基于台架—车辆动力学模型的汽车道路行驶阻力仿真研究

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1、基于台架-车辆动力学模型的汽车道路行驶阻力仿真研究ResearchonSimulationofDrivingResistanceofVehicleBasedontheBench-VehicleDynamicsModel作者姓名：荆忠倩专业名称：载运工具运用工程指导教师：张立斌教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月6日摘要基于台架-车辆动力学模型的汽车道路行驶阻力仿真研究汽车作为一种重要的交通工具，已经成为人们日常生活中必不可缺的一部分。在低碳生活的背景下，人们在追求汽车的安全性、可靠性的同时，更加注重汽车的动力性、经济性及尾气排放问题。汽车的技术状况随着驾驶时间和行驶里程的增加不断劣

2、化，伴随而来的是动力性变差、油耗增加、尾气排放超标，因此我们需要加强在用汽车的性能检测。完成汽车动力性、经济性、尾气成分检测等室内试验的首要条件，就是在底盘测功机系统上正确模拟出车辆道路行驶阻力，道路行驶阻力的模拟精度将直接影响整车性能试验的检测准确度。而道路行驶阻力是一个动态变化的过程，按照以往的方法，需要反复的进行道路试验及室内台架模拟试验，不但试验周期长，且耗费巨大的人力、物力、财力。本文在研究了道路行驶阻力及动力学仿真的相关内容后，提出了基于台架-车辆动力学模型研究汽车道路行驶阻力的方法。本文首先对汽车在路面上行驶时的受力进行了分析，分析了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力，进而

3、得到汽车在道路上的总行驶阻力，根据汽车行驶方程式得出汽车驱动轮的驱动力矩方程，分析可知驱动力矩与车辆行驶速度的平方、加速度成正比；汽车在底盘测功机滚筒上运动时，分析了非滑动条件下车轮的受力情况。汽车在台架上运转时，不存在在道路行驶时受到的空气阻力、坡度阻力以及部分加速阻力，缺少的这些外部阻力就需要通过加载装置模拟出来，以使汽车在滚筒上与在道路上行驶时受力状况一致，这样在室内检测时结果才能与道路实车试验结果一致。根据汽车在道路上的行驶总阻力和在台架上的受力，计算出涡流机的加载力矩模型；采用反拖试验测得底盘测功机系统阻力，并拟合出台架系统阻力与车速的关系式。本文依据课题组多年的实践经验，根据成都

4、成保股份有限公司的DCG-10D底盘测功机的参数在SolidWorks软件中设计底盘测功机模型，其中滚筒的尺寸严格按照该型号测功机设计，机架、电机等部分的参数在不影响本文仿真结果的情况下作了相应调整。基于ADAMS/Car模块建立车辆的前悬架子系统、后悬架子系统、转向子系统、制动系子系统、动力子系统、轮胎子系统、车身子系统，最后完成整车动力学模型的装配。将底盘测功机及车辆动力学模型导入ADAMS/View模块中建立相应的约束关系，搭建仿真模型，设置相应的加载力矩值来模拟汽车不同行驶工况下的道路行驶阻力，仿真试验表明该模型的动态响应良好，可较精确的模拟汽车道路行驶阻力。最后，在汽车运用工程实验

5、室进行了实车试验，完成了汽车匀速及加速过程试验，通过对比分析仿真试验与实车试I验结果图，可知该仿真模型具有较高的模拟精度，可代替实车试验进行道路行驶阻力的仿真研究，节省人力、物力、财力，节约资源，缩短研究开发周期，紧跟现代社会快速发展的节奏，为深入研究底盘测功机的控制系统奠定了理论基础。关键词：底盘测功机车辆动力学模型道路行驶阻力ADAMSIIABSTRACTResearchonSimulationofDrivingResistanceofVehicleBasedontheBench-VehicleDynamicsModelAsanimportantmeansoftransportation

6、,thevehiclehasbecomeanessentialpartofpeople'sdailylife.Underthebackgroundoflow-carbonlife,peoplepersuethevehiclesafetyandreliability,atthesametime,peoplepaymoreattentiononpower,economyandexhaustemissionofvehicle.Withtheincreaseofdrivingtimeandmileage,thetechnicalconditionsofvehicledeteriorate,which

7、isassociatedwithpoorpower,increasedfuelconsumptionandexhaustemissions.Sowemuststrengthenthedetectionofvehicleperformance.Tocompletethedetectionofvehiclepower,economyandemissions,thefirstconditioniscorrectly