车为研究对象,根据机械差速器工作原理提出以滑转率作为电子差速的评价指标。在trucksim和MATLAB/simulink建立的联合电动汽车仿真平台上进行转向仿真实验从整车动力学层面对车辆进行转向仿真实验,研究工况条件和整车结构参数对电子差速的影响。通过仿真得出驱动轮内侧、外侧滑转率随车速、方向盘转角、质心高度、质心到前轴的距离、簧上质量改变的变化规律。研究结果表明:随着车速、方向盘转角不断增大,4个车轮滑转率不断增大;质心高度增大,转向左侧车轮的滑转率增大,转向右侧车轮的滑转率减小;质心到前轴距离的增大,前轴量车轮滑转率增大,后轴量车轮滑转率减小;随着簧上质量的增大,4个车轮的滑转率都增大,并且随着车速和方向盘转角的增大,车轮滑移率的增加量越大。所得到的电子差速随工况和结构参数的影响分析对进一步研究电子差速控制策略具有指导意义。     

伊书路斯车辆系统有限公司

伊卡路斯车辆系统有限公司（JVS）是专业从事车辆铰接系统集成设计、研发、生产、销售和服务的国际化公司。1978年，JVS在世界上首次成功开发了应用于后置发动机铰接客车的机械液压铰接系统。历经30多年的探索、开拓，JVS客车铰接系统已经发展成为集液控、电控和电液双路比例控制为一体的成熟、安全、可靠的客车铰接系统，产品遍布全球。     

计重收费高速公路重载运输特征的实证分析

从车型构成、车辆总重分布和轴载分布的角度,调查并分析了江苏某高速公路主线收费站处调查的货车运行特征。结果表明,高速公路货车的超限比例与超限率均较未采用计重收费时大为降低;五类货车中,第五类货车的车流量和超限率均相对较高;汽车列车总重的超限率虽然有限,但牵引车的驱动轴和半挂车后轴的超限比例与超限率均较高,需要引起管理者的重视。     

电动轮驱动汽车转向节能行驶模式仿真

为了研究电动轮驱动汽车在转向过程中的能量消耗特点,分析了车辆曲线行驶时的阻力,提出了车辆准中性转弯行驶的节能模式。在MATLAB/Simulink上建立了电动轮驱动汽车仿真模型,利用横摆角速度作为控制变量对前后轴的转矩分配系数进行PID控制,利用车辆的侧向加速度作为控制变量对左右轴的转矩分配系数进行PID控制,并对车辆匀速转弯工况进行了仿真。仿真结果表明:在准中性转向的行驶模式中,车轮没有产生滑移现象,后外轮上的驱动转矩明显大于其他车轮,外侧车轮的转矩要大于内轮,后轮的转矩要大于前轮,车辆的功率消耗减小了1.15%。     

基于T-S模糊模型的多轴转向车辆H_∞鲁棒控制

为解决多轴转向车辆模型非线性和各种干扰影响下的控制问题,分析了轮胎非线性和外界干扰,建立多轴转向车辆的二自由度非线性模型,应用T-S模糊理论,将其转换为局部线性的T-S模糊模型。基于并行分配补偿法(PDC)和H∞鲁棒控制理论,设计了转向系统的模糊PDC H∞鲁棒控制器,并利用线性矩阵不等式和模糊逻辑控制工具求解控制器。在正弦波和阶跃信号干扰下,车速为80km.h-1时,进行前轮转向回正和前轮角阶跃输入转向的仿真试验。仿真结果表明:侧偏角和横摆角速度动态响应的超调均为0,且均在0.06s内达稳态值;前轮转向回正试验的侧偏角和横摆角速度稳态值均为0,前轮角阶跃输入转向试验的相应值分别为0和1.2(°).s-1,且稳态横摆角速度增益为0.24[(°).s-1].(°)-1。这说明了多轴转向车辆在模糊PDC H∞鲁棒控制下的高速转向平稳迅速,T-S模糊建模和鲁棒控制器设计算法对解决轮胎非线性和外界干扰影响是有效的。     

线控转向系统主动转向控制策略的仿真

在CarSim中建立了线控转向整车动力学模型,基于稳态横摆角速度增益不变设计了可变转向角传动比;并利用Matlab/Simulink中建立线控转向系统动力模型和主动转向控制策略。在主动转向控制中,通过变传动比和横摆角速度与侧向加速度的综合反馈,控制补偿转向电机的转角。最后通过双移线试验和侧向风干扰试验仿真,并与传动机械转向和单一横摆角度反馈控制车辆进行对比分析,其结果表明,横摆角速度和侧向加速度综合反馈控制能够有效地改善汽车的转向特性,并提高操纵稳定性。