第二章汽车纵向动力学(20090925制动)

动力学主要仿真软件

车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发

制动系统发展历史与趋势

现代汽车制动系统的发展历史与趋势从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。一.制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装臵向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装臵对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装臵。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装臵。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克

莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。 20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装臵一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装臵，控制装臵进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。 1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装臵专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS 制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装臵。这些早期的ABS装臵性能有限，可靠性不够理想，且成本高。 1979年，默〃本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装臵。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装臵。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技

汽车动力学题库

1.简要按形成原因汽车空气阻力怎么分类？简单概述各种阻力的形成。（P82）汽车空气阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力以及摩擦阻力；1）形状阻力占压差阻力的大部分，主要与边界层流态和车身后的流体分离产生的尾涡有关；2）干扰阻力是由于车身表面凸起物、凹坑和车轮等局部的影响着气流的流动而引起的空气阻力；3）内循环阻力是流经车身内部的气流对通道的作用以及流动中的能量损耗产生的；4）诱导阻力是在侧面由下向上的气流形成的涡流的作用下，车顶上面的气流在后背向下偏转，产生的实际升力中一向后的水平分力；5）摩擦阻力是由于空气粘性使其在车身表面产生的切向力。 2.简述汽车的楔形造型在空气动力特性方面的特点。 1）前端低矮，进入底部的空气量少，底部产生的空气阻力小； 2）发动机罩与前风窗交接处转折平缓，产生的空气阻力小； 3）后端上缘的尖棱，使得诱导阻力较小； 4）前低后高，‘翼形’迎角小，使空气升力小； 5）侧视轮廓图前小后大，气压中心偏后，空气动力稳定性好。 3.假设某电动汽车的质心位置在前后轮轴中间位置，且前后车轮的侧片刚度相同，电池组放在中间质心位置，试问该车稳态转向特性类型属于哪一类？在以下三种情况下，该车的稳态转向也行会如何变化？ 1）将电池组移到前轴放置； 2）将电池组移到后轴放置； 3）将电池组分为两部分（质量相等），分别放在前后轴上。根据稳定性因数公式该车稳态转向特性属于中性转向。 1）电池组移至前轴上放置，质心前移，变为不足转向；

2）将电池组移到后轴上放置，质心后移，变为过多转向； 3）质心位置不变，仍为中性转向。 4.什么是被动悬架、半主动悬架、主动悬架？说明采用天棚阻尼的可控悬架属于哪一类悬架及其理由。被动悬架是悬挂刚度和阻尼系数都不可调节的传统悬架；半主动悬架的阻尼系数可自动控制，无需力发生器，受减振器原理限制，不能实现最优力控制规律；主动悬架的悬架力可自动控制，需要增设力发生器，理论上可实现最优力控制规律。采用天棚阻尼的可控悬架属于主动悬架，因为其天棚阻尼是可调节的，同时具有自动控制悬架力的力发生器。 5.1）设某车垂向动力学特性可用1/4模型描述，已知簧上质量为300kg，悬架弹簧刚度为21000N/m，悬架阻尼系数为1500Ns/m，如果该车身采用天棚阻尼控制器进行悬架控制，取天棚阻尼系数为4200Ns/m。请分别写出两种模型的频率响应函数，绘出该车被动悬架和采用天棚阻尼的可控悬架的幅频响应曲线；2）证明天棚阻尼系统不存在共振峰。 6.试说明ABS的目的和控制难点，并具体阐述ABSA在高附着路面上的一般控制过程。目的：调节车轮制动压力、控制制动强度以获得最佳滑转率，防止抱死，提高纵向制动能力和侧向稳定性；控制难点：ABS的控制目标是最佳滑移率，但最佳滑移率是一个变值，轮胎、路面、在和、车速、侧偏角不同，对应的最佳滑移率也不同，所以要求ABS 能进行自动调节。另外，车轮的滑移率不易直接测得，需要其他的间接参数作为其控制目标参数。一般控制过程（见P116 汽车系统动力学）

