轻中型商用车电动助力转向系统的关键技术研究

电动助力转向(EPS)系统不仅具有体积小、重量轻、结构简单、安装和维修方便、节能环保的优点,而且可以改善汽车的操纵性能、提高驾驶舒适性和安全性,已逐渐取代液压助力转向系统,可广泛用于乘用车、商用车等众多车型.目前电动助力转向系统的研究主要集中在乘用车上,在具有不同机械转向器和具有更大功率的商用车上还没有研究.针对商用车和乘用车的不同之处,从四个方面对轻中型商用车电动助力转向系统的关键技术进行研究,为轻中型商用车的电动助力转向系统的设计与开发提供了较为系统的理论依据,对普及各种车型的EPS具有重要的理论意义.     

某型商用车方向盘行车抖动控制与结构优化研究

某型商用车在高速行车时发生方向盘抖动将严重影响驾驶的舒适性和安全性。为了解决某型商用车行车抖动问题,文中采用传递路径分析和试验排查确定了方向盘抖动的影响因素,并经过模态测试与分析对关键影响因素进行定位,确认为转向系统模态与轮胎转动二阶频率相耦合引起共振。基于振动理论分析,提出增加传动系统刚度的改进方案,并对传动系统支架进行结构改进与优化设计,最后通过试验验证了改进措施在解决高速行车抖动问题的有效性。     

某皮卡转向系统模态影响因素研究及应用

转向系统模态是整车开发阶段的重要控制项之一,直接影响消费者的评价。本文针对某皮卡车型开发过程中转向系统模态不达标问题,从方向盘、仪表板横梁、转向管柱三个方面讨论了转向系统模态的影响因素,并在此基础上提出了可行的工程优化方案,优化结果显示转向系统模态达到目标。本文中提出的影响因素对相似工程问题具有指导性作用,对内饰结构设计有一定参考意义。     

电液耦合转向系统应急转向控制方法研究

针对重载商用车应急转向难题,提出一种采用新型电动化的商用车电液耦合转向系统(Integratedelectric-hydraulic steeringsystem,IEHS)实现应急转向的新方法,针对电液耦合转向系统应急转向切换控制平顺性和时效性关键问题,研究一种基于混杂理论的电液耦合转向系统应急转向控制方法,以满足最新应急转向法规对重载商用车转向系统的新强制要求。其中,上层根据混杂切换逻辑进行正常转向与应急转向模式的切换控制,下层采用模糊PID控制对目标电流的精准跟随。在MATLAB/Simulink环境下进行正常转向和应急转向之间切换控制的仿真验证,同时在硬件在环试验台架上进行对应急转向功能的试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的应急转向控制方法能够在电液耦合转向系统液压部分失效的情况下较好地实现应急转向功能,并保证混杂切换的时效性和平顺性,满足应急转向法规的要求。     

某商用车高速行驶方向盘振动问题优化

针对某中型商用车高速行驶工况下方向盘出现的剧烈振动现象，从仿真分析和试验分析两方面着手，分别对激励源和传递路径进行了研究。首先，采用阶次、模态和工作变形分析方法，确定高速行驶方向盘振动问题主要为传动轴动不平衡量在高转速下的激励频率与转向系统1阶垂向弯曲固有模态耦合所导致；其次，从系统和激励方面分别提出并实施了改进优化方案，使方向盘高速行驶振动问题得到有效的控制。对此问题的优化整改研究结果可为车辆转向系统的设计研发和关键零部件的质量控制提供参考思路，有效缩短整车的开发周期。     

关于重卡转向系统的设计校核方法探讨

在简要介绍重型商用车转向系统相关知识的基础上,对转向系统的设计校核情况进行了阐述,总结了设计校核应该考虑的大概参数以及应该达到的设计目标,对提升转向系统的设计有一定的指导意义。     

客车转向系统怠速振动研究与优化

针对某款新研制的客车在怠速工况下方向盘抖动过大的现象,用传递路径分析的方法分别对发动机的悬置隔振率、转向系统的支架振动及转向系统的模态进行了分析,找到产生这种现象的原因在于转向系统的一阶纵向弯曲模态和发动机怠速开空调时的转速激励频率相近,从而引起方向盘较大在振动。在此基础上,提出了转向系统的模态避频,实施了转向系统结构加强、转向系统灵敏度分析及优化两个方案。对优化后的转向系统进行振动测试,发现优化后的转向系统振动明显减小,达到了减振的目的。     

频率转向特征对失谐叶盘模态局部化的作用

基于叶盘集中参数模型,分析了叶片刚度失谐对频率转向区内的系统固有频率及叶片模态振型的影响,提出了一个描述模态局部化程度的参数,仿真研究了频率转向特征对失谐叶盘模态局部化程度的作用规律。研究表明,频率转向曲线之间关于节径的最小间隙(转向频率间隙)是反映频率转向特征的重要参数,并存在一个转向频率间隙的极小值点,在该极值点附近,频率转向区内的模态对叶片失谐非常敏感,并会导致模态局部化程度剧烈变化。     

基于制动压力变化率的商用车电控气压转向制动平顺性分析

针对商用车电控气压制动压力变化率易引发纵向冲击的问题,对制动压力变化率与整车制动平顺性的关系进行了研究。建立了商用车八自由度整车动力学数学模型,推导出了商用车加加速度与制动压力变化率的函数关系;运用MATLAB/Simulink仿真软件对商用车进行了整车建模;在转向制动工况下,对不同制动压力变化率及前轮转向角下加加速度的变化进行了仿真试验,得出了制动压力变化率及前轮转向角对该商用车制动平顺性的影响规律曲线;同时,根据仿真结果得出了前轮转向角-制动压力变化率临界曲线。研究结果表明:该模型可较好地反映商用车的行驶状态,转向制动时制动压力变化率与加加速度的变化趋势相似,可以为商用车电控气压转向制动平顺性评价提供模型参考;在前轮转向角-制动压力变化率临界曲线下方,车辆转向制动是平顺的。     

