铰接车转向阻力矩的测定与仿真

对铰接车模型进行了转向阻力矩的测量,在此基础上,利用多体动力学仿真软件RecurDyn建立了轮式铰接车和履带式铰接车仿真模型,得到了整车转向阻力矩曲线。通过比较,对测量结果进行了验证,同时发现履带式铰接车比轮式铰接车原地转向阻力矩小,为下一步折腰转向液压缸的选型奠定了基础。     

基于油缸铰接点位置铰接车转向机构优化设计

铰接转向机构是铰接车重要组成部分之一,既对整车的动力性、转向稳定性产生重要影响,也是整车安全运行的重要影响因素。以油缸铰接点位置为变量,建立铰接转向机构优化设计数学模型,分析变量对转向过程系统消耗的平均功率、最大转向角和最大行程差等几项动态性能指标的影响。分析数据表明,铰接点位置对平均功率和最大行程差影响较大。在此基础上以转向过程的最大行程差和平均功率为目标函数,在一定的约束条件下,包括边界条件约束、油缸结构尺寸约束、伸缩比和传力角度约束等,对转向机构进行了优化,优化后改变了油缸铰接点位置,并使最大行程差减少39.55%,消耗的平均功率减少4.99%。     

全轮驱动铰接车电子差速控制策略对比分析

全轮驱动铰接车转向差速过程中,不同的电子差速控制策略造成各轮的滑移率变化不同,造成的轮胎磨损也有较大差异。通过分析整车动力学模型,联合ADAMS建立整车多体动力学虚拟样机模型和Simulink建立的整车电子差速控制策略模型,并在各轮加入滑移率计算控制模块,分别采用等功率分配、等扭矩分配和滑移率控制等控制策略,进行转向工况仿真,以转向过程中各轮滑移率变化作为对比分析指标。结果表明,滑移率控制能够很好地保证转向过程中各轮滑移率一致,更好地利用地面附着力,达到能量的合理分配,减小轮胎磨损,使整车获得良好差速性能,为此类电子差速控制策略研究提供参考。     

铰接系统布局方案对铰接车原地转向性能的影响

为验证铰接系统在铰接车前后车架上不同布局方案的差异,利用ADAMS软件建立了铰接车虚拟样机模型,研究了铰接系统前置和后置两种方案对铰接车原地转向过程中轮胎和铰接体的受力、车身侧倾以及运动轨迹的影响。结果表明:采用铰接体前置方案减小了转向过程中前后车体侧倾的现象,内外两侧轮胎轮荷转移量降低了50%以上,铰接体沿整车纵向和侧向的受力也得到一定程度的改善,采用两种方案的铰接车运动轨迹基本重合。     

基于ADAMS电驱动铰接车行驶稳定性建模分析

针对电驱动铰接车行驶中出现的"蛇形"失稳等现象,对影响车辆行驶稳定性的因素进行分析。根据铰接车的结构特点,将其简化为三自由度的动力学模型,基于简化的单轨模型,利用拉格朗日方程建立铰接车单轨动力学数学模型。应用ADAMS建立铰接车整车多体动力学仿真模型,正确选择轮胎类型和路面模型,进行整车动力学仿真。获得整车的行驶速度、前后车节质心横摆角速度、铰接角等随时间变化曲线。重点分析不同的质心位置、转向参数、质量、轮胎侧偏刚度、悬架刚度和阻尼等参数对铰接车行驶稳定性的影响。仿真结果表明:质心位置靠近铰接点,增大转向刚度和阻尼,减小轮胎侧偏刚度,增大悬架刚度和阻尼,适当增加后车体质量,有利于提升电驱动铰接车的行驶稳定性。     

