商用车转向系统特性对整车操纵稳定性的影响研究

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1、—————————————————————商用车转向系统特性对整车操纵稳定性的影响研究—————————————————————StudyonEffectsofSteeringSystemCharacteristicsonCommercialVehicleSteeringandHandlingBehavior——————————————————————————作者姓名：凌启胜领域（方向）：车辆工程指导教师：宗长富教授黄朝胜高级工程师类别：工程硕士答辩日期：2015年6月1日摘要本文基于商用车操纵稳定性控制目标，从转向

2、系统间隙、摩擦、刚度和助力特性四个方面评价商用车转向系统性能，研究特性试验评价方法并对样车转向系统及转向器进行试验，分析样车转向系统间隙和刚度特性构成要素作为建模依据，试验结果同时用于模型输入及验证。研究商用车转向系统运动原理和动力转向器工作原理，推导考虑转向系统间隙、摩擦、刚度和助力特性的转向系统数学模型，采用Matlab/Simulink软件建立转向系统计算模型，分析转向系统转角和力矩传递特性，并结合特性试验数据验证转向系统模型。对课题样车进行稳态回转试验、转向盘中间位置操纵稳定性试验和转向轻便性试验，评价样车转

3、向操纵性能水平并作为整车模型验证依据。在三种整车操纵稳定性试验工况下测量记录轮胎回正力矩特性，作为整车动力学模型主要验证点以提高模型精度。研究影响商用车操纵稳定性的主要子系统构成，通过TruckSim软件建立基于整车基本参数、转向系统、悬架系统和轮胎特性的商用车转向操纵性能动力学模型，与Simulink转向系统模型联合仿真，结合课题样车整车操纵稳定性试验结果对模型进行了验证。在课题样车当前转向系统特性基础上，本文构造“低于当前—当前—高于当前”三级转向系统特性，通过TruckSim&Simulink联合仿真模型计算不

4、同级别下整车稳态转向性能、高速转向性能和转向轻便性，分析整车转向操纵性能对于转向系统特性的敏感度，提出商用车操纵稳定性提升对应的转向系统特性控制重点，明确了课题样车实现整车操纵稳定性目标的技术措施。关键词：商用车转向，转向系统特性，操纵稳定性IABSTRACTBasedontheobjectivesofcommercialvehiclesteeringandhandlingbehavior,thispaperevaluatestheperformanceofcommercialvehiclesteeringsyste

5、monfouraspectsincludingclearance,stiffness,frictionandassistcharacteristic.Evaluationmethodologyofcharacteristictestisdiscussedinthispaperandtesthasbeenconductedonsteeringsystemandpowersteeringgearofatesttrucktoanalyzethecomponentsofclearanceandstiffnesscharact

6、eristicsformodeling.Thetestresultsarealsousedformodelinginputandverification.Thispaperalsostudiesthemotionprinciplesofcommercialvehiclesteeringsystemandworkingprinciplesofpowersteeringgear,thendeducesthemathematicalmodelofsteeringsystemconsideringclearance,fric

7、tion,stiffnessandassistcharacteristic,andbuildscalculationmodelofsteeringsystemusingMATLAB/Simulink.Thenweanalyzeangleandtorquetransfercharacteristicsofthesteeringsystem,andverifythesteeringmodelbyresultsofcharacteristictest.Steadystaticcirculartest,oncenterste

8、eringtestandsteeringefforttesthasbeenconductedonthetesttruckandassessmentsofthesteeringperformanceareusedtoverifythefullvehiclemodel.Asthemainverificationpointaligningtorque