对于商用车液压助力转向系统建模及整车转向操纵性能仿真

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1、2013年2月机床与液压Feb．2013第41卷第3期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．41No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．03．029商用车液压助力转向系统建模及整车转向操纵性能仿真江浩斌，史益朋，耿国庆，董家寅(江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要：为了分析商用车液压助力转向系统(HPS)主要参数对整车转向操纵性能的影响，建立了HPS机械子系统、液压子系统和整车三自由度转向动力学模型，基于MATLAB／Simulink建立HPS系统及整车转向操纵性仿真模型。以装有GYS0型液压助

2、力转向器的商用车为例，仿真分析HPS系统供油量和扭杆刚度对方向盘阶跃输入工况的整车横摆角速度、侧向加速度、车身侧倾角和侧倾角速度的影响。结果表明：考虑车身侧倾角稳态值以及响应速率等因素，适度增大HPS系统供油量和扭杆刚度可以改善转向灵敏性，若过度增大供油量和扭杆刚度，则转向行驶稳定性及乘坐舒适性变差。关键词：商用车；液压助力转向系统；供油量；扭杆刚度；操纵性能中图分类号：U463．4文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)3—102—4ModelingfortheHydraulicPowerSteeringSystemofCommercialVeh

3、iclesandHandlingPerformanceSimulatiOnfl0rtheWholeVehicleJIANGHaobin，SHIYipeng，GENGGuoqing，DONGJiayin(SchoolofAutomobileandTrafficEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：ModelsofHPSmechanicalsubsystem，hydraulicsubsystemandthe3一DOFwholevehiclewereestablished

4、，inordertoanalyzetheinfluenceofmainparametersofthecommercialvehicleHPSonthesteeringhandlingperformance．Takingthecommer—cialvehicleequippedwithGY80ECHPSasexample，theeffectsofoilsupplyofHPSandthetorsionstiffnessonthewholevehicleyawvelocity，lateralacceleration，bodyrollangleandrollangula

5、rvelocitycausedbythesteeringwheelstepinputwereanalyzedbasedonMATLAB／Simulink．ThesimulationresuttsindicatethatsteeringsensitivityCanbeimprovedbytakingthesteadystatevalueofbodyrollangleandresponserateintoaccountandincreasingtheoilsupplyofHPSandtorsionstiffnessproperly．Butwhentheoilsupp

6、lyofHPSandtorsionstiffnessareincreasedexcessively，boththesteeringstabilityandridecomfortaredegraded．Keywords：Commercialvehicle；Hydraulicpowersteeringsystem；Oilsupply；Torsionstiffness；Handlingperformance近年来，随着汽车技术的不断发展，汽车上广泛车HPS系统的优化设计提供理论依据。使用各类助力转向系统。乘用车负载较小，对速度性1循环球式HPS转向系统结构组成和工作原

7、理能要求较高，通常采用齿轮齿条式EPS以及EHPS转循环球式HPS系统结构如图1所示，主要包括向系统；而由于前轮载荷较大、电机功率以及加工工转向盘、转向轴、循环球式转向器总成、液压泵、转艺方面的因素制约，商用车通常采用循环球式HPS向车轮等。系统提供助力。目前研究人员针对乘用车齿轮齿条式电动助力转向系统(EPS)、电控液压转向系统(EHPS)的动态特性已经做了大量的研究，而针液压对商用车循环球式液压助力转向系统(HPS)的研究甚少，并且在建模过程中较少考虑转向系统与整车之间的联系，主要采用二自由度汽车动力学模型来分析整车的转向运动特性。文中在建立HPS机械子系统

8、和液压子系统数学模型及整