轮缘半径对月球车鼓形轮原地转向阻力矩影响分析

为了给月球车的车轮构型设计、运动控制、模拟仿真等提供理论参考,基于地面力学理论,提出鼓形车轮下陷量判断方法,研究了其转向时轮-地接触的剪切特性与推土特性,并建立鼓形车轮原地转向的力学模型.理论分析表明:转向阻力矩随轮缘半径的增加而呈渐近线性增加.轮缘半径越小,车轮的转向阻力矩越小,使鼓形车轮较圆柱车轮具有更好的转向灵活性.利用月球车车轮运动性能测试系统对2种轮缘半径的车轮进行了原地转向实验,实验结果表明了该理论模型的正确性.     

行星齿轮转向桥的设计与分析

汽车的转向性能主要由车轮转向半径所决定，为提升汽车转向性能，提出了一种基于行星轮系的汽车转向机构—行星齿轮转向桥。该转向桥利用轴转向代替传统的轮转向，达到减小汽车转向半径的目的。本文利用相关性能指标对比分析了轴转向与轮转向的转向性能。同时对行星齿轮转向桥进行结构与参数设计，并利用ANSYS对转向桥相关部件进行静力学分析，探究其结构可靠性。最后利用MATLAB进行动态分析，对转向桥理论研究进行结果验证。结果表明:采用轴转向的行星齿轮转向桥相较于传统轮转向能够有效减小汽车转向半径、提升汽车灵活性。     

多轴轮毂电机驱动车辆的转向阻力特性

为研究多轴电动车辆的转向阻力特性,在考虑了轮胎负荷变化对轮胎侧偏刚度影响的基础上,建立了车辆3自由度动力学模型;提出了一种稳态转向工况下的转向阻力计算方法,推导了轮胎侧偏角和转向阻力矩的理论计算式.基于该模型,分析了转向阻力矩与转向输入量和车速的关系及理论约束边界,比较了在相同质量与等效履带接地长度条件下轮胎式与履带式车辆的转向阻力矩,讨论了轮胎侧偏角对轮胎力分配的影响,并通过ADAMS软件对计算结果进行了验证.结果表明,相同参数条件下,多轮驱动车辆的转向阻力矩大于履带式车辆的阻力矩,计算模型可为转向控制策略提供理论参考.     

轻型商务车方向盘静动态特性分析

基于某轻型商务车方向盘模态固有频率需有效避开发动机频率以免造成两者频率耦合,进行了该车型方向盘固有频率CAE分析和测试对标工作,并有效地进行了方案的优化。根据模态对标和优化的结果,进一步对该方向盘进行了刚度、强度和耐久疲劳寿命的静、动态特性分析。分析和模态测试结果表明:方向盘各项特性均满足设计要求,有效地支持了该轻型商务车方向盘的开发工作。     

独立轮电液伺服转向系统数学建模与验证

针对独立轮电液助力转向系统结构简单、控制灵活,可满足传统单自由度梯形转向机构实现多轴车辆蟹行、原地转向、横移等特殊工况要求的情形,建立阀控单缸独立轮电液助力转向系统拉格朗日动力学模型.根据实际重型车辆转向系统搭建了1∶1实验台架,并基于dSPACE和硬件在环设计动力学模型实验验证方案.通过给定包括手动随机信号在内的多种输入信号,对比动力学模型和实验台架,得到反馈转角、压力和跟踪误差曲线.实验结果表明,转向角度、转向缸两腔压力等曲线匹配良好,验证所建动力学模型的正确性.该模型可为今后独立轮电液伺服转向系统的非线性控制与分析提供参考.     

汽车转向轻便性试验数学解析研究

文章分析了作用于汽车转向轮的转向力矩,并给出了转向轮回正力矩和转向阻力矩的计算公式;根据此公式建立了汽车转向行驶时转向力矩、车轮转角、转向盘转角间的解析关系,并在此基础上参照标准推导出了汽车轻便性试验解析计算方法,通过试验验证了该解析计算方法的正确性,为汽车开发提供了理论参考。     

基于LabVIEW与Trucksim联合仿真的地面转向阻力跟踪策略

为了解决商用车驾驶过程中转向力矩跟踪精度不高,反馈给驾驶员的路感出现偏差与滞后问题,通过选取两轴商用车二自由度车辆模型对Trucksim内置阻力矩的计算进行推导,采用高精度正交编码传感器对方向盘转角进行解析,将解析后的前轮转角通过CAN(controller area network)发送器发送到LabVIEW的CAN接收模块,借助转向系统实验台实现LabVIEW与Trucksim的联合仿真.结果表明,LabVIEW通过控制PXI(PCI extensions for instrumentation)驱动伺服电机产生的模拟地面转向阻力矩能够很精确地跟踪上Trucksim输出的前轮地面转向阻力矩,并且及时反馈给驾驶员适当的路感,为商用车转向系统助力的设计提供依据.     