基于DYC控制全轮驱动铰接车行驶稳定性分析

全轮驱动铰接车所有驱动轮都可独立进行转矩控制,且电动机转矩的快速、精确响应和易于换向的特点,能够使这种铰接车有利于实现利用驱动力改善行驶稳定性。充分利用这一点,针对铰接车的行驶不稳定的情况,基于直接横摆力矩(DYC)控制方法,运用LQ最优控制理论,以车辆质心侧偏角(β)和横摆角速度(ωr)为控制变量对其行驶稳定性控制进行分析,对铰接车行驶稳定性进行前馈—反馈复合控制,使铰接车的横摆角速度,侧向加速度,质心侧偏角有了一定的改善,取得了良好的控制效果。并对其权值系数进行了调试。通过铰接角转角阶跃输入,结果显示加入控制后,在一定程度上改善了铰接车行驶的不稳定情况。     

铰接转向机械液压传动的动载分析

根据运动学和动力学原理,对铰接转向机构的恒流液压系统进行了研究,并在实例计算的基础上得到结论为达到等速转向,消除动载,必须按照一定的规律去改变油缸在转向过程中的供油量。     

电驱动铰接式车辆转向差速性能建模与仿真

电驱动铰接式车辆每个车轮采用独立异步电机驱动,可靠高效的转向差速控制策略尤为重要。通过分析电动轮数学模型和车体运动转向数学模型,采用ADAMS建立虚拟样机模型,应用Simulink搭建牵引电机模型及其驱动控制模型,联合建立整车驱动控制模型;针对现有普遍采用的等功率和等扭矩控制方式进行稳态转向工况差速性能仿真,从车辆动力学角度对两种控制方式进行评价。结果表明:等转矩控制下的差速性能略优于采用等功率控制,对地面附着系数利用更好,所搭建的模型及获得的结论可以对电驱动铰接式车辆转向差速控制系统研究提供参考。     

煤矿铰接车辆线控转向技术综述

线控转向是提高煤矿铰接车辆在复杂环境灵活稳定运行的一项前沿基础技术,不仅能够提升铰接车辆转向性能,还是未来实现智慧矿山无轨辅助运输系统智能化、无人化的核心技术。针对铰接车辆线控转向技术,分析了线控转向系统的发展现状,阐述了线控转向系统应用于煤矿铰接车辆的优势,指出在应用过程中的痛点和难点;分别对线控转向系统的电液控制以及执行元件等在节能性和控制精确性等方面进行研究,归纳总结出适用于煤矿铰接车辆的电液泵控和电液阀控两大主流技术,分析对比了两种技术的原理和特点;聚焦铰接车辆线控转向的五大关键技术,提出了实现关键技术的路径;探讨了节能性、容错性、控制精度在未来的发展趋势。旨在通过对线控转向技术的研究,为煤矿铰接车辆转向性能的优化和实现自主行走提供科研思路,为更快地实现智能化无轨辅助运输打好扎实基础。     

车速对汽车转向力矩的影响分析

研究车速对汽车转向力矩的影响对电动转向系统中助力特性曲线的确定十分重要。在对转向力矩形成机理进行分析的基础上，根据汽车操纵动力学、转向系统动力学模型和轮胎半经验模型，建立了转向力矩的分析模型。通过仿真分析了车速、载荷转移及切向力等因素对转向力矩的影响，得到了一些有用的结论。     

煤矿井下运煤车转向机构优化设计

以井下运煤车的转向机构为研究对泉,分析了影响铰接车转向机构转向性能的各个因素,以及它们的影响趋势.同时建立了以综合转向性能最优为目标的优化设计数学模型.仿真结果表明:与原转向机构相比,优化后的转向机构的转向性能更好.     

