铰接式胶轮车原地转向阻力矩与车轮转角关系研究

通过建立胶轮车满载条件下的原地转向力学模型,分析轮胎与路面及双桥间传动件扭紧产生的转向阻力矩,综合考虑摩擦因数、车轮载荷变化、车轮滚动速度以及车轮转角等因素对转向阻力矩的影响,引入Lu Gre动态摩擦模型,建立胶轮车原地转向阻力矩与车轮转角关系模型。经MATLAB仿真,结果显示铰接式胶轮车原地转向阻力矩随车轮转角的增大整体呈增长趋势,且车轮滚动速度越大最大阻力矩值越大。仿真结果与实验结果具有很好的一致性,可为铰接式胶轮车转向系统设计提供一定的理论依据。

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。

基于LuGre模型的商用车原地转向阻力矩

商用车助力系统需要保证在原地转向时驾驶员能够转动转向盘,而此时的转向阻力矩最大,因此原地转向阻力矩是商用车助力系统设计的重要依据之一。该文对整车与转向系统进行了动力学分析,引入LuGre模型对轮胎与地面间摩擦阻力矩进行动力学分析,分别得到了重力回正力矩模型和转向摩擦阻力矩模型,从而构建了商用车原地转向阻力矩模型。借助该模型对商用车原地转向阻力矩及其与转向盘转角的关系规律进行了仿真分析,仿真与试验结果一致。结果表明:该模型能够反映出商用车原地转向阻力矩与转向盘转角之间的关系规律,可作为商用车助力系统设计的理论依据。

多轴液压助力转向系统匹配设计研究

多轴液压助力转向系统普遍存在转向杆系变形和断裂的问题。基于轮胎原地转向阻力矩的半经验公式,利用ADAMS和AMESim建立了某多轴转向车辆的机液联合仿真模型。在验证模型正确性的基础上,以转向杆系受力最小为优化目标,进行了转向油缸和轮胎原地转向阻力矩的匹配优化。研究发现,转向油缸与轮胎原地转向阻力矩的匹配关系对转向杆系的受力影响非常明显,优化后转向杆系受力显著减小。