亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于制動(dòng)壓力變化率的商用車電控氣壓轉(zhuǎn)向制動(dòng)平順性分析*

        2020-06-28 11:50:24杜詩(shī)源李剛炎
        機(jī)電工程 2020年6期
        關(guān)鍵詞:氣室平順前輪

        杜詩(shī)源,楊 凡,李剛炎

        (武漢理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院,湖北 武漢 430070)

        0 引 言

        高速行駛的車輛在前方遇到障礙時(shí),通常會(huì)執(zhí)行轉(zhuǎn)向制動(dòng)操作來(lái)確保車輛的行駛安全。但是,當(dāng)車輛氣壓制動(dòng)時(shí),由于供給壓力波動(dòng)、壓力傳輸時(shí)延、易泄漏欠壓以及電氣控制閥的非連續(xù)性開關(guān)動(dòng)作等因素影響,導(dǎo)致實(shí)際制動(dòng)壓力響應(yīng)和期望制動(dòng)壓力響應(yīng)之間存在壓力偏差或時(shí)間偏差。

        通??刹捎脝挝粫r(shí)間制動(dòng)壓力的變化—制動(dòng)壓力變化率,作為電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和控制指標(biāo)[1]。根據(jù)力學(xué)基礎(chǔ)原理,壓力變化率對(duì)應(yīng)物體受到的加加速度(Jerk),對(duì)于車輛轉(zhuǎn)向制動(dòng)過(guò)程而言,加加速度能反映車輛的平順性,且平順性較車輛安全性和穩(wěn)定性層級(jí)更高。

        目前,針對(duì)制動(dòng)壓力變化率的研究多集中在乘用車液壓制動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域。齊志權(quán)等[2]基于液壓制動(dòng)系統(tǒng)仿真模型,定量分析了制動(dòng)系統(tǒng)階梯減壓控制周期和壓差與輪缸壓力變化率的關(guān)系;郜大偉等[3]推導(dǎo)出了輪缸壓力變化率模型,并開發(fā)了輪缸壓力估計(jì)車載試驗(yàn)臺(tái);徐哲等[4]為了降低液壓制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力波動(dòng),提出了采用穩(wěn)態(tài)壓力變化值及壓力變化率表征壓力動(dòng)態(tài)特性,并推導(dǎo)得到了穩(wěn)態(tài)壓力變化值的計(jì)算公式;BARTLETT W D[5]提出了在商用車初始增壓過(guò)程中,由于壓力上升速率較慢,而導(dǎo)致車輛實(shí)際減速度低于預(yù)期,增大制動(dòng)距離存在危險(xiǎn)隱患;王智深[6]提出了由于微泄漏會(huì)導(dǎo)致實(shí)際制動(dòng)過(guò)程存在欠壓,明確了欠壓對(duì)制動(dòng)距離和減速度的影響;覃濤[7]定量推導(dǎo)了客車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)延特性,并分析了時(shí)延對(duì)制動(dòng)性能的影響。以上研究主要集中在供氣壓力波動(dòng)、微泄漏欠壓以及制動(dòng)時(shí)延與車輛的制動(dòng)安全性、穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)分析中,鮮有考慮制動(dòng)壓力變化率對(duì)制動(dòng)平順性的影響。

        本文針對(duì)電控氣壓制動(dòng)壓力變化率概念,采用制動(dòng)氣室充氣過(guò)程的制動(dòng)壓力變化率計(jì)算模型,然后建立制動(dòng)壓力變化率影響下的商用車八自由度整車動(dòng)力學(xué)模型,推導(dǎo)出商用車加加速度的計(jì)算模型,并進(jìn)行分析。

        1 車輛電控氣壓制動(dòng)壓力變化率

        GB12676-2014《商用車輛和掛車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》[8]中要求,行車制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能控制車輛行駛,使其安全、迅速、有效停住,制動(dòng)作用應(yīng)是漸進(jìn)的。

        為滿足車輛行駛安全性、穩(wěn)定性和平順性的要求,同時(shí)保證制動(dòng)作用是循序漸進(jìn)的,需控制單位時(shí)間制動(dòng)壓力的變化—制動(dòng)壓力變化率:

        (1)

