转向系间隙对汽车操纵稳定性影响研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2014年(第36卷)第2期AutomotiveEngineering2014028转向系间隙对汽车操纵稳定性影响研究术魏道高，王子涵，张翼天，肖怀阳(合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009)[摘要】本文中将转向机构简化为平面连杆机构，并就机构中运动副间隙对汽车操纵稳定性的影响进行了分析。建立了考虑间隙的4自由度车辆操纵系统数学模型。基于该模型，应用数值分析方法对间隙变化时汽车操纵系统响应的主要指标进行仿真。结果表明，间隙的存在，使汽车横摆角速度和质心侧偏角时域稳态响应出现波动，降低了操纵品质；

2、随着间隙的增大，横摆角速度与质心侧偏角的振幅加大，且其相平面稳定区域逐渐减小。关键词：转向系；间隙；操纵稳定性；非线性动力学AStudyontheInfluenceoftheClearanceinSteeringSystemonVehicleHandlingandStabilityWeiDaogao，WangZihan，ZhangYitian&XiaoHuaiyangScoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，gefei230009[Abstract]I

3、nthispaper，thesteeringmechanismissimplifiedtoaplanarlinkagemechanismandtheeffectsofclearanceinthekinematicpairofthemechanismonthehandlingstabilityofvehicleareanalyzed．Amathemati—calmodelfor4．DOFvehiclehandlingsystemwithconsiderationofclearanceiSsetup．basedonwhichthemainre—spon

4、seindicators。ofvehiclehandlingsystemtothechangeofclearancearesimulatedwithnumericalanalysistech—nique．Theresultsshowthattheclearanceinthekinematicpairofsteeringmechanismleadstothefluctuationinthesteady—stateresponsesofyawrateandslipangleofvehicleintimedomainandthedegradationin

5、handlingquality，andwiththeincreaseinclearancethevibrationamplitudesofyawrateandsideslipangleriseandthestableregionsoftheirphaseplanesreduce．Keywords：steeringsystem；clearance；handlingandstability；nonlineardynamics计与实际行驶速度的提高，车辆转向行驶的非线性日『J吾动力学行为变得更加明显，在工程实际中，显现出来的一系列问题也更加突出。对其问题

6、国内外学者展汽车操纵稳定性是转向动力学性能中最主要的开了深入的研究，取得了一系列成果，并且为车辆转性能之一，是高速车辆的生命线。自20世纪30年向行驶非线性动力学的控制奠定了理论基础。例代人们就开始进行汽车操纵稳定性的研究，目前其如，文献[6]中建立了前轮转向的2自由度汽车转向线性范围研究较为成熟j，而非线性范围研究较行驶非线性系统动力学模型，运用分岔理论对其动为滞后，与线性范围相比，其转向稳定性相图有多个力学行为进行数值分析，提出了随着车辆行驶速度平衡点，能较全面地反映车辆转向行驶的本质特性，和前轮转向角的增加系统发生鞍一结分岔；文献[7]避免了

7、线性系统只取某一平衡点的邻域构建线性模中建立了四轮转向的2自由度汽车转向行驶非线性型，用来描述车辆行驶动特眭的局限陛J。系统模型，运用共点轨迹的几何分析法并结合相平然而，汽车是多自由度的非线性系统，随着其设面法对汽车转向行驶稳定性进行了数值分析，提出国家自然科学基金项目(51050002，51375130)资助。原稿收到日期为2011年9月28日，修改稿收到日期为2012年6月19日。学兔兔www.xuetutu.com·140·汽车工程2014年(第36卷)第2期在极限工况下，系统除了发生鞍一结分岔，还会发生多种局部、全局分岔和极限环；文献[8]

8、中考虑车辆1考虑转向系间隙的操纵稳定性动力纵向速度的变化，建立了3自由度的汽车转向行驶学模型非线性系统动力学模型，对其进行