基于转角信息的EPS回正控制方法试验研究

装备有EPS系统的汽车,具有低速时回正不足和高速时回正超调的缺点。针对这一问题,从工程化角度出发提出一种基于转角信息的主动回正控制方法。该方法利用转向盘转矩和转速进行回正状态识别,以此为基础建立转角-转速双闭环回正补偿控制策略。从仿真验证结果和实车验证结果来看,该主动回正方法可以使转向盘快速回正并有效减少了回正不足和回正超调的情况。     

零差速式综合传动履带车辆的转向动态特性

针对履带车辆转向时的直驶滚动阻力、转向离心阻力、直驶加速阻力、转向刮土阻力和转向加速阻力等对转向动态特性的影响,以良好路面(如水泥路、农村公路)上的中心转向、液压转向调速系统工作压力和其最高安全压力关系研究为基础,采用零差速式液压转向综合传动,合理匹配转向传动机构,得到了能够保障车辆应对各种转向工况时的工作压力.试验表明:工作压力为最高安全压力的60%～80%时,可保障车辆具有良好的动态转向稳定性.     

转向节疲劳寿命评价及其局部裂纹尺寸的概率分布

转向节的作用是传递和承受汽车的前部载荷,支承和驱动前轮绕主销转动,使汽车转向.针对仍处于开发阶段的某麦弗逊式转向节的疲劳失效问题,提出了一种对其台架试验结果进行评估的方法,根据转向节在系统中的实际连接情况分多工况进行了疲劳台架试验,利用Weibull分布理论结合N_○50%, N_○90%标准对转向节的失效循环次数分布进行了评价,同时推导了一种局部疲劳裂纹尺寸的概率分布预测模型,并利用实测试验数据验证了所推导预测模型的适用性.     

一种新型的装载机电驱泵控液压转向系统

传统装载机的负荷敏感转向系统存在较高的溢流损失和节流损失,转向过程中能量损耗较大.为提高转向系统的能量利用率,提出一种电驱闭式泵控液压转向系统,采用电控方向盘代替原转向系统中的转向阀和方向盘直接控制同步伺服电机,同步伺服电机转速直接由电控方向盘控制,使液压泵输出转向所需的流量到转向液压缸中.研究中,为验证该系统的可行性,首先建立联合仿真模型;然后构建该转向系统的试验测试样机进行验证,并对比原负荷传感转向系统与改进系统在相同转向工况下的工作特性.由试验结果可知,电驱闭式泵控液压转向系统消除负荷敏感转向系统的溢流损失和节流损失,并降低了转向系统的待机能耗,比负荷传感转向系统节能约56%,提高了转向系统的响应速度,使转向过程更加平稳、迅速.      

后轮随动转向车辆非线性动力学特性研究

向后轮随动转向系统中引入一种黏弹性参数可变的黏弹性材料,以替代传统的橡胶衬套;基于黏弹性材料的分数阶本构模型,以及具有饱和特性的非线性魔术轮胎模型,建立了随动转向车辆的三自由度分数阶动力学模型;根据给定的车辆参数,利用MATLAB软件仿真研究了随动转向车辆的横向动力学行为。研究结果表明:在一定的参数条件下,随着车速的提高,后轮随动转向角发生了Hopf分岔现象;当车辆的行驶速度超过某个阈值时,随动转向车辆将发生明显的摆振,后轮随动转向角和车辆横摆角速度时间历程曲线均呈现出具有两个稳定幅值的周期振动,随动转向角相图上出现了两个极限环;后悬架中引入的黏弹性材料参数对随动转向车辆的非线性动力学行为具有明显的影响。该研究为后轮转向车辆横向动力学行为的半主动控制奠定了理论基础。     

基于电液耦合转向系统的车辆载荷变化补偿控制

商用车载荷变化范围较大,导致车辆转向阻力矩变化范围较大;所以在车辆载荷发生变化时,驾驶员所需操纵力矩将随之变化,会使同一车辆的转向操纵手感随载荷变化而不同。针对这一问题,以一种新型电液耦合转向系统为硬件基础,提出了车辆载荷变化补偿控制策略。采用理论公式及Truck Sim软件仿真的方式分析了车辆载荷变化对转向阻力矩的影响,建立两者之间的对应关系;进而设计补偿系数。利用已搭建电液耦合转向系统硬件在环实验台对所提出的控制策略进行验证.结果表明:当带有补偿控制的车辆载荷发生变化时,驾驶员施加在转向盘处手力矩变化轻微,说明控制效果较好,有效减小驾驶员转向操纵手感的变化。     