        式中:Δpbij—車輪的制動(dòng)壓力偏差,Pa;Δt—制動(dòng)時(shí)間偏差,s;dpbij/dt—制動(dòng)壓力變化率,Pa/s。

        制動(dòng)氣室的制動(dòng)壓力響應(yīng)曲線和制動(dòng)壓力變化率響應(yīng)曲線如圖1所示。

        圖1 制動(dòng)氣室制動(dòng)壓力和制動(dòng)壓力變化率響應(yīng)曲線

        由圖1可知:商用車的制動(dòng)氣室壓力上升過(guò)程中,制動(dòng)壓力變化率跟隨著改變,說(shuō)明制動(dòng)氣室制動(dòng)壓力響應(yīng)和制動(dòng)壓力變化率響應(yīng)同步。

        2 轉(zhuǎn)向制動(dòng)時(shí)加加速度計(jì)算模型

        商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)時(shí)制動(dòng)壓力變化率過(guò)大造成加加速度過(guò)大,會(huì)使車輛受到縱向沖擊。假設(shè),商用車關(guān)于x-z平面對(duì)稱,整車質(zhì)量分為懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量?jī)刹糠?,忽略空氣阻尼、輪胎滾動(dòng)阻力、非懸掛質(zhì)量的側(cè)傾效應(yīng)以及橫縱坡,各輪胎與地面的接觸條件相同。

        2.1 整車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

        商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)受力模型如圖2所示。

        圖2 商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)受力模型

        由圖2可知:根據(jù)假設(shè)建立商用車雙軸四輪八自由度整車動(dòng)力學(xué)模型,8個(gè)自由度包含4個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng),車身縱向、橫向、橫擺及側(cè)傾運(yùn)動(dòng)。

        車輛運(yùn)動(dòng)基本方程,如下所示:

        (2)

        (3)

        (4)

        (5)

        將圖2中的地面坐標(biāo)系與車輛坐標(biāo)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;通常商用車左右對(duì)稱,則Ixz=0;并對(duì)式(2~5)求解,可得商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)行駛狀態(tài)動(dòng)力學(xué)方程:

        (6)

        2.2 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)模型

        在商用車行車制動(dòng)過(guò)程中,車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)如圖3所示。

        圖3 車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

        根據(jù)各個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩平衡,可以得到車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程:

        (7)

        式中:ωij—車輪角速度,rad/s;Iwij—車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg·m2;Tbij—制動(dòng)器制動(dòng)力矩,N·m;Rw—車輪滾動(dòng)半徑,m。

        2.3 制動(dòng)器模型

        選取盤式制動(dòng)器作為電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。制動(dòng)壓力和制動(dòng)力矩之間的關(guān)系為:

        Tbij=AwμbRbpbij=Kbpbij

        (8)

        式中:Aw—輪胎的制動(dòng)面積,m2;μb—盤式制動(dòng)器的摩擦系數(shù);Rb—制動(dòng)半徑,m;Kb—盤式制動(dòng)器的制動(dòng)效能因數(shù),N·m/kPa;pbij—車輪的制動(dòng)壓力,kPa。

        聯(lián)立式(7,8),可推導(dǎo)出制動(dòng)壓力、車輪縱向力、車輪角速度三者之間的關(guān)系式:

        (9)

        2.4 輪胎模型

        為了計(jì)算方便,輪胎的側(cè)向力計(jì)算公式選用輪胎線性模型。為了研究商用車在不同路面上的制動(dòng)平順性,輪胎的縱向附著系數(shù)選用Burckhardt模型[9-10],輪胎縱向力計(jì)算公式為:

        Fyij=-kαij

        (10)

        (11)

        式中:k—輪胎側(cè)偏剛度,N/rad;αij—輪胎側(cè)偏角,rad;Fzij—車輪垂直載荷,N;C1,C2,C3—路面參數(shù),在干瀝青路面條件下分別為1.280 1、23.99、0.52。

        2.5 車輪側(cè)偏角與縱向滑移率計(jì)算模型

        各個(gè)車輪的輪胎側(cè)偏角為:

        (12)

        各車輪中心處沿其轉(zhuǎn)動(dòng)方向的輪速為:

        (13)

        各車輪的縱向滑移率為:

        (14)

        2.6 車輪垂向載荷計(jì)算模型

        考慮側(cè)向加速度和側(cè)傾影響,可得各個(gè)車輪的垂直載荷為:

        (15)

        式中:L—商用車前后軸軸距,m;hc—整車質(zhì)心高度,m;Mu—商用車非懸掛質(zhì)量,kg;hu—商用車非懸掛質(zhì)量質(zhì)心高度,m;ax—整車縱向加速度,m/s2;ay—整車橫向加速度,m/s2。

