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1、·设计·计算·研究·车辆动力转向系统非线性仿真研究江苏理工大学陈燎吉林省运输管理局唐勇丽【!"#$%&’$】%&’()*&+,-&./0&&.(12/3/0&4/),10.,*5(.&)0(,16157*,-,7+.&//8.&,(*-(0’/&.9,96*9&/:0’&10.61/7&.6128*6.(1+80/7.,4/0&&.(12-’&&*/0,),.1&.6128*6.,80+80/,7.,65-’&&*/;<8.(12.,65-’&&*/08.1(12:7.()0(,17,.)&/7.,42.,815615&*6/0()7,.)&/,70(.&6.&0’
2、&0-,46(1.&/(/061)&7,.)&,1.,65-’&&*/:/,0’&=6/()7&608.&/,75(/08.=(127,.)&,1+,-&./0&&.(12/3/0&4/6.&1,1*(1&6.;<3164())’6.6)0&.(/0(),7’35.68*()+,-&./0&&.(12/3/0&4/815&.1,1*(1&6.5(/08.=(127,.)&/(//(48*60&5-(0’>(48*(1?/,70-6.&(10’(/+6+&.;【摘要】车辆液压动力转向系统通过伺服阀控制压力油的方向和流量，把转向盘输入的转角信号转变为车轮的偏转角度输出。
3、在车轮偏转过程中，影响车轮偏转的力主要是地面摩擦力和轮胎的弹性变形力，因而动力转向系统所受干扰力的基本特性是非线性的，文中结合液压系统理论和>(48*(1?控制系统仿真软件，计算并仿真了在非线性干扰力作用下的液压式动力转向系统的动态特性。()*+’,)%-#./),0%#$00%+12#3#$0456$00%+12’7&%&’$0%+#$+’56+489&$+)1主题词：转向助力器转向特性仿真中图分类号：@ABC;AAD!文献标识码：E文章编号：#"""FCG"CH!""#I##F"""$F"!:动力转向系统的特点目前，车辆上安装使用的动力转向系统基本分成液压式和电
4、子控制式两类，且液压式中以液压助力式居多，而纯液压式多用于载货车辆。液压式具有技术成熟、作用力大、系统刚性好的优点，本文就图#阀控缸机液位置伺服机构框图以液压动力转向系统的动态特性作为研究对象。!"H#I———输入H转向盘转角I的拉氏变换，#是拉普拉在车轮的偏转过程中，地面摩擦力分为静摩擦斯算子H#J/I!$H#I———输出H车轮转角I的拉氏变换!%H#I———转向器阀芯位移的拉氏变换&"———输入力和库仑摩擦力两个阶段，它的作用方向与车轮偏装置的增益&’———转向的流量增益()H#I———干转方向或趋势相反，在车轮偏转角速度为零的位置扰力的拉氏变换*H#I———机
5、构的开环传递函数左右有突变，是非线性的干扰力。在一定范围内轮**H#I———反馈装置的传递函数+H#I———油缸负载胎的形变可以认为是弹性的，其等效弹簧的一端是到其供油量的传递函数轮胎的接地点，由于轮胎接地点在车轮偏转过程中#J,*（#）K!H#I是不断改变的，所以，弹簧的一端不是固定的，在车#!"-#（!.#D#）轮偏转过程中它对动力转向系统的作用也呈非线!-!-性。由此，可以说动力转向系统所受主要干扰力的*#（#）K#J&’H!I#基本特征是非线性的。然而，受传统液压控制系统&/0%分析和计算方法的局限，动力转向系统非线性特性+（#）K（#D）HCI,A#0&/
6、0很难得到深入考虑与研究，本文结合液压控制系统式中，,为油缸活塞有效面积，4!；!-为液压系统固理论和功能强大的>(48*(1?控制系统仿真软件，计有频率，.65J/；"-为液压系统无因次阻尼系数；&0/算和仿真在非线性干扰力作用下的液压式动力转向为液压系统流量—压力系数，4LJHM·/I；%为油缸系统动态特性。有效容积，4C；#0为液压系统容积弹性模数，NO6。!!;动力转向系统传递模型-K"A,#01%2HAI&/03&/.45$HLI图#是阀控缸机液位置伺服机构框图。式中，2为液压系统负载质量，?2；&/为转向器流量!""#年第##期—$—·设计·计算·研究·
7、—压力系数，#$%&’·()；!"#为动力缸泄漏系数，表#液压动力转向系统参数$参数名称数值备注参数名称数值备注#%&’·()。以上是液压式动力转向系统的数学模型。压力!5*9:转向节臂长"85!@#车轮换算油缸负!动力转向系统非线性干扰的分析模型转向器.66!;<"<"#-%=!""4A到缸杆上载质量质量动力转向系统干扰力具有弹性力起主导作用的活塞直径"8"$#车轮型号@8""B5"内侧车轮摩擦非线性特征，它对系统的特性有非常大的影响，缸杆直径"8">#车轮转角C"D最大转角而且难以用一般数学分析方法进行处理。为了准确地面与车活塞行程"85$#静摩擦系数"8@