汽车行驶转向制动系统技术与维修

《汽车行驶转向制动系统技术与维修》课程教学大纲课程名称:汽车行驶转向制动系统技术与维修课程编号：英文名称：一、课程说明 1. 课程类别专业课程汽车工程系、汽车运用专业必修 2. 课程性质和任务（1）本课是汽车运用技术专业的重要专业课之一，是属知识类应用型、操纵性很强的课程，是学好后续专业课程的基础，（2）本课程是汽车运用技术专业的职业技术技能课，为培养维修技术人才提供必备的理论知识和专业技能。学生通过本课程的学习，使掌握汽车行驶转向制动系统各零部件的安装位置、结构和工作原理；能够正确选择、规范使用工具、仪器设备和技术资料；能按要求拆装、分解、检查、装配和调整汽车行驶转向制动系统零部件；能根据故障现象分析故障原因、确定故障区域、明确故障部位、制定维修方案、排除故障，并保证维修质量；（3）通过理论、实训一体化教学的实践，培养学生用所学知识解决实际技术问题的方法能力、社会适应能力和相互沟通的团队合作能力。 3. 建议先修课程《机械制图》、《汽车机械基础》、《汽车材料》、《汽车电工电子技术》、《液压传动》等 4. 教学方法与手段（1）采用理实一体化的教学方式，将讲授、实物展示、视频演示、示范操作和巡回指导等多种方法相结合。（2）实训操作教学组织应保证每个学生有动手操作机会，根据实际条件，把每个实训项目分成若干小组进行，采用项目工单教学法。（3）理论教学在理论实训一体化教室进行，实训教学在实训室进行分组训练。 5. 考核及成绩评定考核方式：理论采用闭卷考试方式实训采用口试提交实训报告考核方式成绩评定：总评成绩=平时成绩20% (考勤、作业、课堂表现)+ 实训成绩30%（考勤、实训报告、口试）+期末成绩50% （闭卷考试） 6. 课外自学要求（1）通读所学教材内容，记下疑难问题向教师提问。（2）看教材独立完成课外作业。二、课程教学基本内容,学时分配及要求模块一、汽车行驶跑偏故障检修学时： 10

车辆系统动力学仿真大作业(带程序)

Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院专业：机械工程及自动化姓名：指导教师：

The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:

According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b

汽车行驶转向制动系统检修电子教案1-1

电电子子教教案案学习领域：汽车行驶转向制动系统检修学习情境：汽车行驶跑偏故障检修工作任务车架的检查与校正课时 2 能力目标专业能力会检查车架变形能熟练拆装车桥和检查车桥的技术状况及性能能熟练使用仪器校正车架会检查、调整车轮定位会诊断汽车行驶跑偏的故障社会能力通过分组活动，培养团队协作能力通过规范文明操作，培养良好的职业道德和安全环保意识通过小组讨论、上台演讲评述，培养与客户的沟通能力方法能力通过查阅资料、文献，培养个人自学能力和获取信息能力通过情境化的任务单元活动，掌握解决实际问题的能力填写任务工作单，制订工作计划，培养工作方法能力能独立使用各种媒体完成学习任务教学方法课堂对话、角色扮演、引导文法、教师讲授、多媒体教学、网络教学教学过程资讯一、引入情境教师向学生展示车辆故障现象：一辆上海大众桑塔纳轿车，驾驶员反映汽车行驶时经常发生跑偏现象二、体验故障实驾汽车在公路上行驶，保持一定的车速，感觉汽车确实会产生向左跑偏的现象。三、学习内容行驶系概述 1、汽车行驶系的组成

