大型双履带车辆转向性能的研究

结合露天矿用自移式破碎站实际工作特点,在考虑了履带车辆设备的偏心、履带的中心距、履带板的宽度和履带的接地长度等相关参数影响的前提下,进行了转向理论分析和驱动力计算,分析了履带驱动力与履带车辆设备的偏心、履带中心距、履带接地长度、履带板宽度、履带转弯半径之间的相互关系;明确提出了履带车辆再生功率产生的条件和变化规律,指出了履带车辆再生功率与履带车辆转弯半径的关系,研究结果对露天矿用履带车辆的设计有理论指导作用。     

履带车辆转向性能参数分析与试验研究

履带车辆转向性能试验研究是分析履带车辆转向特性,验证履带车辆转向理论的重要技术手段。针对当前缺乏准确、高效的履带车辆转向性能试验方法与测试手段的研究现状,根据履带车辆转向运动学、动力学参数之间的相互关系,系统全面分析各转向性能参数的测试及获取方法。在此基础上,提出采用基于GPS原理的转向性能测试系统测量转向轨迹的方法获得履带车辆的实际转向半径,并结合NI测试系统、存储式转速、转矩仪等装置,实现了多个转向半径下,履带车辆转向运动学、动力学参数的不间断测试,显著提高了转向性能参数的测试效率及精度。对试验仪器设备使用、试验数据处理过程进行详细论述,重点解决了多套试验装置所采集数据的截断与同步的关键问题。进行试验结果的分析及与理论模型计算结果的对比研究。为开展履带车辆的转向性能试验测试及转向理论模型验证提供了重要的技术方法。     

履带车辆稳态转向性能分析与试验

建立了高速履带车辆稳态转向动力学模型,该模型考虑了履带的滑转、滑移以及转向时离心力的影响,采用仿真计算与试验测试相结合的方法研究了履带车辆的转向性能。采用剪切应力-剪切位移关系模型推导了两侧履带牵引力、制动力及转向阻力矩的计算公式,并通过力学平衡关系构建了履带车辆转向动力学方程。以某型履带车辆为对象,通过试验测试结果与计算结果的对比分析,实现了对履带车辆转向模型的试验验证。     

基于Simscape和RecurDyn的履带车辆动力学仿真技术研究

基于Matlab/Simscape建立履带车辆发动机和传动系统的物理模型.基于多体动力学软件RecurDyn建立履带车辆行动部分虚拟样机.通过Simulink和RecurDyn的接口技术,建立了发动机-传动装置-行动装置的履带车辆联合仿真模型.对履带车辆在硬路面进行直驶仿真,得到了换挡时的车速及驱动轮扭矩变化曲线;对履带车辆在硬路面进行无级转向仿真,得到了转向时驱动轮转速曲线和扭矩曲线、车速曲线和履带车辆运动轨迹.仿真结果表明,论文建立的履带车辆联合仿真模型有效可行,为履带车辆动力学仿真分析提供了新的思路.     

基于多体动力学仿真的履带车辆转向性能分析

以多体系统动力学理论和方法为基础,基于RecurDyn软件建立高速履带车辆多体动力学模型及路面模型,对履带车辆在硬、软两种地面的高速转向过程进行动力学仿真和对比分析。重点分析车辆在转向过程中履带预张紧力、转向半径和路面工况这3方面因素对转向特性的影响。研究结果表明:履带车辆高速转向时,软地面转向性差,易发生车辆侧翻、脱轮等现象;车辆以20 km/h的速度,转向半径r>B/2软地转向时,两侧履带滑移(滑转)现象不明显,转向稳定性最好,当选取车重力的10%(20 kN)作为预张紧力时,履带动态张紧力波动变化小,车辆转向角加速度没有出现幅值突变,转向平稳。     

实现履带车辆转向功率机械循环的电传动方案研究

为了降低履带车辆电传动系统所需电机功率,提高电机功率在全行驶工况的利用程度,在分析履带车辆双侧独立电传动方案的优缺点基础上,提出了可实现履带车辆转向功率机械循环的电传动方案.建立了该方案的运动学、动力学数学模型,并进行了运动学、动力学及部件功率需求特性仿真分析,绘制了不同转向工况下的功率流图.采用此方案可以非常有效地降低履带车辆对电机的功率需求.     