        2.7 制動(dòng)壓力變化率變化時(shí)加加速度計(jì)算模型

        商用車在行車制動(dòng)過(guò)程中,易受到由縱向沖擊引起的加加速度。采用加加速度(Jerk)衡量制動(dòng)平順性,即:

        (16)

        式中:v—車身質(zhì)心行駛速度,m/s;t—制動(dòng)時(shí)間,s。

        當(dāng)Jerk的絕對(duì)值在[0 m/s3,5 m/s3],車輛制動(dòng)很平順;當(dāng)Jerk的絕對(duì)值在[5 m/s3,10 m/s3],車輛制動(dòng)較平順;當(dāng)Jerk的絕對(duì)值大于10 m/s3時(shí),車輛制動(dòng)不平順[11]。

        商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)時(shí)前輪轉(zhuǎn)向角、側(cè)傾角和橫擺角通常不超過(guò)±15,則可假設(shè)sinx≈x,cosx≈1(式中:x-可表示δ、φ和ψ),聯(lián)立式(10~12),則車輪縱橫向合力可簡(jiǎn)化為:

        (17)

        (18)

        式(17,18)中的車輪垂直載荷可由式(15)求得,同時(shí)縱向滑移率可通過(guò)聯(lián)立式(9,13,14)求得,即:

        (19)

        其中,pbij可由含有制動(dòng)壓力變化率的函數(shù)表示:

        (20)

        式中:Vc—制動(dòng)氣室的容積,L;Gc—?dú)怏w質(zhì)量流量,kg/s;R—?dú)怏w常數(shù),287J/(kg·K);θc—制動(dòng)氣室內(nèi)腔溫度,K;dθc/dt—溫度變化率,K/s;dVc/dt—制動(dòng)氣室容積變化率,L/s。

        聯(lián)立式(6,16~20),可以計(jì)算出制動(dòng)壓力變化率變化影響下的加加速度:

        (21)

        由式(21)可知:制動(dòng)氣室壓力波動(dòng)決定制動(dòng)壓力變化率的振蕩幅度,進(jìn)而影響制動(dòng)器制動(dòng)力矩的大小,制動(dòng)力矩又決定車輪縱向滑移率的大小,而縱向滑移率和前輪轉(zhuǎn)向角共同決定輪胎力的大小,從而輪胎力的變化最終影響商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)過(guò)程中的加加速度,且加加速度的大小將反映商用車制動(dòng)平順性。

        3 基于制動(dòng)壓力變化率的轉(zhuǎn)向制動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證

        3.1 仿真分析方法與仿真對(duì)象

        在MATLAB/Siumlink中,筆者搭建基于制動(dòng)壓力變化率的商用車八自由度動(dòng)力學(xué)仿真模型。設(shè)定在干瀝青路面轉(zhuǎn)向制動(dòng),前輪轉(zhuǎn)向角階躍輸入δ=0.04 rad,制動(dòng)初速度Vc0=20 m/s。

        結(jié)合工程實(shí)際中膜片式制動(dòng)氣室結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù),某型商用車仿真參數(shù)如表1所示。

        3.2 仿真結(jié)果與分析

        筆者對(duì)制動(dòng)壓力變化率影響下的商用車八自由度動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真。

        商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)狀態(tài)參數(shù)變化曲線如圖4所示。

        表1 某型商用車仿真參數(shù)

        圖4 商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)狀態(tài)參數(shù)變化曲線

        由圖4可知:商用車的制動(dòng)減速度逐漸增大再減小,然后趨于穩(wěn)定;各個(gè)車輪的縱向滑移率較小,沒(méi)有出現(xiàn)車輪抱死的情況;橫擺角速度開始時(shí)隨著前輪轉(zhuǎn)向角輸入的增大而增大,到達(dá)峰值后又隨車速的減小而減小,沒(méi)有出現(xiàn)異常的變化;質(zhì)心側(cè)偏角和側(cè)傾角都較小。從定性角度說(shuō)明,商用車處于穩(wěn)定行駛狀態(tài),在較低車速、前輪轉(zhuǎn)向角輸入較小的情況下輕度制動(dòng),商用車會(huì)保持動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。因此,所建立的動(dòng)力學(xué)模型是可用的。