基于有限元法和HAM法的转向系统优化

针对某款国产微车转向盘怠速抖动问题,在应用有限元技术进行分析找出主要原因后,首先基于转向系统的模态振型和相关工程经验通过修改相关结构来提高系统的一阶模态,然后利用基于混合近似模型的自适应全局最优化方法(HAM法)在系统总质量基本不增加的前提下优化部件的厚度,进一步提高整体的一阶模态。通过有限元仿真和试验验证,转向盘怠速抖动问题得到了改善。研究结果表明,优化设计中有效结合有限元法和HAM法具有较好的工程应用前景。     

商用车转向管柱9119现象与技术开发

结合产品开发与市场问题反馈进行统计分析,提出了商用车转向管柱9119现象。针对特殊的9119现象,对商用车转向管柱的技术特性进行分解研究,提出了对应的技术开发要点。     

车内空腔声学模态试验与仿真分析

以某中型商用车为研究对象,基于LMSTest．Lab模态分析系统对车内空腔进行了声学模态试验与分析,获取了声学模态频率和模态振型,将声学模态与结构模态频率作对比,可以避开关键频率的声固耦合,减少低频噪声,同时建立该车空腔的有限元模型,进行了声学模态的仿真计算,为车内噪声的研究提供了参考,对改善其车内声学特性具有一定的指导意义。     

基于叶片贡献度的叶盘系统频率转向特性

为了分析频率转向对失谐叶盘系统振动的影响,针对某型航空发动机压气机叶盘系统,采用子结构模态综合法建立了有限元缩减模型,从应变能角度分析了叶盘系统的频率转向特性,计算了失谐叶盘系统模态振动贡献度因子和局部化因子。通过不同频率转向间隙对应的失谐叶盘系统受迫振动响应贡献度因子与局部化因子,分析了频率转向间隙和叶片贡献度因子对失谐叶盘系统局部化的影响。结果表明,频率转向对失谐叶盘系统振动局部化影响显著,在频率转向区域,失谐叶盘系统的振动局部化程度较高;随着频率转向间隙变化,叶片应变能对失谐叶盘系统局部化的贡献度呈现一定的规律性。     

基于Modelica的汽车转向系统建模仿真及实验验证

为研究汽车转向系统的转向性能,在对其进行动力学分析的基础上,采用多领域统一建模语言Modelica在仿真平台Dymola环境下建立转向系统模块、整车模块、轮胎模块及力矩计算模块,并将以上模块连接综合为转向系统整体仿真模型。针对某商用车的液压助力转向系统搭建了"汽车转向系统参数测量试验台"。通过台架试验测出模型中待定参数,将所得参数输入模型中进行仿真计算,结果表明:原地转向工况下仿真模型能较准确地反映车辆的转向性能。     

汽车四向调节转向管柱系统的分析与研究

利用TRIZ理论对某款电动助力系统四向调节转向管柱进行技术矛盾与冲突分析,利用三维建模、FEA模态分析,对转向管柱进行结构优化,设计了一种具有较高固有频率、良好的操作手感的四向调节转向管柱系统。利用锤击法在原型样件上验证了该设计的有效性。     

双前桥转向汽车轮胎强化磨损试验方法的研究

双前桥转向汽车轮胎磨损试验,目前在国家试验标准中处于空白状态,各车辆主机厂都在摸索企业自身的试验方法.本文将雷诺商用车公司对双前桥转向系统轮胎强化试验方法,结合我国实际国情提出一套相对完整的双前桥转向汽车轮胎强化磨损试验方法.     

基于均匀设计的内燃叉车转向系统结构振动工程优化

针对某型内燃叉车在中低速工况下方向盘处振动明显,在对其转向系统进行模态分析的基础上,提出了一种基于均匀设计的结构振动优化优化方法,结合模态分析对其转向系统进行结构和振动同时优化。优化后的转向系统振动模态分析和实车试验结果均表明:改进后的转向系统结构在成本不变基础上,提高了其结构刚度,特别是叉车发动机处于常工况的低转速时,方向盘处的振动改善特别明显,振动加速度在X、Y、Z三个方向分别下降83.8%、90.3%、83.7%。该优化方法为车身、车架类结构优化设计提供参考。     

某铝合金驾驶室结构模态和声腔模态分析

驾驶室的结构设计决定了商用车的NVH性能,其中框架结构决定驾驶室的整体结构模态,板的局部结构模态频率容易与驾驶室声腔模态耦合。以某铝合金驾驶室为研究对象,建立有限元模型求解结构模态和声腔模态,对铝合金驾驶室的结构特性进行评价。     

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。     

电动液压助力转向系统能耗分析与仿真

汽车节能已成为汽车技术发展的主题,而传统的发动机驱动助力转向系统已呈逐渐被取代趋势。首先基于MATLAB&Simulink建立了汽车电动液压助力转向系统(EHPS)的机械、液压模型进行仿真,并通过试验数据对其加以验证。在此基础上,研究了各主要参数在不同路况下的能耗变化规律,进而找到了对EHPS能耗起最大影响的关键参数。通过对关键参数敏感性的研究,提出了降低EHPS能耗的潜在方向,有利于进一步挖掘EHPS在较大轴荷乘用车、轻型商用车以及重型商用车领域仍有较大的应用潜质。