考虑履带滑动的履带车辆转向载荷比分析与验证

为研究高速履带车辆稳态转向载荷比的变化规律,根据履带车辆转向过程中履带与地面之间的剪切应力-剪切位移关系,建立了稳态转向平衡方程和稳态转向载荷比模型。分析了履带车辆转向功率及整车转向载荷比随转向半径的变化规律,履带滑动对转向载荷比影响。最后对某高速履带车辆开展了稳态转向试验,进行数据处理和对比验证。结果表明:整车转向载荷比试验数据与理论计算结果有很好的一致性,验证了转向载荷比模型的准确性。     

履带车辆液压机械差速转向系统动力学建模及仿真

液压机械差速转向系统是履带车辆的一种新型双功率流转向系统,在对系统构成及工作原理进行分析的基础上,运用动力学原理和模块化建模方法,建立了包含发动机、液压闭式回路系统、行星排及负载等履带车辆液压机械差速转向系统的数学模型和Simulink仿真模型。结合实例,对液压机械差速转向系统的动态响应性能进行了仿真及试验研究,对比表明所建模型能有效表达履带车辆液压机械差速转向系统性能的变化,分析了不同工况参数下系统性能的变化规律,从而为履带车辆液压机械差速转向系统的性能分析及控制研究提供理论依据。     

电传动履带车辆耦合传动方案性能分析

针对履带车辆双侧独立电机驱动方案中对电机性能要求苛刻的缺点,提出了一种功率耦合方案,通过对该耦合机构的性能特性和转速、转矩数学变换模型的分析,表明了耦合方案的可行性。进行动力学计算,说明了功率耦合机构可以实现绝大部分转向功率通过机械方式回流,显著降低履带车辆转向时的功率需求。分析结果验证了该方案的正确性和可行性,为履带车辆电传动方案的选择提供一种思路。     

基于打滑条件下的履带车辆转向分析

研究履带车辆转向性能时传统履带车辆转向理论不考虑履带接地段的滑转与滑移,计算结果与实际存在一定差别。在分析履带与地面相互作用的基础上,基于滑转滑移条件讨论履带车辆平稳转向的实际过程,导出了履带牵引力、制动力、转向阻力矩、转向半径和转向角速度的表达式,采用迭代法求其数值解,和传统转向理论的相关结果作了定量比较,并进行了实车试验。结果表明,考虑履带接地段打滑后相对转向半径约为不考虑打滑时的转向半径的1．5倍,即约为履带车辆接地长L与履带中心距B之比,转向角速度约为不考虑打滑时的2／3,考虑履带接地段打滑时转向半径与转向角速度同实车试验测定的数据相比误差在3％左右。表明建立的考虑履带打滑时的转向模型更符合履带车辆转向实际。     

基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略研究

为了提高电传动履带车辆的转向控制性能,首先进行了履带车辆转向动力学分析,研究了履带车辆转向特性,进而针对履带车辆转向轨迹可控性差、动态响应慢等缺点,提出一种基于模糊PID算法的双侧电传动履带车辆转向控制策略,将驾驶员转向意图解释为内侧电机制动力矩,并通过模糊算法对外侧电机力矩进行跟随控制,实现稳定的转向轨迹并提高转向响应速度。转向过程中的纵向车速由PID算法进行控制,通过模糊因子来实现模糊控制算法与PID算法之间的融合。仿真结果表明,所提出的控制算法可以实现稳定可控的转向轨迹,具有良好的鲁棒性,与传统转向力矩分配策略相比,该控制算法的动态响应时间缩短约0.7s。     

履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究

采用机械系统动力学分析与建模通用方法,考虑车辆转向时履带滑转（滑移）及转向中心偏移等因素,在对车辆转向受力状况进行分析与计算的基础上,建立了履带车辆液压机械差速转向机构转向动力学模型,采用Newton-Raphson方法对模型进行了求解。根据提出的转向性能评价指标,结合实例样车,采用仿真与试验方法研究了履带车辆转向性能,行驶试验的结果表明,所建模型能反映履带车辆转向性能的变化趋势。研究结果为履带车辆液压机械差速转向机构设计及行驶控制提供了理论基础。     