行驶系主要由车架、车桥、悬架与车轮组成。 2、行驶系的功能接受传动系统传来的发动机转矩并产生驱动力；承受汽车的总重量，传递并承受路面作用于车轮上的各个方向的反力及转矩；缓冲减振，保证汽车行驶的平顺性；与转向系统协调配合工作，控制汽车的行驶方向。车架概述车架是跨接在各车桥之间的桥梁式结构，是整个汽车的安装基础。 2、车架作用（1）安装汽车的各总成和部件，并使它们保持正确的相对位置；（2）承受来自车上和地面的各种静、动载荷。车架类型按结构形式可分为边梁式、中梁式和综合式几种类型。 1、边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干道横梁组成，用铆接和焊接的方法将纵横梁连接成坚固的刚性构架。

汽车制动系统

汽车制动系统摘要：本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。关键词：ABS系统组成原理控制电路一、前言 ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。 ABS系统各组成部件的功能传感器 1.车速传感器检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式。 2.轮速传感器检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用。 3.减速传感器

检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动。控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。液压泵受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。 ABS警告灯 ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU 控制闪烁显示故障代码。 ECU 接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作。二、电子控制系统 2．1传感器的结构型式与工作原理 (一) 转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。

汽车动力学仿真模型的发展

!汽车动力学发展历史简介汽车动力学是伴随着汽车的出现而发展起来的一门专业学科。人们很早就认识到“$%&’()*+”转向和应用弹性悬架可使乘客感到更加舒适等基本原理［,］，但那只是一种感性的认识。在各国学者的不懈努力下，这门学科逐渐发展成熟。-’.’/在,00#年1)’%23举行的题为“车辆平顺性和操纵稳定性”的会议上发表的论文，对,00"年以前汽车动力学的发展做了较为全面的总结［ !］，见表,。近年来汽车动力学又有了进一步发展，大量的高水平学术论文和经典的汽车动力学专著相继被发表，而且开发出许多专为汽车动力学研究建立模型的软件，如美国密西根大学开发的$456%*(、$45678)等商业软件。汽车是一复杂的连续体系统，要想对其进行动力特性的预测和优化需建立经合理简化的抽象汽车模型，以达到缩短产品开发周期、保证整车性能指标和降低产品成本的目的。 "汽车动力学模型的发展汽车动力学从严格意义上来讲包括对一切与车辆系统相关运动的研究，然而最为核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域，一般认为平顺性主要研究影响车身的垂向跳跃、俯仰、侧倾振动的因素，而操纵稳定性主要研究车辆的横向、横摆和侧倾运动。建模时一般假设平顺性和操纵稳定性之间无偶合关系。 "#!汽车平顺性模型在汽车平顺性的早期研究阶段，限于当时数学、力学理论、计算手段及试验方法，把系统简化成集中质量—弹簧—阻尼模型，如图,所示。图,整车集中质量—弹簧—阻尼模型此类模型一般先以函数的形式给出其动能!和势能"以及表达系统阻尼性质的物理量耗散能 !的表达式：【摘要】汽车动力学包括对一切与车辆系统相关运动的研究，其最核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域。在简要说明了汽车动力学发展过程的基础上介绍了平顺性和操纵稳定性两大领域的模型发展过程。平顺性模型主要经过集中质量—弹簧—阻尼模型、有限元模型和动态子结构模型阶段；而操纵稳定性模型从低自由度线性模型、非线性多自由度模型发展到多体模型。最后提出了汽车动力学仿真模型的发展动向。主题词：汽车动力学模型发展中图分类号：9:;,<,文献标识码：$ 文章编号：,"""=#>"#（!""#）"!=""",=": $%&%’()*%+,(-.%/01’%$2+3*0140*5’3,0(+6(7%’ ?2*+.@’8A?2*+.B8+.2*8AC48D*8/8+AB8*D6+.E’8 （B8/8+9+8F’(785G ）【89:,;31,】H’28%/’IG+*)8%7754I8’7*//)6F’)’+57(’/’F*+556F’28%/’7G75’)*+I 857%6(’8752’5J6E8’/I76E (8I’K *L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G<1+52’M*M’(AI’F’/6M8+.M(6%’776E )6I’/76E F’28%/’(8I’*L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G *(’8+K 5(6I4%’I *E5’(I’F’/6M)’+5%64(7’6E F’28%/’IG+*)8%78778)M/G 8+5(6I4%’I