汽车电子转向器电磁传导敏感度测试技术研究

为了实现汽车电子转向器电磁兼容设计,提出一种电磁传导敏感度测试系统。采用DSP控制技术,按照SAE标准产生异常电压实验条件和瞬变过电压实验条件,在此条件下对汽车电子转向器的各项性能指标进行综合测试。通过对测试系统及电子转向器故障诊断电路显示结果的分析,能快速找到电子转向器被电磁传导干扰攻击出现故障的部位,为进一步采取电磁干扰抑制措施,实现电磁兼容设计提供了一种有效的手段。     

烛式悬架定位参数对车辆操纵稳定性的影响

利用AMESim软件建立了XCMG170烛式悬架矿用汽车全液压转向系统的仿真模型,并验证了所建立的模型的正确性.通过AMESim和ADAMS软件的联合仿真模拟,进行了整车的稳态回转试验、双移线仿真试验和转向盘转角输入试验.通过改变前桥的初始定位参数,分别仿真分析整车的操纵性能,得到了表征整车操纵稳定性的横摆角速度、侧向加速度和车身侧倾角的曲线变化情况.结果表明,前束值增大使得烛式悬架整车的转向回正性能和行驶稳定性能变差,本仿真模型可为同类矿用汽车的选型及改进设计提供参考依据.     

基于新控制策略的五轴汽车操纵稳定性仿真试验分析

在ADAMS/View中建立五轴汽车模型,为实现联合仿真,在Simulink中建立可视化的控制模型,该系统可以实现PID/D(基于横摆角速度的PID策略用于动态调整D值,其中D为转向中心到第一轴的距离)和FD(D值固定,Fixed D value)控制模式的切换。为验证PID/D控制策略的可行性,进行了方向盘转角脉冲仿真对比试验,并按照有关标准进行评分。结果表明：PID/D控制策略的仿真试验的评分结果为77.51,FD控制策略的仿真试验的评分结果为76.3,PID/D控制策略的评分结果高了1.58%。     

基于试验模态的方向盘振动控制优化

为解决某中型客车怠速方向盘振动过大问题,采用试验模态分析法,运用BK测试系统分析发现方向盘振动过大的主要原因.通过更换刚度更大方向盘提高固有频率的措施,避免发动机的怠速频率与转向管柱共处半功率频带,从而改善怠速方向盘振动过大的问题.试验验证表明:方向盘怠速振动峰值降低51.4%,达到预期效果,提高车辆的驾驶舒适性并为解决同类问题提供一个可行方法.     

一种四轮独立转向车辆的稳态响应分析

在汽车线性二自由度模型的基础上建立了四轮独立转向(4WIS)车辆的动力学模型,对其在前轮角阶跃输入下的稳态响应进行了具体的分析。求出了其横摆角速度增益,分析了稳定性因数对其稳态响应的影响。同时借助Matlab将其与前轮转向(FWS)车辆对比,具体地指出了二者的差异。     

超短半径径向水平井转向机构仿真研究

困扰径向水平井钻进的主要问题之一是钻杆弯曲转向前进运动困难，为此采用ANSYS仿真软件对转向器系统构成、滑道截面形状和轨迹、材料模型、约束载荷进行了系统分析，建立了仿真模型。仿真与实验数据对比表明所建仿真模型是可行的，分析了滑道阻力变化对钻进的影响．结果表明，钻进失败的主要原因是钻头中心线与校直中心线存在一定的角度，钻杆的前进轨迹偏离理论值，或与地层干涉或再次发生弯曲变形。钻杆与转向器滑道的接触状况变坏，阻力大幅增加也是导致钻进失败的原因。     

转向工况下汽车悬架系统动力学特性仿真

文章从转向对悬架系统影响的角度出发,建立了转向工况下的1/4汽车动力学模型及仿真模型。通过模拟路面输入,在不同车轮转角和车速等行驶工况下进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,不同车速和车轮转角所产生的不同侧偏力,对车身垂直加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的变化有较大影响,随着车速提高和车轮转角增大,侧偏力也随之增大,致使其加速度等输出响应变化更为显著。