牵引车-半挂车列车动力学仿真研究

在合理的理论假设基础上建立了较为精细的牵引车-半挂车的整车动力学仿真模型。应用此模型,针对6×4牵引车拖挂2轴半挂车列车的折叠、甩尾、倾翻及转向瞬态响应进行了仿真,并对各工况的特点进行了分析。仿真结果表明该模型能够很好地模拟车辆在各种危险工况下的运动状态,从而为进一步研究牵引车-半挂车列车的性能特点提供了很好的工具。     

基于协调一致性的半挂汽车列车制动性能研究

半挂牵引车和半挂车组成的半挂汽车列车是最为常见的公路运输工具。根据实际运输需求,半挂牵引车与半挂车之间可随机连接,极大程度地提升了运输效率,降低了运输成本。半挂汽车列车的道路行驶安全也不容忽视,车辆的制动协调一致性对于其安全性能有着巨大影响。本文依据GB 12676—2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》的相关要求,基于协调一致性,规定了相应的制动兼容带,设计了一套气压调节装置,通过法规试验对半挂汽车列车的制动性能展开研究,为企业的研发认证提供参考。     

基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制

为研究半挂汽车列车在高速大转向等极限操作工况下的横摆稳定性控制问题,建立了14自由度的半挂汽车列车非线性仿真模型;提出了牵引车与半挂车独立直接横摆力矩控制的横摆稳定性控制方案,通过牵引车和半挂车车轮的合理选择和主动制动实现横摆控制;以跟踪参考模型的稳态横摆响应为目标,设计了PI横摆稳定性控制器,对牵引车和半挂车分别设计了目标制动车轮的选择决策规则。单移线操作仿真结果表明,基于主动制动的横摆力矩控制可有效改善极限工况下半挂汽车列车的横摆稳定性,牵引车与半挂车进行独立横摆控制可以减小制动车轮选择决策的复杂性,而获得较好的控制效果。     

牵引车与半挂车之间机械连接的互换性

牵引车和半挂车组合成半挂汽车列车时存在着同一辆牵引车与不同半挂车,或者同一辆半挂车与二轴或三轴牵引车之间机械连接的互换性问题.在分析国内牵引车与半挂车之间机械连接互换性标准现状及存在问题的基础上,重点介绍了 GB/T<道路车辆--牵引车与半挂车之间机械连接互换性>(报批稿)对其互换性的要求以及新标准的实施条件.     

基于LQR的重型半挂汽车列车稳定性控制策略

以半挂车的横摆角速度、侧向加速度、牵引车与半挂车的铰接角及铰接角速度为控制变量,建立了4自由度6轴重型半挂汽车列车的动力学参考模型,并应用ISO双移线工况对此模型进行验证。考虑到等速圆周稳态工况下行驶和地面附着系数等因素对汽车的限制,确定了控制变量横摆角速度和侧向加速度的参考值。采用基于线性二次型调节器(LQR)的最优控制策略及半挂汽车列车单侧制动方案,应用Trucksim软件对参考模型进行了鱼钩转向工况仿真分析。仿真结果表明:所提出的控制策略正确、有效,实现了提高半挂汽车列车稳定性的控制目标。     

重型半挂牵引车行驶工况研究及其动力传动系统优化

本文利用车辆行驶信息大数据平台实地采集了山西地区重型半挂牵引车的行驶数据。利用主成分分析、聚类分析和马尔科夫法构建了山西地区的重型半挂牵引车行驶工况。对C-WTVC、CHTC-TT、山西工况的燃油消耗量分别进行仿真,仿真结果验证了行驶工况构建的准确性。基于山西行驶工况对整车传动系统进行优化匹配,优化传动系统后的车辆发动机工作在经济区域的概率增加,百公里油耗比基础车型减少0.94 L。实车测试的油耗数据证实了构建的行驶工况曲线能更好地表征山西地区重型半挂牵引车的行驶特性。本文所提出的基于山西工况的整车动力系统匹配的仿真方法,有助于设计出适合山西地区的重型半挂牵引车的高效动力总成系统。     

重型半挂车简化模型参数辨识研究

为准确表征重型半挂车的动态特性,在建立3和5自由度简化模型基础上,利用Trucksim数据并运用双模型与遗传算法相结合的方法对简化模型关键参数进行了辨识。利用辨识后的关键参数的MAP图,进行了模型动态工况的仿真。仿真结果与Trucksim数据对比表明:采用此方法辨识出的关键参数MAP图能够满足重型半挂车简化模型表征车辆实际状态的要求,为车辆稳定性控制奠定了基础。     