汽车制动系统的研究

汽车制动系统的研究汽车制动系统的研究【摘要】汽车的制动性是汽车的主要性能之一，制动系统对汽车的安全性起着至关重要的作用，本文就汽车制动系统中的鼓式刹车、碟式刹车和防抱死刹车系统进行简单的阐述与研究。【关键词】制动系统、鼓式刹车、碟式刹车、防抱死刹车系统中图分类号： U463.5 文献标识码： A 文章编号：简述汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。在种类汽车制动系统中，制动器是汽车制动系中用以产生阻止车辆运动或运动趋势的力的部件。目前，种类汽车所使用的制动器都是摩擦制动器，也就是阻止汽车运动的制动力矩来源于固定元件和旋转工作表面之间的摩擦。制动系统的分类鼓式刹车鼓式刹车（图1）是在车的轮毂里面装设两个半圆形的刹车片，利用杠杆原理推动刹车片与轮毂内表面接触发生摩擦，利用摩擦力矩实现轮毂的转速下降，从而实现制动。原理很简单，就像在我们的日常生活中，用一个水杯表示轮毂，手指表示刹车片，当杯子旋转时，手指紧贴水杯内壁，水杯就会停止旋转，汽车的鼓式刹车原理和这个原理是一样的。鼓式刹车原理简单，当司机踩下刹车板时，通过杠杆机构推动液压泵，利用液压将刹车片推出，从而实现刹车。鼓式刹车在汽车制动上面已经应用了进一个世纪的历史，在同样的刹车力矩的的情况下，

鼓式刹车的车毂的直径可以比碟式刹车小得多，所以重载汽车要获得较大的刹车力矩，就采用鼓式刹车。碟式刹车碟式刹车（图2）的工作原理在日常生活中也经常见到，就如同我们旋转一个盘子，然后用手指去捏盘子，盘子就会慢慢停止旋转。汽车碟式刹车是由一个刹车油泵，一个与车轮相连的刹车圆盘和刹车卡钳组成。刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞运动，将制动卡片压向刹车盘，从而实现刹车效果。碟式刹车系统在我们的日常生活中也经常见到，有的山地车就采用碟式刹车系统。鼓式刹车系统（图1）盘式刹车系统（图2）防抱死制动系统（ABS）防抱死制动系统（ABS）（如图3）是一个闭环的制动控制系统，通常是有电子控制模块（ECU），液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。它可以随时感知汽车制动轮在每一时刻的运动状态，并根据其运动状态相应的调节制动器制动力矩的大小，以避免车轮出现抱死现象，从而使得汽车在制动时能够有效地缩短制动距离并维持方向的稳定性，进而提高汽车的安全性。防抱死制动系统（ABS）的作用就是让车轮在制动时处在转动与不转动之间，靠摩擦与制动鼓之间的摩擦力使汽车减速，同时汽车在转动时仍具有转向能力，摩擦片与制动鼓间的摩擦力随着发热而下降的速度要比轮胎与地面间的摩擦力下降缓慢一些，从而增加制动安全性。当在汽车需要全力制动时，通过控制所有车轮的滑移率，以获得轮胎与路面之间的最大纵向附着力，有效缩短制动距离，并保持一定的横向附着力，有效克制紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾等情况的，防止车身失控，提高车辆的制动稳定性。 ABS依靠装在车轮上的转速传感器以及车身上的车速传感器，采集各个车轮的转速等信号，然后传送到电子控制模块（ECU）计算出每个车轮的转速等数据，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率，ABS电子控制模块根据计算出参数，通过液压制动单元调节控制过程的制动力。在车辆紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即