电液控制全轮转向系统

多轴车辆在后桥增设电控液压转向系统,可实现整车的全轮转向,对整车性能有较大提升。但由此也引出几个问题:一是车辆变成全轮转向后,原车的前桥转向机构是否需要重新设计;二是当后桥车轮不需要转向或者当电控液压转向系统失效时,如何保证后桥车轮处于直行位置且一直保持在直行位置;三是全轮转向具有多种转向模式,模式之间如何平稳的进行切换。这些问题的合理解决决定着全轮转向系统的性能。以四轴车辆为研究对象,从机械、液压、电控三方面就提出的三个问题进行着重分析。     

汽车可变转向比电动助力转向系统原理与仿真

分析了汽车可变转向比电动助力转向系统工作原理及其对汽车中心操纵性能的影响。首先对差动轮系转向机构进行了静力学和运动学分析，然后建立了简化的动力学仿真模型。仿真的结果表明，基于差动轮系机构的电动助力转向系统能提高汽车中心操纵性能。     

双前桥转向系与悬架运动协调性分析及优化

针对企业反映的某四轴重型车双前桥转向时出现的轮胎严重磨损和跑偏现象,通过建立该车的转向和悬架系统数学模型,对悬架与转向杆系的运动干涉计算方法进行了研究,并分析了双摇臂机构的运动规律。对悬架与转向杆系运动不协调量,以及轮胎做非纯滚动的趋势进行了优化设计,从而减小了轮胎磨损量,改善了悬架和转向杆系的运动干涉,使车辆的行驶性能更加优越。     

汽车助力转向系统绿色设计

介绍了绿色设计和汽车助力转向系统的基本概念和技术;针对日益严峻的环境和能源问题在汽车助力转向系统设计过程中引入了绿色设计理念;提出了几项有助于提高汽车助力转向系统绿色性能的优化设计方案.     

车辆稳定性系统与四轮转向系统集成控制研究

通过ADAMS/Car软件建立了车辆虚拟样机模型,车辆模型具有四轮独立制动和四轮转向的能力。在车辆稳定性系统和四轮转向系统的基础上,基于MATLAB设计了一种分层式集成控制系统,由上层控制器和下层子系统控制器组成。下层子系统控制器包括车辆稳定性控制子系统(以目标横摆角速度为控制目标)和四轮转向控制子系统(以车身质心零侧偏角为控制目标)。上层控制器为基于规则的系统管理控制器,考虑子系统间的相互耦合因素,协调子系统间的工作关系。理论分析和仿真结果表明,构建的分层式集成控制系统是一个行之有效的综合仿真和优化控制的系统,其性能优于单独控制和叠加控制,使车辆的操纵稳定性和安全性得到显著提高,所得结果为集成控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

基于底盘激励的汽车高速行驶方向盘抖动研究

建立了包含转向节、转向管柱及方向盘系统的转向系统模型,在转向节处输入由试验测试的加速度频谱,计算方向盘的频响函数,并基于板件的厚度或结构优化来改善频响函数。应用实例表明,该方法可以成功地解决汽车高速行驶时方向盘的抖动问题,为汽车转向系统的研发设计提供了思路,大大缩短了整车开发周期。     

履带车辆硬地面转向阻力矩算法的研究

提出履带车辆一边履带驱动、另一边履带制动实现转向时地面产生的阻力矩的计算方法。通过建立相对车辆静止的动坐标系,推导出履带板上任意点的运动速度方程。地面对履带板上接触点的摩擦力方向与该点的运动速度方向相反,从而确定出产生转向阻力矩的摩擦力的大小和方向,对转向中心取矩得到转向阻力矩。通过求解运动学方程组,得出转向阻力矩。研究表明,履带与地面问摩擦力沿履带方向的分力提供转向驱动力,垂直履带方向的分力产生转向阻力。该转向阻力矩计算方法比传统计算方法更加精确。