基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略

为实现重型半挂车各工况稳定性精准最优控制,提出了基于线性变参数实时简化模型的重型半挂车稳定性控制策略。该控制策略基于制动系统,采用分层控制方式,运用线性二次型调节器(LQR)方法,选择多个车辆状态为反馈状态,以实现重型半挂车横摆、折叠和侧倾稳定性综合控制;应用遗传粒子群算法,设计综合提高横摆、折叠和侧倾稳定性的优化目标函数,优化控制策略权重系数,以实现重型半挂车各工况稳定性最优控制;最后搭建硬件在环试验台并进行了台架试验。结果表明:采用所提出的控制策略后,牵引车质心侧偏角、牵引车横摆角速度、挂车质心侧偏角和挂车横摆角速度最大值分别改善了38.6%、13.8%、15.8%、8.4%,铰接角最大值改善了5.1%,牵引车侧向加速度、牵引车侧倾角、挂车侧向加速度、挂车侧倾角最大值分别改善了10.4%、15.4%、10.8%、17.7%,表明所设计的控制策略综合提高了重型半挂车普通工况的横摆、折叠和侧倾稳定性,并且实现了极限工况侧翻精准控制,从而避免重型半挂车侧翻。     

基于滑移率优化的半挂汽车列车制动力分配

为提高半挂汽车列车制动时的制动性能和横向稳定性,提出基于滑移率优化的制动力分配策略,建立关于各轴滑移率加权和的目标函数,考虑牵引车与挂车之间的相互作用,采用模糊控制方法估计当前路面附着系数,基于扩展Kalman滤波法实时估计各轴的纵向力,实时比较牵引车与挂车的纵向力来调整目标函数权重,以各轴滑移率最小为目标优化分配牵引车前轴、后轴和挂车车轴之间的制动力;并通过Simulink与TruckSim联合仿真对优化分配方案进行验证,测试干燥与湿滑路面附着情况及直线与弯道路况下的制动性能,结果表明所提出的制动力分配策略在不同制动工况下能显著改善车辆的制动性能和横向稳定性。     

基于自适应卡尔曼滤波的商用车横向载荷转移率估计

为解决商用车由于质心高、轮距小而易发生侧翻事故的问题,建立了3自由度参考模型,提出了基于自适应卡尔曼滤波算法的状态估计器,并以估计器估计结果对车辆状态和横向载荷转移率进行计算.利用TruckSim仿真软件对自适应卡尔曼滤波估计算法进行了验证,验证工况为30 km/h和90 km/h双移线工况.通过估计结果与仿真数据对比,验证了此估计算法能够很好地估计计算车辆状态和车辆横向载荷转移率值.     

半挂汽车列车横向稳定性试验与仿真分析

随着JT/T 1178.2-2019《营运货车安全技术条件第2部分:牵引车辆和挂车》的发布与实施,汽车列车必须进行单车道变换、蛇形、稳态回转以及抗侧翻稳定性等试验。其中单车道变换试验主要测量牵引车与挂车的侧向加速度,对车辆抵抗横向翻车与横向侧滑的能力进行评判,是汽车横向稳定性的重要指标之一。从车辆动力学的角度分析了影响汽车列车横向稳定性的主要因素,并通过TruckSim整车仿真软件,依据JT/T 1178.2-2019和GB/T 25979-2010标准对半挂汽车列车的横向稳定性进行了仿真与评价。最后利用先进的测试设备进行了半挂汽车列车的单变道试验,同时提出了在试验和评价方面的注意事项。     

半挂汽车列车操纵特性与横向稳定性的研究

采用牵引车和半挂车的不足转向梯度独立定义的方式对半挂汽车列车的操稳性进行了研究,分析了车辆的结构参数对不足转向梯度的影响.应用动态系统的稳定性理论,探讨了“折叠”和“横向摆振”失稳与其操纵特性间的关系.结果表明,与两轴单体汽车只会发生单调分歧失稳相比,半挂汽车列车还会发生“横向摆振”失稳,具体的失稳形式与牵引车和半挂车的不足转向梯度以及车辆结构参数密切相关.     