        4 轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下整車平順性影響分析

        4.1 轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況對(duì)整車平順性的影響

        筆者采用MATLAB/Simulink軟件對(duì)整車平順性模型進(jìn)行仿真,采用表1數(shù)據(jù),以制動(dòng)壓力變化率和前輪轉(zhuǎn)向角為變量,采用單一變量進(jìn)行分析。前輪轉(zhuǎn)向角為階躍輸入,前輪轉(zhuǎn)向角在0.2 s后上升為最大值,并保持不變;當(dāng)時(shí)間達(dá)到2 s時(shí),輸入供氣壓力。設(shè)置供氣壓力ps=600 kPa,改變音速流導(dǎo),使得制動(dòng)壓力變化率穩(wěn)態(tài)值分別為0.4 MPa/s,0.6 MPa/s,0.8 MPa/s;前輪轉(zhuǎn)向角分別為0.01 rad,0.03 rad,0.05 rad。以制動(dòng)壓力變化率穩(wěn)態(tài)值為變量時(shí),前輪轉(zhuǎn)向角保持0.01 rad不變;以前輪轉(zhuǎn)向角為變量時(shí),制動(dòng)壓力變化率穩(wěn)態(tài)值保持0.4 MPa/s不變。制動(dòng)初速度設(shè)定為20 m/s,仿真結(jié)束判斷條件為車速,當(dāng)車速降到5 m/s時(shí),仿真結(jié)束。

        不同變量下Jerk隨時(shí)間的變化情況如圖5所示。

        圖5 不同變量下Jerk隨時(shí)間的變化情況

        從圖5可知:

        (1)在轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下,制動(dòng)壓力變化率穩(wěn)態(tài)值增大,加加速度穩(wěn)態(tài)值隨之增大;制動(dòng)壓力變化率穩(wěn)態(tài)值越大,加加速度響應(yīng)時(shí)間越短。因此,制動(dòng)壓力變化率改變對(duì)加加速度的大小和響應(yīng)時(shí)間均有影響;

        (2)在轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下,前輪轉(zhuǎn)向角越大,加加速度穩(wěn)態(tài)值越大;隨著前輪轉(zhuǎn)向角增大,加加速度響應(yīng)時(shí)間越短。因此,前輪轉(zhuǎn)向角對(duì)加加速度的大小和響應(yīng)時(shí)間也均有影響。

        通過(guò)單一變量下的轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況的加加速度對(duì)比,在轉(zhuǎn)向制動(dòng)的瞬間,加加速度快速上升到穩(wěn)態(tài)值,說(shuō)明此時(shí)整車的制動(dòng)減速度有一個(gè)躍變,而制動(dòng)壓力變化率越大,前輪轉(zhuǎn)向角越大,加加速度達(dá)到的穩(wěn)態(tài)值就越大,且響應(yīng)時(shí)間就越短,車輛受到的縱向沖擊越劇烈。

        4.2 制動(dòng)壓力變化率與整車加加速度的關(guān)系

        將圖1與圖5進(jìn)行比較可發(fā)現(xiàn),Jerk的變化趨勢(shì)與制動(dòng)氣室制動(dòng)壓力變化率相似,在開始轉(zhuǎn)向制動(dòng)之后2.4 s左右達(dá)到最大值,然后迅速減小,在開始轉(zhuǎn)向制動(dòng)之后0.4 s左右達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。

        將制動(dòng)壓力變化率與加加速度的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,制動(dòng)壓力變化率上升過(guò)程中加加速度變化情況如圖6所示。

        圖6 制動(dòng)壓力變化率上升過(guò)程中加加速度變化情況

        由圖6可知:轉(zhuǎn)向制動(dòng)時(shí),制動(dòng)氣室的壓力波動(dòng)在影響制動(dòng)壓力變化率的同時(shí),也會(huì)影響加加速度,從而影響商用車的平順性。

        然后,選擇前輪轉(zhuǎn)向角δ=0.01 rad,供氣壓力ps=600 kPa,制動(dòng)初速度Vc0=20 m/s進(jìn)行仿真。

        前輪轉(zhuǎn)向角-制動(dòng)壓力變化率臨界關(guān)系曲線如圖7所示。

        圖7 前輪轉(zhuǎn)向角-制動(dòng)壓力變化率臨界關(guān)系曲線

        由圖7可知:

        (1)曲線下方即為商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)平順的前輪轉(zhuǎn)向角以及制動(dòng)壓力變化率;

