交叉变轮距底盘机械式可变特性转向系统研究

分析了变轮距车辆的转向要求及常用转向方法;介绍了一种利用双对角线几何原理实现轮距可变特性的交叉变轮距车辆底盘技术;针对目前国内的机械式转向系统一般不能满足变轮距车辆的转向要求的现状,提出了一种利用基于阿克曼梯形转向机构的可变特性转向单元实现交叉变轮距底盘机械式转向的技术方案。分析结果表明,该方案不仅可以较好地实现交叉变轮距底盘的前轮转向和四轮转向,而且降低了转向机构及其控制程序的复杂程度,提高了转向精度和可靠性,具有较高的理论研究和推广应用价值。     

基于线控转向系统的交叉变轮距底盘的研究

分析车辆转向时各车轮的运动关系;针对我国农业的现状,提出一种基于阿克曼梯形转向结构的交叉变轮距底盘的技术方案;在交叉变轮距底盘的基础上,加入了线控转向系统,4个车轮由4个转向电机独立驱动,并保留转向盘和转向轮的机械连接。研究表明:该交叉变轮距底盘可较好地实现变轮距、前轮转向和四轮转向,而且应用线控转向系统可以提高汽车的转向性能,对农用机械的开发具有参考价值。     

交叉变轮距车辆转向机构优化设计

基于国内多数车辆为定轮距或轮距人工有级可调,不能实现灵活调节轮距的现状,提出一种将底盘车桥交叉布置,通过改变车桥夹角来无级调节轮距的方法.介绍了交叉变轮距车辆底盘结构,分析了车辆轮距调整和转向原理,借助MATLAB对转向机构进行优化设计,并且分析了交叉变轮距车辆的转向误差.结果表明,转向机构优化后的交叉变轮距车辆转向时产生的误差在允许范围内,能够使转向更加接近理想状态,对交叉变轮距车辆的研究具有一定的参考价值.     

一种专用差速器齿轮传动系统的动力学分析

对实现交叉变轮距车辆底盘转向功能的一种新型可旋转差速器齿轮传动系统进行动力学分析。将该专用差速器齿轮传动系统视为具有库仑阻尼的弹簧-质量的非线性时变系统,建立了系统12自由度的弯-扭耦合振动模型;将车辆转弯过程中路面对车轮施加的负载转矩作为系统的外部激励条件,分析了内部激励因素对该专用差速器齿轮传动系统振动特性的影响并建立动力学数学模型;通过求解系统动力学数学模型以及固有频率,进行该齿轮传动系统的运动相轨迹分析,优化系统的特性参数;达到了减弱该系统的振荡性能并提高系统的响应速度,使系统具有满意的动态性能指标的目的。     

高地隙底盘系统数学建模与侧翻临界状态分析

车辆侧翻事故已引起人们的广泛关注,高地隙喷雾机底盘系统因其质心高而存在更大的侧翻风险。文章提取侧翻问题的主要参数转向角、最小转弯半径、车速等建立数学模型做理论分析,运用ADAMS/View建立模型对其进行仿真,确定了侧翻临界状态的最小转弯半径为6.06m,最大转向角下转向临界车速为18.56km/h,对其安全行驶提供了参考指标,特别是为前后轮距不等的底盘系统的开发和研究提供了参考依据。     

线控转向车辆可变角传动比特性的研究

针对线控车辆的操控性能改善问题,对线控转向系统可变角传动比特性的优化设计方法进行了研究。基于客观的车辆操纵稳定性指标多目标评价函数,结合"驾驶员-车-路"闭环系统双移线工况仿真实验结果分析,确定了不同车速对应的最优角传动比;在此基础上,考虑车辆非线性横摆角速度增益特性对驾驶员转向操作的不利影响,分析了角传动比随转向盘转角变化的特性;对固定角传动比系统和可变角传动比系统的线控车辆,分别进行了双纽线和双移线两种典型转向工况下的仿真对比实验。实验及研究结果表明:相比于传统固定角传动比系统,具有角传动比可变优化特性的转向系统不仅能改善车辆低速转向灵敏性和中高速路径跟随性能,还能有效减小驾驶员的转向操作负担。     

交叉变轮距车辆磁流变悬架系统的优化设计

基于不同农作物种植行距不同以及生长高度不同而设计的高地隙交叉变轮距车辆底盘,对其悬架系统的设计与优化开展研究.首先,建立了磁流变阻尼器阻尼可控悬架系统的Bouc-wen 2自由度动力学模型,并分析了悬架系统对路面不平度输入的振动响应,得到了基于车辆平安性和悬架动挠度对路面不平度输入的振动响应均方值表达式;其次,以车身质量和路面激励为负载对刚性车架体进行疲劳分析,设计了柔性车架体;最后,分析了车身阻尼比、车身质量与车轮质量比、车轮刚度与悬架刚度比对车辆平安性的影响,确定了悬架系统的最优设计参数.在此基础上,建立磁流变阻尼器悬架系统PID模糊控制策略,通过仿真分析验证了参数设计的合理性和控制策略的有效性.     