牵引车、半挂车ABS道路试验及计算方法

ABS试验作为强制实施项目，受到汽车生产企业和检测部门的关注，牵引车、半挂车ABS试验往往连接在一起进行，与其它的机动车试验相比具有一定的特殊性，尤其是计算方法有所不同。详细介绍了半挂车空载、半挂车满载、牵引车满载工况的试验和计算方法，并以实例进行了说明。     

基于Matlab的半挂汽车列车侧倾稳定性分析

针对重型半挂汽车列车侧倾稳定性问题,在Matlab/simulink中建立了重型半挂汽车列车的数学模型及动力学仿真模型,并进行了转向盘阶跃转向输入下的牵引车驱动轴横向载荷转移仿真分析.仿真结果表明,牵引车驱动轴为侧倾稳定性危险车轴.通过分析不同车速和车辆结构参数时牵引车驱动轴载荷转移的变化情况,得到重型半挂汽车列车侧倾稳定性与车辆主要结构参数及不同车速间的关系.     

基于卡尔曼滤波的半挂汽车列车状态估计

准确获取车辆的状态信息是汽车主动安全控制研究的关键。文中主要研究半挂汽车列车稳定性控制中的状态估计问题,研究了基于线性四自由度(4-DOF)半挂汽车列车模型,利用卡尔曼滤波(KF)算法估计半挂汽车列车的横摆角速度与质心侧偏角;基于商用车动力学仿真标准软件TruckSim,通过标准双移线仿真工况进行验证,结果表明,在非高速急转向工况下,所提出的估计方案能较准确地跟踪汽车列车的状态信息,为半挂汽车列车主动安全控制奠定基础。     

纯电动牵引车动力系统参数匹配与仿真

以某纯电动牵引车为研究对象,依据汽车动力性、经济性指标对该牵引车的电机和动力电池进行了选型和参数匹配。利用CRUISE软件搭建了性能仿真模型,针对不同工况对该车进行了最高车速、加速时间、最大爬坡度及经济性仿真分析。仿真结果与试验结果对比表明,该纯电动牵引车动力系统参数匹配过程合理,仿真分析方法可靠有效。     

平曲线路段车辆行驶安全仿真研究

平曲线路段是交通事故高发之处。文中从车、路协同作用对车辆弯道行驶安全性的影响入手,分析了车、路中对弯道行驶安全性可能产生影响的因素,探究不同参数车辆与弯道组合下安全车速的限值。应用TruckSim建立车路耦合模型,通过仿真定性分析了各因素对车辆弯道行驶安全的影响;对不同车、路参数进行正交仿真试验,得出相应临界车速;再利用SPSS对试验结果进行方差分析,筛选出主要影响因素,并对其进行回归分析,建立其与安全车速之间的数学模型,用于计算车辆弯道行驶安全速度,指导车辆和道路设计。     

基于相平面分区的半挂液罐车稳定性控制

为研究半挂液罐车在液体晃动情况下的稳定性控制问题,根据等效原则,建立液体晃动的等效模型,并结合半挂车的刚体模型,建立半挂液罐车非线性动力学模型。选择牵引车横摆角速度作为控制变量,在相平面内判断车辆处于"不足-过度转向"的强弱程度,并结合铰接角判断车辆的运行工况,考虑偏差零态为保持态时,设计了相平面分区九态控制器,通过差动制动实现附加横摆力矩控制车辆的稳定性。仿真结果表明:基于相平面分区控制的方法可以有效抑制液体晃动对车辆的影响,提高半挂液罐车的行驶稳定性,避免侧翻、摆振和折叠事故的发生。     

半挂汽车列车路径跟随模糊控制联合仿真

应用Truck Sim建立了半挂汽车列车非线性整车模型,并建立了简化的四自由度线性参考模型,以牵引车和半挂车的路径偏差和偏差变化率为控制变量设计了模糊控制器,并设计了差动制动控制器对车轮施加制动力矩,然后利用MATLAB/Simulink和Truck Sim软件进行了联合仿真。结果表明,所提出的方法提高了半挂车对牵引车的跟随能力,可以有效地避免甩尾、折叠等危险事故的发生。     

半挂汽车制动性能台试与路试检验的比较分析

<正>半挂汽车是公路货运的主要运输车型,它装载量大,运输效率高,经济性好。半挂汽车由半挂牵引车和半挂车组合而成,因车身长、车轴多,牵引车和挂车组合又不固定,常会将某牵引车和几辆半挂车组成多辆半挂列车,用甩挂方式提高运输效率。这种随时随地就能组合的半挂汽车的制动性能,能否确保安全行车是车辆检测的新课题。即使牵引车和挂车各自的制动性能都良好,但新组合的半挂汽车制动性能也未必都能符合安全行驶要求,这在一些半挂汽车