多轴车辆后桥转向技术综述及展望

回顾了应用于多轴车辆后桥转向技术的概念与技术。随着工业的迅速发展,大马力、高承载能力的车辆得到更多的应用,由此引发较多的转向问题,以多轴车辆需求为切入点开展研究,其行驶工况复杂,要求有足够动力的同时也要求有更好的操纵灵活性和操纵稳定性。目前后桥转向技术有机械式、全液压式、电控电动式以及电控液压式等,较先进且应用较广的为电控液压式。电控液压式后桥转向系统共有3种类型:一是通过电磁阀来控制液压缸,二是利用普通电机-变量马达控制液压缸,三是伺服电机-定量马达控制液压缸。研究讨论了这些不同类型的转向系统,详细描述各种类型的优点、缺点,并探讨了未来后桥转向系统的发展趋势。通过对后桥转向系统的研究,为提高多轴车辆转向性能的优化、实现网-机-电-液一体化的发展提供科研思路,为将来实现车辆转向智能化、精准化打下坚定的基础。

基于Cruise的柴油轻客坡道起步能力增强方案

针对某出口柴油轻客对坡道起步能力不足的情况,利用Cruise软件分析了2种增大后桥速比方案带来的整车动力性、经济性变化,选择了其中1种方案作为最终方案,并对实际整车性能进行了测试。结果表明:整车更换为4.556速比的后桥后,增强了整车坡道起步能力,且没有发生用户对整车经济性变差的抱怨,得到了用户的认可。

后轴双电机扭矩矢量控制研究

车辆的横摆响应受到转向系统、悬架系统、制动系统及驱动系统影响,传统车辆主要以转向输入进行主动控制,随着线控底盘的发展,ESC、后轮转向、扭矩矢量等技术逐步参与到车辆横摆的主动控制中;相对于ESC以制动力差产生横摆力矩,扭矩矢量可在不降低总驱动力的前提下产生横摆力矩,不会引起车辆的制动效应;通过后轴双电机扭矩矢量控制(TVC)产生主动横摆力矩,旨在改善车辆横摆响应,TVC采用前馈与反馈结合控制,基于二自由度车辆模型、目标稳态增益K及横摆角速度-速度修正因子建立目标横摆角速度;利用车辆模型逆函数计算横摆力矩前馈值,PID计算横摆力矩反馈值,总横摆力矩转换得到左右车轮纵向力调整量;纵向力调整量与驱动力分量叠加获得左右轮总纵向力;左右轮驱动力过大时可能会受到滑移率、电机扭矩等限制,为保证横摆力矩偏差在要求范围内,需要根据限制情况对左右轮纵向力进行调整;通过仿真验证,TVC可明显改变车辆横摆响应。

动力吸振器在后桥振动控制中的应用

对某汽车后驱动桥总成进行了传动系台架试验,发现振动频率为165Hz附近存在异常振动区。通过有限元模态计算以及台架约束模态试验确定该频率为后桥一阶弯曲模态频率。针对此共振频率设计了一款最佳调谐的阻尼式动力吸振器,并进行虚拟样机模拟验证和样件实物台架试验效果验证。结果表明:该吸振器减振效果良好,因为实车约束一阶模态频率与台架约束一阶模态频率相近,且该吸振器有效频带较宽,故其在实车上也会具有良好的减振效果。

基于风洞试验与CFD分析的汽车前后轴气动升力计算的研究

本文中基于HD-2风洞耦合CFD分析,研究分别求取汽车前、后两轴气动升力系数的方法。首先进行HD-2风洞缩比模型测力试验,测得总的气动阻力和气动升力。接着通过力学分析,根据六分力力系平衡方程,推导出前后两轴升力系数计算公式,提出基于HD-2风洞耦合CFD分析的汽车前后轴气动升力系数求解流程;在此基础上,进行了基于LBM粒子法的外流场CFD数值仿真,再将仿真得到的气动阻力、升力和侧倾力矩代入系数计算公式,求得前后轴仿真计算升力系数,并与基于试验测得升力的计算结果进行对比。本研究为汽车车身造型优化提供了参考。