车辆动力学仿真

车辆动力学仿真课程编码：202060 课程英文译名：Dynamics Simulation of Vehicle System 课程类别：专业课开课对象：车辆工程专业开课学期：第7学期学分：2.5学分；总学时： 40学时；理论课学时：32学时；上机学时： 8学时先修课程：理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械振动教材：车辆动力学模拟及其方法，威鲁麦特（德），北京理工大学出版社, 1998.5 ，第1版参考书：【1】汽车系统动力学，张洪欣，同济大学出版社, 1996 ，第1版【2】汽车系统动力学及仿真，雷雨成，国防工业出版社, 1997 ，第1版一、课程的性质、目的和任务《车辆系统动力学仿真》是车辆工程专业理论性较强的专业课。本课程的目的是，使学生初步学会汽车动力学分析方法，能够解决工程实际问题，以便增强其研究和解决车辆动力学问题的能力。本课程的任务，是以数学力学模型为基础，结合虚拟样机仿真技术，讲授汽车的垂直动力学、横向动力学、纵向动力学，为继续学习和掌握汽车新科技创造条件。二、课程的基本要求对汽车动力学有一定的了解，掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，掌握汽车多体动力学仿真的方法。具体要求为： 1.对汽车动力学仿真的基本概念和基本分析方法有明确的认识； 2.掌握单自由度系统的振动系统，自由振动、强迫振动的微分方程的建立方法； 3.掌握多自由度系统的振动系统的微分方程，初步掌握多自由度系统振动的模态分析方法； 4.了解随机振动的一些基本概念，掌握路面不平度功率谱密度的概念及其计算方法； 5.掌握汽车垂直动力学模型的建立方法，以及路面激励对汽车振动的影响； 6.掌握汽车弹簧、减震器、橡胶金属部件、轮胎等部件垂向动力学的特性； 7.掌握汽车纵向动力学微分方程，掌握滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力的计算方法； 8.掌握驱动附着率、制动附着率对行驶极限的影响； 9.掌握汽车横向动力学的微分方程建立方法，及其横向动力学微分方程的特性； 10.掌握汽车操作稳定性的概念及其影响汽车操作稳定性的因素； 11.掌握轮胎的真实特性，初步掌握轮胎动力学的初步概念。

