重型多轴转向车辆轮胎原地转向阻力矩.pdf

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1、第26卷第10期1462010年lO月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV01．26No．10Oet．2010重型多轴转向车辆轮胎原地转向阻力矩王云超1，高秀华2，张小江2(1．集美大学机械工程学院，厦门361021；2．吉林大学机械科学与工程学院，长春130022)摘要：为了解决重型多轴转向车辆转向杆系损坏的问题，针对其主要影响因素轮胎原地转向阻力矩进行试验研究。通过采用整车道路实测的试验方法，分析了车轮转角、轮胎垂直载荷、摩擦系数和轮胎气压等因素对轮胎原地转向阻力矩的影响。利用MATLAB软件对主要影响因素进行

2、了试验数据拟合分析，给出了轮胎原地转向阻力矩经验公式，通过对同型号轮胎测试结果的分析验证，该公式的预测误差小于10％。为提高液压助力转向系统的安全性、可靠性和匹配性提供了理论和试验参考。关键词：轮胎，转向，试验，重型车辆doi：10．3969／j．ism．1002—6819．2010．10．024中图分类号：U463．341+．1文献标识码：A文章编号：1002-6819(2010)-10-0146-05王云超，高秀华，张小江．重型多轴转向车辆轮胎原地转向阻力矩[J]．农业工程学报，2010，26(10)：146—150．WangYu

3、nchao，GaoXiuhua,ZhangXiaojiang．Staticsteelingresistingmomentoftireforheavymulti-axlesteeringvehicle[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(10)：146—150．(inChinesewithEnglishabstract)0引言1轮胎原地转向阻力矩测试系统随着工程建设的迅速发展，大型工程设备不断出现。但受到路面条件、交通法规对单轴承载质量和最小转弯半径的限制，多轴转向车辆大量涌现【lJ。国外一些大型多轴工程车

4、辆上的转向系统已经采用机械液压助力转向和电液控制转向的混合控制系统，而中国目前的转向系统仍采用机械式液压助力转向系统，并且还存在液压系统、转向杆系及轮胎转向阻力矩之间匹配性设计问题，经常出现转向杆系的损坏现象，从而降低了转向系统的可靠性、安全性。分析影响转向系统可靠性和安全性的因素，主要有2个，一是轮胎原地转向阻力矩的影响，二是转向油缸输出力的影响。目前，关于轮胎的研究，主要集中在行驶状态下，小型轮胎的力学特性对车辆动力学特性的影响【2’1o】，而对重型车辆轮胎的原地转向性能的研究很少。轮胎原地转向阻力矩大小主要由路面摩擦系数、轮胎气

5、压、车轮转角和轮胎载荷等决定⋯】。参考文献i1l】虽然提到了轮胎转向阻力矩是车轮转角和垂直载荷的函数，但并没有给出其具体的函数关系式。而车轮转角和转向阻力矩之间的关系是确定各轴转向油缸输出力和安装位置的主要依据。为此进行了轮胎原地转向阻力矩和液压转向油缸输出力测试。收稿日期：2009-09-08侈订日期：2009．12-06基金项目：福建省青年创新基金项目(2010J05118)；集美大学优秀青年骨干教师基金、(2009C005)作者简介：王云超(1976一)，男。河北滦县人，博士，主要从事多轴转向技术和虚拟样机仿真研究。厦门集荚大学

6、机械工程学院，361021。Email：ychaowang@jmu．cdu,ca本次测试对象为Michelin14．00R25XGC工程用大型特种轮胎，其主要参数见表l。目前，国内尚不能对这种大型轮胎进行台架试验，因此试验采用整车道路实测的方法。选用被测车辆为多轴转向车辆，定该车第一轴的左右两轮胎作为测试轮胎。表1Michelinl4．00R25轮胎主要参数Table1MainparametersofMichelinl4．00R25tiremm参数数值自由半径静载半径胎冠高度胎冠宽度轮辋直径680635370390l3241．1测试仪

7、器本次试验采用的主要仪器设备见表2。整个测试系统如图1所示，测试信号主要是油压信号和车轮转角信号。油压信号包括：左右2个转向油缸的4个油口各安装1个压力传感器、左右2个油气悬挂油缸的大腔油口处表2主要仪器设备Table2Maininstrumentandequipment仪器名称型号北京波普数据采集仪角度传感器压力传感器电流／电压转换模块笔记本电脑Parker液压采集系统ViH幅5300760-A00AX20-tAK．4B执O．T．12v2EvoN610VParkerscnsogontrol第10期王云超等：重型多轴转向车辆轮胎原地转

8、向阻力矩147各安装1个压力传感器。测试车轮转角信号是指安装在左右车轮转向主销轴线位置上的2个车轮角度传感器信号。另外利用Parkersensocontrol油压测试、记录仪采集系统监控油气悬挂油缸的大腔压力，以便调整轮