基于非线性车辆模型的行驶状态与路面附着系数估计

路面状况和行驶状态的准确识别是车辆安全行驶和主动控制的重要依据。为了验证车辆行驶状态和路面附着系数估计的有效性,建立了包含Dugoff轮胎模型的四轮三自由度整车仿真模型,提出了基于扩展Kalman滤波理论的车辆行驶状态与路面附着系数估计算法。车辆在设定的双移线路面附着系数分别为0.8、0.7、0.6的工况下进行仿真,对比车辆的运动状态和车辆转向输入激励的趋势的一致性,验证了该模型的合理性。结合该模型计算出的Dugoff轮胎模型纵向和侧向归一化力,通过Matlab编程实现扩展卡尔曼算法估计,算法估算得到的汽车行驶状态参量和路面附着系数与仿真值进行对比。通过结果对比表明,车辆行驶状态估计值与Simulink数值解的均方根误差(RMSE)指标最大值不大于0.03,由于轮胎与路面是动态接触,路面附着系数呈上下波动状,实现了对车辆行驶状态参量和路面附着系数的实时估计,为重型车辆稳定性控制提供了理论基础。     

道路表面特性突变对车辆安全性的影响仿真分析

为了探究车辆在经过路面附着系数变化路段时的行驶安全性,基于ADAMS/CAR建立人-车-路仿真系统,仿真模拟车辆在经过路段积水区域与隧道出入口附着系数较低路段的行驶状况,依据车辆动力响应指标,分析车辆在经过附着系数变化路段时的车辆安全性,提出相应的安全驾驶对策。仿真结果显示:在大半径曲线路段,轮胎单侧或交替经过积水区域比经过全段积水区域时可能更安全些,驾驶员应及时向积水相反方向转动方向盘有利于驾驶安全;车辆在减速驶入隧道和加速驶出隧道时,车辆加速度与路面附着系数对车辆安全行驶状态影响较大。因此建议驾驶员在隧道出入口制动与加速不要过快,进入隧道时应该提前减速,出隧道时不要急于加速或者匀速驶出隧道。     

104阀客车制动性能预测研究

根据空气流动理论和车辆分配阀原理,利用计算机计算空气瞬时状态和分配阀的工作状态,预测104客运列车制动系统特性.同时分析了活塞面积及重量参数对制动性能的影响,总结出制动特性规律.同时为下一步工作,如列车动力学分析提供参数,也为挖掘104阀性能提供了指导.     

符合欧洲标准规程的制动设计

为实现欧洲轨道交通技术的协调,基于欧洲互换性准则的技术规范和欧洲标准在欧洲已经生效,对其中包含的关于制动系统(除了停放制动)设计的描述进行了解释和评价,其关注的基础是制动过程的机械学。采用最小时间间隔的瞬时减速度(减速度特性),可以对轨道车辆的制动性能进行设计和评价。据此,可以计算出瞬时制动力和车辆阻力,由瞬时制动减速度可以确定所要求的轮轨粘着力。当今根据UIC544-1对传统结构的车辆采用的关于制动评价的经验方法依然保留。总体思路是根据物理基础确定轨道车辆制动设计的计算方法。     

基于减速度控制的新一代地铁车辆制动控制技术

当前地铁车辆空气制动技术是将制动缸压力作为最终控制目标,然而受到制动摩擦材料自然特性的限制,制动过程中实际瞬时减速度波动相对较多;制动摩擦材料在实际使用过程中的摩擦特性是动态变化的,制动控制参数中采用固定计算摩擦系数并不能真实反映摩擦性能的变化。减速度控制技术在制动控制上的应用,将使地铁车辆空气制动控制技术实现从制动缸压力间接控制减速度的粗放型控制到制动减速度作为直接控制目标的精细化控制的转变。减速度控制技术使地铁车辆制动性能更稳定。     