基于纵向力分配的轮边驱动电动汽车稳定性控制

第38卷第3期2010年3月同济大学学报(自然科学版) JO URNAL OF TON GJI UNIVERSITY(NATURAL SCIEN CE)Vol.38No .3 Mar.2010 文章编号:0253-374X(2010)03-0417-05DO I :10.3969/j.issn.0253-374x.2010.03.019 收稿日期:2009-03-24 基金项目:国家/八六三0高技术研究发展计划资助项目(2006AA11A101);上海市优秀学科带头人计划资助项目(08XD14043)作者简介:熊璐(1978)),男,讲师,工学博士,主要研究方向为汽车系统动力学与控制.E -mail:xiong_lu@https://www.360docs.net/doc/0a5309683.html, 基于纵向力分配的轮边驱动电动汽车稳定性控制熊璐,余卓平,姜炜,蒋造云 (同济大学汽车学院,上海201804) 摘要:采用层次化整车稳定性控制方法和加权二乘法优化分配算法,通过纵向力在约束范围内的合理分配形成直接横摆力矩,改善车辆的行驶姿态.实车试验结果显示,控制器根据各轮状态实现了四轮纵向力有效分配,车辆横摆角速度能够很好地跟踪参考横摆角速度;通过控制,降低了车辆横摆角速度与侧向加速度,提高了车辆的操纵稳定性. 关键词:四驱电动汽车;稳定性控制;纵向力分配;控制分配;加权最小二乘法中图分类号:U 461.6 文献标识码:A Re search on V ehicle Stability Control of 4WD Electric V ehicle Base d on Longitudinal Force Control Allocation XIONG Lu ,YU Zhuopin g,JIANG Wei ,JIANG Zaoyun (C ollege o f Auto motive Studies,Tongji University,Sha nghai 201804,C hina) Abstract :A vehicle stability control based on hierarc hica l c ontrol approach was introduced.Through the Weighted Lea s-t Squares (WLS)control allocation a lgorithm,the longitudina l force of ea ch tire (m otor torque)was distributed c onsidering the constraints to form the direct ya w m om ent.The experiment results show the respec tive longitudinal force of the four wheels has been effectively distributed ac cording to the status of eac h wheel.And a lso the vehic le .s yaw rate can follow the reference yaw rate exc ellently.The vehic le .s yaw rate a nd latera l a cceleration ha ve been reduced,meanwhile,the vehic le handling a nd stability have been enhanc ed instead.Key word s : 4WD elec tric vehicle; stability control; longitudinal force distribut ion;control a lloc ation;weighted least -squares (WLS) 汽车电动化是汽车驱动系统的发展趋势,混合动力电动汽车(H EV )、燃料电池电动汽车(FCEV)和纯电动汽车(EV)都是各大汽车公司研发的重点.电动汽车在驱动形式和控制方式上与传统内燃机汽车有很大区别.对于轮毂电机驱动的四轮驱动电动汽车来说,多执行器是其具有的独特优势,各个电机的扭矩可以独立、精确地加以控制,为稳定性控制带来更多自由度 [1-2] . 传统内燃机汽车上,采用制动器为执行元件利用制动力进行车辆稳定性控制技术 [3] .轮毂电机轮边驱动既可以输出驱动力也可以输出制动力.文献[4-5]对电动汽车横摆控制展开了初步研究,采用简单的分配方法,即一侧增加驱动/制动扭矩$T ,另一侧减小$T ,改善车辆侧向动力学性能,该控制方法没有考虑各轮的不同状态以及车辆的约束条件.借鉴飞行控制中的控制分配方法[6],文献[7]对以PI (比例积分)控制器为参考模型的运动控制器,通过仿真研究了约束条件下的以车辆稳定性为控制目标的分配控制方法.文献[8]对轮边驱动电动汽车的纵向力控制分配进行了仿真研究,显示了分配控制算法实现车辆稳定性控制的有效性.文献[9]通过计算机仿真,对3种考虑约束条件的扭矩分配算法:重新分配广义逆法(RPI)、层叠广义逆法(CGI)和加权最小二乘法(WLS),在计算速度、迭代情况和计算精度等方面进行了对比评价,显示加权最小二乘法在计算速度与迭代精度方面具有优势. 本文采用由包含前馈反馈控制的运动控制器与基于加权最小二乘法的控制分配器相结合,通过纵向力(电机扭矩)在电机约束范围内的合理分配形成直接横摆力矩,实现对车辆稳定性的控制;在所开发的四轮驱动电动汽车上进行双移线和蛇形等典型操纵稳定性实车试验,实车试验结果显示所开发的控制算法能很好地提高车辆的操纵稳定性.

