重型商用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模及整車動力學(xué)仿真研究.pdf

1、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車動態(tài)性能的重要系統(tǒng)，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配分析與設(shè)計研究是汽車研發(fā)中的一項重要技術(shù)課題。本文將對重型商用車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與仿真分析、基于CFD的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動態(tài)特性、考慮側(cè)偏角的雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車動力學(xué)模型耦合特性等四個方面進行研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　1）對液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了深入研究，建立了液壓助力系統(tǒng)模型，在液壓助力系統(tǒng)試驗臺架上進行了試驗測試，并與仿真結(jié)果進行了對比，驗

2、證了模型的準(zhǔn)確性。對耦合了液壓助力系統(tǒng)的整個轉(zhuǎn)向機構(gòu)的系統(tǒng)特性進行了較為深入的研究，分析了液壓助力系統(tǒng)參數(shù)如轉(zhuǎn)閥切口、扭桿剛度、設(shè)計間隙等對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應(yīng)的影響。
　　2）采用三維CFD方法和液-固耦合方法對轉(zhuǎn)閥的靜、動態(tài)助力特性進行了研究。采用三維穩(wěn)態(tài)CFD分析方法研究了轉(zhuǎn)閥的壓力、速度、汽蝕特性，在此基礎(chǔ)上提取了轉(zhuǎn)閥的助力特性曲線，并詳細(xì)分析了流量、轉(zhuǎn)角等參數(shù)對轉(zhuǎn)閥內(nèi)外特性的影響。通過建立轉(zhuǎn)閥全三維液固耦合分析模型，求解了轉(zhuǎn)閥實

3、際工作時的液固耦合動態(tài)響應(yīng)。分析結(jié)果表明：液-固耦合方法能夠更好的反應(yīng)真實的轉(zhuǎn)閥動態(tài)特性。
　　3）考慮到側(cè)偏角的存在，對轉(zhuǎn)向阿克曼條件進行了修正，提出了傳統(tǒng)阿克曼條件的修正方法，研究了雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的桿系設(shè)計與優(yōu)化問題，提出了雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的桿系關(guān)鍵鉸接點位置的設(shè)計與優(yōu)化方法；針對雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，建立了詳細(xì)的多體動力學(xué)模型，模型中考慮了板簧的導(dǎo)向作用對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，利用該模型詳細(xì)研究了雙橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各桿件的受力，對比了第二橋助

4、力油缸的不同助力特性對桿系受力的影響；建立了十分詳細(xì)的包含雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整車多體動力學(xué)模型，針對雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了原地轉(zhuǎn)向仿真分析，得到了各桿系合理的受力分配；對雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了試驗研究，同時也對以上仿真分析的結(jié)論進行了必要的試驗驗證。
　　４）對液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和整車動力學(xué)耦合問題進行了研究，重點研究了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)，包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦、阻尼、轉(zhuǎn)動慣量、扭桿剛度以及液壓系統(tǒng)參數(shù)對商用車動力學(xué)的影響。使用了統(tǒng)計學(xué)中的方差分析