扭力梁后桥总成参数对整车转向特性影响的分析

基于大量整车K&C特性试验数据和车辆定位参数测试数据,建立了整车模型,并通过CARSIM参数化仿真加以验证。在此基础上,运用正交试验设计,分别在时域和频域内分析了整车转向特性对后桥参数的影响,得到了扭力梁后桥参数对整车转向特性的贡献率,为整车开发早期的结构选择和后续的结构设计提供了依据。

桑塔纳汽车后桥强度有限元分析及改进方案

根据桑塔纳 2 0 0 0汽车后桥的实际结构 ,利用通用有限元软件ANSYS ,对后桥进行了弹塑性静态结构有限元分析。主要研究了结构焊接处强度、横梁破坏处在半个周期载荷波内应力状态变化 ;给出了在最大剪应变幅平面上 ,影响疲劳强度及寿命的基本参量的计算结果 ;

某轻型汽车后桥壳体疲劳寿命分析

针对驱动桥壳疲劳寿命不易预测的问题,提出了基于有限元的桥壳疲劳寿命预测方法,并模拟桥壳试验条件下的疲劳载荷,借助疲劳寿命分析软件估算出桥壳各部分的疲劳损伤情况。与桥壳台架试验结果进行对比可知,试验数据和计算结果基本一致,由此表明基于有限元技术的桥壳疲劳寿命预测可行。

农用运输车后桥壳体的结构强度分析

运用有限元分析和应力电测技术对某农用运输车驱动后桥壳体的结构强度和刚度进行了研究 ,分析了农用运输车在直线行驶、倒车制动以及转向时后桥壳体在相应载荷作用下的变形和应力分布状况 ,并分析了后桥壳体上牙包与半轴套管过渡处的圆弧半径对该区域应力的影响及夹持钢板弹簧的 U型螺栓的预紧力对桥壳局部结构强度的影响。结果表明 :在倒车制动时 ,后桥壳体上的应力数值最大 ;3种工况下桥壳上的高应力区均出现在过渡区域 ;加大过渡圆弧半径并不能普遍减小桥壳的应力 ,某些局部区域的应力还会有所增加。研究结果为桥壳结构设计提供了一定依据。

后桥噪声检测与故障诊断试验台控制系统

基于声强法测量声功率原理,设计了后桥噪声检测与故障诊断试验台,阐述了该试验台检测后桥噪声的工艺和试验台控制系统的方案选型、硬件设计和软件设计,并解决了控制中较为重要的上位机、下位机通讯问题。

纯电动汽车驱动桥的轻量化设计

为解决电驱动桥非同轴问题,减少环境污染,进行了电驱动桥的轻量化设计。提出一种新型纯电动汽车同轴一体化电驱动桥结构,在4种极限工况下进行了桥壳强度、刚度有限元仿真分析。根据有限元分析结果,以桥壳厚度为优化变量、以桥壳质量为目标函数建立电驱动桥桥壳轻量化优化模型。以目标驱动方法对轻量化模型进行求解,对比分析桥壳厚度与驱动桥桥壳最大位移变形、最大应力及质量之间的响应曲面关系。对轻量化设计后的电驱动桥在4种极限工况下进行仿真分析,将分析结果与轻量化设计前进行对比,结果显示轻量化后驱动桥减重8.4%,轻量化效果明显且能够满足驱动后桥使用要求。

后驱动桥噪声在线检测系统的研究

介绍自主开发的后驱动桥噪声在线检测系统。该系统采用了声强测量技术,根据声强测量原理,设计了相应的软件和硬件并介绍了主要功能和关键技术。为了验证噪声检测系统的精度和可靠性,在半消声室和普通房间内,分别对标准声功率源和小型电机作声功率对比测量试验。试验结果表明该噪声检测系统抗干扰能力强,测量精度高,受环境噪声影响小,能很好地适应工业现场在线检测的要求。