兼顾操纵性与节能性的ECHPS可变助力特性与控制策略

转向系统的助力特性设计与控制对重型车辆的操纵稳定性和节能性具有重要影响。以重型商用车旁通比例阀式电控液压转向系统(Electronically controlled hydraulic power steering system,ECHPS)为研究对象,在Matlab/Simulink中建立包含比例电磁阀子模型、机械系统子模型、液压系统子模型和3自由度整车转向动力学模型的ECHPS系统仿真模型,基于能量流原理分析转向助力特性对转向系统节能性的影响,设计了兼顾操纵性与节能性的ECHPS可变助力特性曲线。采用模糊比例积分微分(Proportional integral derivative, PID)控制策略对比例电磁阀的阀芯位移进行控制,使旁通流量随车速可变。搭建ECHPS性能试验台,对ECHPS在不同车速下的助力特性进行测试,试验结果与仿真设计的理想可变助力特性基本一致,可以实现重型车辆低速时转向轻便性和高速时的良好路感,同时改善了转向系统的节能性。     

重型车流量控制式ECHPS操控性与节能性研究

目前应用于重型商用车辆的传统液压助力转向(HPS)系统,普遍存在转向轻便性与路感之间的矛盾和燃油消耗大等问题。为了兼顾重型商用车辆的操控性与节能性,提出一种旁通流量控制式电控液压助力转向(ECHPS)系统。建立了ECHPS机械和液压子系统模型及整车三自由度动力学模型,从能量流角度研究了ECHPS系统能量消耗。通过分析转向系统可变助力特性的设计要求,设计了抛物线型ECHPS可变助力特性。仿真结果表明:与传统HPS系统相比,所提出的ECHPS不仅同时满足了低速时的转向轻便性和高速时的良好路感,实现了良好的操稳性,且节能效果较好。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究.首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角.结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据.     

EPS+AFS集成转向系统分析

提出结合电动助力转向系统(EPS)与主动转向系统(AFS)的集成转向系统;设计一种新型主动转向耦合装置,耦合手动转向与主动转向;分析集成转向系统的工作原理及变传动比;根据固定的横摆角速度增益设计变传动比曲线并对该系统的叠加转角进行分析;为集成转向系统设计曲线型基本助力曲线;基于Carsim和MATLAB/Simulink建立整车模型并进行联合仿真,仿真表明:装备该集成转向系统的车辆在低、中、高速下均具有较好的操作稳定性和操作灵敏性。     

液压驱动式收割机底盘设计及其避障系统实验

根据再生稻机械化收割的工作特性,设计提出一种驱动轮轮距可调的液压驱动式收割机底盘,经过搭建避障系统实验模型进行可行性分析,效果不错。     

油气悬架在全液压底盘上的应用与建模

为克服传统的弹簧悬架系统线性特性的缺点,在全液压底盘上采用先进的油气悬架技术。油气悬架系统具有非线性的变刚度特性和变阻尼特性,有助于提高车辆的平顺性和稳定性。根据车辆工作要求,对悬架系统进行部分参数计算,为油气悬架的设计提供理论依据。根据双缸耦连物理模型,建立刚度特性和阻尼特性的非线性数学模型,为油气悬架的参数选择和优化奠定基础。合理地选择油气悬架系统的工作参数,将会进一步提高车辆的平顺性和稳定性。     

电动轮驱动汽车空间稳定性底盘协同控制

电动轮驱动汽车可以独立控制各车轮驱/制动力矩,并能够通过驱动、制动、转向和悬架系统的协同显著提升线控底盘的动力学控制能力,但车辆各子系统控制功能的简单叠加无法发挥整车控制能力。为改善线控底盘的整车稳定性控制效果,提出综合前轮主动转向、四轮差动驱动和悬架主动调控的空间稳定性协同控制方法。搭建整车动力学仿真平台,分析车辆失稳过程特征;构建底盘协同控制架构,计算出车辆状态期望值及主动悬架介入条件,设计出前轮主动转向和四轮差动驱动直接横摆力矩控制权重分配方法;设计出基于模型预测控制的前轮主动转向控制器、基于滑模变结构控制的直接横摆力矩控制器及基于非奇异终端滑模控制的主动悬架控制器并完成了仿真验证。研究表明,提出的底盘协同控制方法在不同附着条件路面上均能保证车辆安全、稳定行驶,所完成研究为线控底盘集成控制策略开发提供了新思路。     