        (2)該前輪轉(zhuǎn)向角下,制動(dòng)氣室臨界制動(dòng)壓力變化率約為0.677 MPa/s。通過(guò)該方法,分別可以得到前輪轉(zhuǎn)向角為0.015 rad、0.02 rad、0.025 rad、0.03 rad、0.035 rad、0.04 rad、0.045 rad、0.05 rad的制動(dòng)氣室臨界壓力變化率分別為0.648 MPa/s、0.622 MPa/s、0.594 MPa/s、0.568 MPa/s、0.541 MPa/s、0.510 MPa/s、0.476 MPa/s、0.449 MPa/s。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        (1)本文采用制動(dòng)氣室充氣過(guò)程中的制動(dòng)壓力變化率數(shù)學(xué)模型,在轉(zhuǎn)向制動(dòng)工況下,建立了商用車八自由度動(dòng)力學(xué)模型,得到了考慮制動(dòng)壓力變化率變化的加加速度的計(jì)算模型;

        (2)由建立的商用車整車模型Simulink仿真結(jié)果可知,該模型可較好地反映轉(zhuǎn)向制動(dòng)行駛狀態(tài);

        (3)通過(guò)對(duì)制動(dòng)壓力變化率以及整車平順性的仿真可知,制動(dòng)壓力變化率與加加速度的變化規(guī)律相似,且供氣壓力一定時(shí),制動(dòng)壓力變化率越大;同時(shí),前輪轉(zhuǎn)向角越大,加加速度越大,發(fā)生的縱向沖擊越劇烈,轉(zhuǎn)向制動(dòng)平順性越差;

        (4)通過(guò)對(duì)前輪轉(zhuǎn)向角與制動(dòng)壓力變化率關(guān)系進(jìn)行分析,得出了該車型前輪轉(zhuǎn)向角與制動(dòng)壓力變化率臨界關(guān)系曲線:當(dāng)商用車的前輪轉(zhuǎn)向角以及制動(dòng)壓力變化率在該曲線下方時(shí),商用車轉(zhuǎn)向制動(dòng)是平順的,縱向沖擊在駕乘人員的忍受范圍之內(nèi)。

        猜你喜歡
        氣室平順前輪
        基于Hyperworks的重卡氣室支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
        基于ANSYS分析的前輪油缸銷軸改進(jìn)
        基于Simulink的汽車行駛平順性研究
        平順植保站:開展粟灰螟防治
        某重型特種車制動(dòng)氣室支架優(yōu)化設(shè)計(jì)
        汽車零部件(2019年5期)2019-06-13 06:25:50
        一起220kV GIS設(shè)備斷路器氣室罐體放電原因分析
        廣西電力(2016年5期)2016-07-10 09:16:44
        前輪和后輪
        氣室裝置對(duì)變威力發(fā)射影響分析
        農(nóng)用運(yùn)輸車前輪“擺頭”故障排除方法
        拆前輪不蹭碟
        男女交射视频免费观看网站| 亚洲精品123区在线观看| 波多吉野一区二区三区av | 亚洲女同av在线观看| 欧美精品国产综合久久| 亚洲xxxx做受欧美| 西西大胆午夜人体视频| 黄 色 人 成 网 站 免 费| 伊人一道本| 综合激情中文字幕一区二区| 国内揄拍国内精品久久| 免费在线视频亚洲色图| 亚洲人成网网址在线看| 亚洲乱码中文字幕综合| 亚洲精品无码国模| 无码中文av有码中文av| 亚洲综合网一区二区三区| 无人视频在线播放免费| 午夜免费视频| 国产免费av片在线观看播放| 亚洲成a人片在线| 亚洲成a人片在线观看中文!!!| 99久久综合国产精品免费| 天堂网av在线免费看| 日本不卡高字幕在线2019| 免费人成视频xvideos入口| 久久99热精品这里久久精品| 中文字幕av久久激情亚洲精品| 一区二区三区四区黄色av网站| 日日摸天天碰中文字幕你懂的| 亚洲av成人无码网站…| 91精品手机国产在线能| 亚洲日韩AV无码美腿丝袜| 亚洲av激情一区二区| 麻豆精品久久久久久中文字幕无码| 亚洲av无码成人精品区天堂| 美女福利一区二区三区在线观看| 熟女人妻一区二区三区| 高清午夜福利电影在线| 日日噜噜噜夜夜爽爽狠狠| 乱人伦人妻中文字幕不卡|