汽车行驶转向制动系统诊断与检修

个人收集整理-ZQ 一、填空题、传动系、行驶系、转向系、制动系、有反作用杆地单膜片、带有反作用盘地单膜片、带有反作用盘地串联膜片、车架；车桥；车轮；悬架、装配基体；车架. 、边梁式车架；中梁式车架；综合式车架；无梁式；车身、转向桥；驱动桥；转向驱动桥；支持桥. 、前轴；转向节；主销；轮毂. 、前轴；转向节；转向节. 、主销后倾；主销内倾；前轮外倾；前轮前束. 、支承汽车总重量；吸收和缓和；振动和冲击；附着性能；动力性；制动性；通过性. 、胎面；胎侧；胎体；胎圈. 、深槽式；平底式；对开式. 、辐板式；辐条式、高压胎、低压胎、超低压胎；普通花纹轮胎、越野花纹轮胎、混合花纹轮胎；普通斜交轮胎；子午线轮胎、弹性元件；导向装置；减震器. 、独立悬架；非独立悬架、钢板弹簧；螺旋弹簧；扭杆弹簧；气体弹簧；橡胶弹簧. 、空气弹簧；油气弹簧. 、改变；直线. 、转向操纵机构；转向器；转向传动机构. 、相交于一点. 、转弯半径. 、操纵轻便；灵敏. 、机械转向器；转向动力缸；转向控制阀. 、右；左边. 、整体式；分段式. 、常压式；常流式. 、转向横拉杆；左右梯形节臂；前轴；转向梯形. 、转向助力装置. 、液压式；气压式. 、整体式、半整体式、转向加力器、转向螺母、齿扇、轴承、转向螺母与齿扇、磨损、间隙、游标卡尺检测、磁力探伤检测、转向螺杆、指销；一个、两个、蜗杆曲柄指销式、齿轮齿条式、循环球式、等宽、不等长、等强度、弹簧试验器、样板、新旧对比、直观监视；裂纹、折断；长度、宽度、厚度、离车式、就车式、两套，汽车行驶时；行车制动；汽车停车；驻车制动. 、人力式；动力式；伺服式. 、制动蹄摩擦片与制动鼓之间；轮胎与路面间地附着力；制动蹄地张开力；摩擦片与鼓地接触面积；摩擦系数.文档收集自网络，仅用于个人学习

车辆动力学相关的软件及特点

SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠;

列车纵向动力学分析

第一部分开行重载列车，就机车车辆本身来讲，重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。下面就以制动系统来分析。 1.重载列车制动系统的关键技术制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用，随着铁道技术的不断进步，已出现了多种制动方式，但对货物列车而言，空气制动仍是最基本的制动作用方式。众所周知，货物列车空气制动作用的制约因素甚多，列车长度就是主要影响因素之一。我国重载列车的发展始于20世纪80年代，至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上，编组辆数从62辆增加到210辆之多，列车最大长度已达2·6 km以上，导致空气制动作用条件严重恶化。 1.1制动空走时间和制动距离影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外，还有影响空走距离的空走时间，后者主要与列车长度或编组辆数有关。笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时，对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下，由于重载列车编组辆数的增加，必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响，因此该限速表不适用于重载列车。对于重载列车，其制动力应比普通列车高，以保持和普通列车同等的制动距离。 1.2充气作用和长大下坡道的运行安全列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间，因此，在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。 1.3减轻列车纵向动力作用货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因，也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。该纵向动力作用以空气制动时为甚，并基本上与列车的总制动力或辆数成重载列车的纵向力通常比普线路和操纵工况等作用条件下，在同样装置、正比。．通列车成倍增加，因此，如何减轻重载列车的纵向动力作用是需要研究的重要课题。以上是提高列车重载的主要障碍。制动空走时间和制动距离、充气作用和长大下坡道的运行安全在制动系统方案的设计中详细分析解决。下面主要对减轻列车纵向动力作用单独做一详细介绍。 2.重载列车制动的纵向动力作用纵向动力作用的产生2.1对于空气制动机，在施行制动或缓解时所产生的空气波(列车管减压波或增压波)有一个沿列车管由前向后扩散或传播的过程；列车越长其前后部开始制动或缓解的时间差就越大。这种“沿列车长度的制动或缓解作用的不同时性”是列车制

《汽车行驶、转向与制动系统检修》课程教学大纲

《汽车行驶、转向与制动系统检修》课程教学大纲课程名称：《汽车行驶、转向与制动系统检修》课程类别：专业核心课程实用专业：汽车检测与维修技术汽车技术服务与营销汽车整形技术学时：78 学分：4 一、课程的性质《汽车行驶、转向与制动系统检修》是汽车检测与维修技术专业的一门专业核心课程，主要讲授现代汽车行驶、转向与制动系统构造、工作原理、故障诊断和维修等方面的知识，培养学生汽车行驶、转向与制动系统检修的岗位工作能力，是人才培养课程体系中的重要课程。先导课程：《汽车零部件识图》、《汽车机械认知》、《汽车维护与保养》、《汽车发动机机械系统检修》、《汽车电路与电气系统检修》、《汽车传动系统检修》等。后续课程：《汽车车身电器检修》、《汽车综合故障诊断》、《汽车维修质量检验与管理》等。二、课程设计思路 1．联合行业、企业专家共同设计课程。