烟田高架作业车轮距调节机构的设计与液压系统仿真

为了满足烟田高架作业车道路行驶和田间行驶两种不同的行驶工况,设计了轮距调节机构。为研究轮距调节液压系统中两液压缸的同步特性,利用AMESim仿真平台建立了轮距调节液压系统的模型并依据实际作业工况进行了动力学仿真。仿真结果表明:在负载相同,负载相差100 N,负载相差500 N,负载相差1000 N这四种不同的工况下,轮距调节液压缸的位移差异最大为0.0503 m,位移的差异值在允许的范围内,轮距调节液压系统能够满足实际工作的要求,为其他车辆轮距调节机构的设计提供了参考。     

结构参数变化对转向机构性能影响分析

车辆转向系统中存在诸如弹性变形、运动副间隙等诸多的不确定影响因素,这些参数使得建模设计与实际车辆的运动存在一定的偏差,使得轮胎的磨损加重,对车辆的安全稳定运行具有重要影响。基于参数横拉杆弹性变形、运动副间隙等的不确定性,基于转向系统的运动模型和动力学模型,建立系统刚柔耦合的分析模型,分析横拉杆和运动副间隙分别单独作用及工作作用时不同运动状态下对机构性能的影响;结果可知:在转向过程中,柔性体横拉杆对转向轮转角影响有限,但是对运行过程中的轮距和外倾角变化影响较大,且对车轮跳动过程中车轮摆动影响显著;运动副A、B内间隙大小与碰撞力存在很大程度的非线性;运动副A、B内的摩擦能够降低碰撞接触的强度;横拉杆在车轮跳动状态时受力最大。     

基于TruckSim矿用汽车转向工况侧倾运动特性分析

车辆发生转向时,由于离心力的作用而产生侧倾运动,空载高速转向时该部分作用将更为明显,进而影响车辆平稳运输。根据悬挂系统的特性差异,对所研究矿用汽车前后悬挂的侧倾中心和侧倾轴进行分析;基于以上分析,对转向时的侧倾运动进行分析,获取关键参数的变化模型;根据理论分析结果,基于Matlab/Simulink建立车辆转向工况表征侧倾运动的分析模型;根据悬挂特性和转向特性,分别建立分析模型,与车辆多体动力学模型联合,基于TruckSim建立整车转向特征分析模型;分析在固定转向盘稳态回转试验时,车辆的行驶轨迹;对空载高速转向工况下,车辆内外轮转角特征曲线,悬挂刚度、位移、侧倾刚度等参数变化进行分析;对比分析考虑转向侧倾与否的转角特征及偏差与理论分析之间的差异,以验证分析的可靠性。结果可知：车辆内外侧悬挂缸出现伸缩跳动,此时出现了附加转向效应叠加在车轮上;车轮需要较大的侧偏角,满足侧向力的需要;此时,整车的转向角关系不单单满足Ackerman定理,还增加了轮胎的侧偏角;未考虑转向侧倾时,转角偏差值随着转角的增加而不断增大,最大偏差达到了0.4223°,而考虑时,转角偏差的目标值为0.3618°。因此表...     

4WS汽车虚拟模型的闭环控制动力学仿真

利用机械系统仿真软件ADAMS建立了一种新设计的四轮转向(4WS)汽车的整车虚拟模型;利用MATLAB/Simtdink建立了4WS汽车的控制策略;通过ADAMS与MATLAB／Simtdink交互式联合仿真,研究了闭环控制下4WS汽车的瞬态和稳态操纵动力学特性。另外,仿真比较了基于横摆角速度多状态最优控制方法下、不同底盘结构参数对车辆操纵稳定性的影响。     

汽车线控转向系统的现状与发展前景研究

线控转向（steer-by-wire,简称 SBW）系统指取消了传统的机械式转向装置,摆脱了传统转向系统的诸多限制,转向器与转向柱间没有任何的机械连接,而是通过通信网络连接各部件的控制系统。线控转向系统的转动效率高,响应时间快,利于环境的保护,可降低车辆底盘的开发成本,改善车辆的驾驶特性,可以很大程度上改善车辆的操纵稳定性,提高汽车碰撞安全性和整车主动安全性。本文研究了汽车线控转向系统的国内外发展现状,介绍了该系统的基本结构、工作原理及其特点,展望了线控转向技术的发展前景。