重载车辆不同行驶条件下沥青路面结构动态响应分析

重载车辆在不同行驶条件下对路面的破坏程度有所不同,为定量分析何种行驶条件对路面影响最大,从实际路面结构出发,采用有限元仿真模拟对比分析重载车辆在匀速、制动和加速3种行驶状态下对路面不同结构层的动态响应影响规律,以制动为车辆行驶条件,进一步分析不同水平力系数Φ(0.3、0.5、0.7、0.9)对路面结构动态行为的影响。结果表明,3种行驶状态下路面结构层的横向应力和竖向应力差距均在10%左右;而路面结构层在减速和加速行驶状态下的纵向应力和纵向剪应力较匀速增涨幅度可达100%～150%;在分析的Φ范围内,横向应力和竖向应力极值在相邻水平力系数下变化幅度为1%～5%,而纵向应力和纵向剪应力极值随水平力系数的增加而变大,最大差值分别为0.596、0.618 MPa。     

商用车辆在长大下坡时制动失效及控制研究

长大下坡制动失效时的控制研究对商用车辆安全行驶至关重要。为了使商用车辆在长大下坡制动时能够满足ECE制动法规的要求,提出了基于商用车辆剩余制动性能分析方法和制动器Bang-Bang策略的ABS控制算法。通过动力学的理论分析和硬件在环测试试验,研究了商用车辆在制动失效工况下有、无ABS控制器对剩余制动性能的影响。结果表明:无ABS车辆,在制动失效工况下均不满足ECE法规要求;硬件在环试验表明虽然存在等同实车的硬件系统带来的时滞,但提出的控制算法对车辆剩余制动性能控制依然有效可行。     

直线电机驱动的地铁车辆防护曲线研究与验证

直线电机驱动的地铁车辆在牵引或电制动时不受轮轨黏着的限制,将电制动介入紧急制动能提升制动性能。出于安全性考虑,车辆依据防护曲线实时监测电紧急制动性能。为准确计算防护曲线,分析执行装置的施加过程,对紧急制动性能建模;拟合并分析各执行装置的理论性能,得出瞬时理论紧急制动性能;结合性能模型和瞬时理论性能,推导出电紧急制动性能的临界条件;从安全性和可用性角度出发,对临界条件进行优化,求解出车辆的防护曲线。通过北京机场线车辆试验表明,车辆在110 km/h速度等级下,判定系数取0.92,调整系数取–0.12时,减速度安全余量为2.7%,制动距离安全余量为5.3%,验证防护曲线的安全性和可用性。     

轻轨车辆电传动系统的特性设计

对轻轨车辆的特点进行说明,并通过电传动系统的牵引制动特性进行了分析.以某城市轻轨系统的基本要求为基础数据进行了具体牵引制动特性的设计,以求提出一种轻轨车辆电传动系统特性的设计方法.     

城轨车辆踏面制动单元内部摩擦力对制动系统性能的影响

为提高城轨车辆制动系统整体性能,采用理论分析和地面试验的方法,验证了在制动施加和缓解过程中,城轨车辆踏面制动单元由于内部摩擦力的影响,在相同的制动缸压力下,其实际输出的闸瓦压力并不相同;进一步分析了这种特性对常用制动性能、闸瓦磨耗等制动系统整体性能的影响,并提出了对应的解决措施,为今后城轨车辆制动系统的方案设计提供了参考。     

孟买地铁车辆转向架牵引拉杆的优化设计

对用于孟买地铁车辆的牵引拉杆进行了优化设计。研究了牵引拉杆不同节点刚度对车辆振动模态的影响,仿真计算了单牵引拉杆在牵引和制动时对车辆动力学性能的影响。     

应用于城轨车辆的盘形磁流变制动器设计

对运用于城轨车辆的盘形磁流变制动器进行了研究。通过介绍磁流变液的流变特性,以及分析磁流变制动器的制动原理,推导了盘形磁流变制动器的制动力矩计算公式。针对在城轨车辆的运用设计了一种磁流变制动器。在Matlab/Simulink和ANSYS软件环境下对磁流变制动器的制动特性进行了仿真分析。结果表明该磁流变制动器满足城轨车辆制动性能的要求。     

采用新型混合动力系统改善中型载货车的燃油经济性——配置电动增压器的柴油机性能及排放特性研究

为了改善中型载货车在实际行驶工况下的燃油经济性,研究人员提出一种全新的混合动力车概念。该混合动力系统的关键技术是电动增压器。采用1台4缸柴油机并配置电动增压器,对发动机的性能和排放特性进行研究。在高增压压力与大流量废气再循环相结合的条件下进行发动机试验。研究结果证实,车辆的燃油经济性和排放性能同时得到改善。而且,在底盘测功器试验中还成功证实,车辆所用电动增压器消耗的电能可以由中型混合动力车在行驶过程中产生的制动再生能量提供。     