组建包括学校骨干教师、行业知名专家、企业技能能手的课程开发团队，通过走访毕业生、企业一线实践与调研、召开实践专家研讨会等途径，结合行业职业资格证书标准确定课程内容。联合汽车维修行业知名专家朱军和李东江、来自企业的楚天技能名师赵小波等兼职教师，来自国内知名院校的汽车维修职业教育专家尹万建和李春明教授，一起为课程进行设计。 2．教学设计坚持工作过程导向的任务引领。为了充分体现任务引领、工作过程导向课程的思想，将本课程的教学活动分解设计成若干任务单元，创设相应的工作情境，学习情境的载体设计，体现了基于职业岗位的真实再现，实现了与职业岗位的对接。将真实情境转化为学习情境，使学生在自主学习与训练中获取知识与技能。

3．充分利用校企双环境、双师资开展教学和考核。加强与企业紧密合作，每个任务教学都由校内专职教师和校外兼职教师共同承担，技能训练主要安排兼职教师教学。所有过程考核由校企双方合作共同完成，突出了课程设计的开放性。三、课程目标本课程根据汽车后市场服务的需求，针对职业岗位典型工作任务，强化汽车行驶、转向与制动系统检修的职业能力。培养对汽车行驶、转向与制动系统的拆装、调试、诊断、检测和维修技能。

汽车制动系统结构解析

汽车制动系统结构解析大家都知道，汽车的制动系统对我们的行车安全非常重要，行车中如出现制动失灵等故障，后果都将不堪设想。那么汽车的制动系统是如何制动的？为什么会失灵？ABS、ESP系统又是什么？对我们驾驶安全有什么帮助？

●制动系统的组成作为制动系统，作用当然就是让行驶中的汽车按我们的意愿进行减速甚至停车。工作原理就是将汽车的动能通过摩擦转换成热能。汽车制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分组成，常见的制动器主要有鼓式制动器和盘式制动器。 ●鼓式制动器鼓式制动器主要包括制动轮缸、制动蹄、制动鼓、摩擦片、回位弹簧等部分。主要是通过液压装置是摩擦片与岁车轮转动的制动鼓内侧面发生摩擦，从而起到制动的效果。

在踩下刹车踏板时，推动刹车总泵的活塞运动，进而在油路中产生压力，制动液将压力传递到车轮的制动分泵推动活塞，活塞推动制动蹄向外运动，进而使得摩擦片与刹车鼓发生摩擦，从而产生制动力。从结构中可以看出，鼓式制动器是工作在一个相对封闭的环境，制动过程中产生的热量不易散出，频繁制动影响制动效果。不过鼓式制动器可提供很高的制动力，广泛应用于重型车上。

●盘式制动器盘式制动器也叫碟式制动器，主要由制动盘、制动钳、摩擦片、分泵、油管等部分构成。盘式制动器通过液压系统把压力施加到制动钳上，使制动摩擦片与随车轮转动的制动盘发生摩擦，从而达到制动的目的。

与封闭式的鼓式制动器不同的是，盘式制动器是敞开式的。制动过程中产生的热量可以很快散去，拥有很好的制动效能，现在已广泛应用于轿车上。 ●通风制动盘制动过程实际上是摩擦力将动能转化为热能的过程，如制动器的热量不能及时散出，将会影响其制动效果。为了进一步提升制动效能，通风制动盘应运而生。

第二章 汽车纵向动力学(20090925制动)