考虑迟滞行为的重型车辆轮胎原地转向阻力矩研究

重型车辆原地转向阻力矩是影响其转向系统设计与控制性能的关键参数之一,精确可靠的阻力矩模型对提升转向驱动系统的设计水平、稳定性与控制能力有重要作用。为建立可精确复现实际转向工况的阻力矩模型,将轮胎转向时胎面单元变形产生的弹性迟滞摩擦力与Maxwell迟滞模型结合,提出考虑轮胎迟滞行为的原地转向阻力矩模型,可对轮胎任意换向下的阻力矩进行有效预测。基于重型车辆单轴转向系统测试台,试验探究转向频率、转向角幅值和垂直载荷对阻力矩的影响规律;基于典型迟滞行为设计系统转向角输入,明确原地转向阻力矩模型对擦除特性、多值特性、同余特性和返回点记忆性的复现能力与其实际迟滞行为。试验结果表明,该模型可以复现擦除特性、同余特性和多值特性的典型迟滞行为,这与标准迟滞系统一致,具有普遍性,但重型车辆转向阻力矩在返回点记忆特性上存在特殊性,即仅在轮胎回转角大于蓄力角度时才表现出良好的返回点记忆特性。综上可为重型车辆原地转向阻力矩研究提供有价值的模型参考。     

转向轮独立驱动的车辆转向系研究

分析了传统转向梯形机构存在的原理误差,给出了转向轮独立驱动的车辆转向系的设计思想和系统架构,使其对于车辆的运行经济性和行驶安全性将起到一定的积极作用。     

轮式铰接车辆的动力学耦合模型研究

提出了轮式铰接车辆的动力学耦合模型,并且给出了此耦合模型的具体形式,这为正确把握轮式铰接车辆在不平路面行驶时的运动状况提供了理论依据,同时为最终实现对轮式铰接车辆的主动悬架控制提供了一定的理论基础.     

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。     

铰接履带运输车进气系统的匹配设计及布置

以某型铰接履带运输车为例,阐述了选择空气滤清器的思路,利用理论经验公式对空气滤清器进气量和进气系统总体阻力进行计算,并介绍了空气滤清器和进气管路布置时应注意的事项,对铰接履带运输车进气系统初步设计提供参考。     

Design of a Preview Controller for Articulated Heavy Vehicles

The paper presents a preview controller design for ATS （active trailer steering） systems to improve high-speed stability of AHVs （articulated heavy vehicles）. An AHV consists of a towing unit, namely tractor or truck, and one or more towed units which called trailers. Individual units are connected to one another at articulated joints by mechanical couplings. Due to the multi-unit configurations, AHVs exhibit unique unstable motion modes, including jack-knifing, trailer swing and rollover. These unstable motion modes are the leading cause of highway accidents. To prevent these unstable motion modes, the preview controller, namely the LPDP （lateral position deviation preview） controller, is proposed. For a truck/full-trailer combination, the LPDP controller is designed to control the steering of the front and rear axle wheels of the trailing unit. The calculation of the corrective steering angle of the trailer front axle wheels is based on the preview information of the lateral position deviation of the trajectory of the axle center from that of the truck front axle center. Similarly, the steering angle of the trailer rear axle wheels is calculated by using the lateral position deviation of the trajectory of the axle center from that of the truck front axle. To perform closed-loop dynamic simulations and evaluate the vehicle performance measure, a driver model is introduced and it ＇derives＇ the AHV model based on well-defined testing specifications. The proposed preview control scheme in the continuous time domain is developed by using the LQR （linear quadratic regular） technique. The closed-loop simulation results indicate that the performance of the AHV with the LPDP controller is improved by decreasing rearward amplification ratio from the baseline value of 1.28 to 0.98 and reducing transient off-tracking by 95.03%. The proposed LPDP control algorithm provides an alternative method for the design optimization of AHVs with ATS systems.     

转向三角形的汽车转向机构特性

基于汽车转向梯形机构的平面模型,提出了一种新的转向梯形机构的研究方法,即转向三角形和转向三角形顶点的概念并建立转向梯形机构的三角形数学模型。利用作图法和Matlab软件编程绘出转向三角形顶点变化的特性曲线,并分析该特性曲线下的转向梯形机构的转向特性。该方法提出了转向机构新的研究方法,根据转向曲线确定转向机构尺寸。