基于非线性观测器的路面附着系数估计方法

提出了一种基于非线性观测器的路面附着系数估计方法。针对转向工况下路面附着系数的实时估计问题,建立了车辆的非线性动力学模型,构造了全维观测器,以估算轮胎回正力矩。根据车辆的侧向动力学特性,将车载传感器测量值与车辆模型输出值之间的偏差作为非线性观测器的Luenberger类型反馈项,实现了对车载传感器的充分利用。通过李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性分析,确定了非线性观测器反馈环节的增益,并在Matlab/Simulink仿真环境下对该方法进行了验证。仿真结果表明,该估计方法在不同路况下具有较高的准确性。     

地铁车辆牵引仿真计算

介绍了地铁车辆仿真系统的建模和计算过程,建立了列车牵引、电制动特性模型和仿真计算模型,以基本动力性能要求和列车运行能力要求为输入,仿真得到列车牵引、电制动特性曲线,并对典型区间及实际线路进行模拟运行,通过对比分析仿真和实际运行数据,为地铁牵引系统国产化研制提供参考。     

高速动车组紧急制动系统的建模与仿真分析

根据高速动车组紧急制动系统的施加原理及制动特性,利用AMESim软件分别建立了单车级紧急制动气路模型、车辆制动子模型以及整车紧急制动模型。在此基础上,针对不同载荷、轮径及制动施加方式对所建立的模型进行复合仿真,分析了不同车辆参数对制动性能的影响,并研究了风速、轨道坡度对制动距离的影响。所得结果与真车试验结果的误差在允许范围之内,表明所建立的模型是有效的。所建立的制动系统模型为通过仿真模拟验证各种动车组紧急制动性能提供了一个有效方法。     

KZW-4G系列货车空重车自动调整装置(续完)

9 制动性能计算结果分析 制动距离是评判制动性能的一个主要因素.在外界条件相同的情况下,车辆的制动距离越短,说明其制动系统的性能越好.     

列车空气管系及副风缸充气特性数值仿真研究

利用有限体积法和改进的算子分裂法 ,以货物列车空气制动系统的充气特性作为对象 ,研究列车副风缸在列车充气作用时压力变化情况。建立长大列车空气管系的二维计算模型 ,对车辆制动系统的三通阀进行了合理的简化和等效计算后 ,研制了可完整求解货物列车空气制动系统充气特性的数值仿真程序。进行了 1万t和 2万t重载列车空气制动系统充气特性的数值仿真研究。将计算结果与有关试验数据进行了对比分析。本研究工作是进行货物列车空气制动系统研究的重要组成部分 ,可以为长大列车空气制动系统的试验研究和性能改进提供理论参考。     

中速磁悬浮车辆制动夹钳的设计分析

文章对中速磁悬浮车辆制动夹钳的结构和安装进行阐述,并对该机构的设计进行分析验证。通过建模计算制动夹钳在水平曲线和竖直曲线上最大偏移量和最大偏角,以及使用有限元建模分析碳陶闸片及F形轨道在连续紧急制动工况下的温升情况。最后通过计算以及试验台测试闸片的平均摩擦因数、最高温度、闸片瞬时摩擦因数等数据,可知制动夹钳的曲线通过性能和碳陶闸片的耐热性和连续紧急制动工况下的摩擦因数均满足设计要求。     

基于永磁轨道制动装置的制动系统研究

制动系统是一个多部件、多种制动方式相结合的系统,其动态特性复杂,且制动性能直接影响整车的性能和行驶安全性。永磁轨道制动装置与传统轮轨黏着制动装置相比有较大差别。其制动力施加不受轮轨黏着影响,一旦驱动施加后,依靠永磁体产生的磁场吸力,不受断电、压缩流体的影响。采用电制动为主、磁轨制动系统为辅的制动方式,可以有效缩短制动距离,缓解主制动方式的工作状况,提高制动系统使用寿命。多制动系统的联合控制可使多种制动方式协同工作,发挥互补作用,提高列车的制动安全性和行驶可靠性。