正挤横轧式农用车后桥半轴套管的研究开发

在成功地开发轻型车正挤与横轧式后桥半轴套管的基础上 ,自主开发了 16 0 8型、2 310型及 2 815型农用运输车的正挤与横轧式后桥半轴套管 ,并实现系列化规模生产 。

农用运输车联体后桥试验模态分析

以试验模态分析技术为手段 ,研究了新开发的某农用运输车联体后桥的振动模态特征 ,得到其固有频率、阻尼、模态振型等模态参数。试验模态分析结果表明 :联体后桥垂直振动的前三阶固有频率较低 ,易于引起联体后桥产生俯仰振动 ;另外 ,变速器箱体左右侧面的刚度较差 。

基于多色集合理论的汽车后桥壳生产线规划技术研究

对机械加工生产线规划技术进行了研究。根据生产线规划所涉及的技术关键要素,系统地研究了加工对象的几何属性、工艺属性、工艺排序及优化、设备选型和生产线平衡等问题,基于生产线规划中的工艺约束运用多色集合理论建立相应的数学模型,提出了一套实施生产线规划技术的实用方法,有效地避免了生产线规划中的组合爆炸问题。以某企业桥壳机械加工生产线为例进行了验证,结果表明该方法较大幅度地提高了生产线平衡率和设备利用率。

后轮独立驱动电动汽车横摆稳定性控制研究

为提高后轮独立驱动电动汽车的横摆稳定性,提出以车辆的横摆角速度和质心侧偏角为控制变量,以驱动轮的驱动力为执行力,包括横摆力矩决策层和转矩分配层两部分的直接横摆力矩控制策略。其中控制策略的上层运用滑模控制理论,下层采用优化控制理论,既能保证非线性系统的控制精度,也能保证其响应速度。运用车辆系统动力学建立了包括线性车辆参考模型和非线性车辆计算模型的简化车辆动力学模型,搭建了Matlab/Simulink-Carsim联合仿真平台,利用蛇形试验工况和双移线试验工况对该文提出的控制策略进行了仿真验证。最后,利用A&D5435半实物仿真平台搭建了纯电动汽车硬件在环试验平台,验证了该文控制策略的控制效果。结果表明,所提出的控制策略能够保证车辆横摆稳定性,同时避免了以制动力作为横摆力矩执行力时因纵向车速降低带来的行驶安全性问题。

基于知识驱动的产品快速设计技术研究

以知识驱动的思想为基础,提出了一种产品快速设计系统的体系结构,研究了基于规则的向导式设计和基于实例的变型设计的支撑技术和实现方法。最后开发了基于知识驱动的汽车后桥快速设计系统。

汽车前后轴台架疲劳试验与海南汽车试验场的疲劳寿命当量关系

以某轻型汽车后桥壳为例，运用工程疲劳寿命估算与道路模拟疲劳试验相结合的方法，给出了该后桥壳基于海南汽车试验场可靠性试验道路行驶载荷条件下所得到的疲劳寿命概率分布。最后，运用等损伤原理。

中重型商用汽车桥壳发展现状及趋势

综合论述了商用汽车用后桥壳的制造工艺,比较了铸造和冲压焊接整体式桥壳的承载能力和生产成本。结合东风汽车集团公司和中国第一汽车集团公司中重型商用汽车驱动桥壳的开发和改进,论述了铸造和冲压焊接整体式桥壳各自的应用场合和优势,并提出了铸造式整体桥壳生产中应注意的几个问题。

基于ADAMS的传动轴-桥壳系统的振动分析

根据某车型传动系参数和桥壳数模,利用ADAMS软件建立了传动轴-桥壳系统动力学模型。分析了传动轴当量夹角和转速的变化对驱动轴和桥壳的振动响应。结果表明,增加传动轴当量夹角和转速不仅会加剧左右半轴的振动响应,也会影响到驱动桥壳表面的振动响应,研究结果为进一步优化传动系参数匹配奠定基础。