工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾7
地面车辆动力学-概述说明以及解释
地面车辆动力学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地面车辆动力学是研究地面车辆在运动过程中所涉及的力学和动力学问题的学科。
随着交通工具的普及和运输需求的增加，对地面车辆动力学的研究变得愈发重要。
地面车辆动力学涉及车辆的加速、转弯、制动等各种运动过程，以及车辆在不同路面条件下的稳定性和控制能力。
了解地面车辆动力学可以帮助我们更好地设计车辆、提高车辆性能、增强车辆安全性和舒适性。
在本文中，我们将介绍地面车辆动力学的基本概念和原理，深入探讨车辆的动力传输系统和悬挂系统对车辆性能的影响。
通过对这些内容的分析，我们可以更好地理解地面车辆在运动过程中所面临的各种力学和动力学问题，为地面车辆的设计、控制和优化提供理论支持。
文章结构部分主要是指整篇文章的组织架构和逻辑顺序。
在本篇关于地面车辆动力学的文章中，我们将按照以下结构组织内容：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 地面车辆动力学概述2.2 车辆的动力传输系统2.3 车辆悬挂系统3. 结论3.1 总结3.2 应用与展望3.3 结论在引言部分，我们将简要介绍地面车辆动力学的研究背景和重要性，明确本文的目的和意义。
在正文部分，我们将详细讨论地面车辆动力学的概念和原理，以及车辆动力传输系统和悬挂系统的作用和设计原理。
最后，在结论部分，我们将总结文章的主要观点和结论，探讨地面车辆动力学在实际应用中的意义和未来发展方向。
整个结构设计旨在使读者能够系统地了解地面车辆动力学的基本概念和相关知识，并为进一步研究和应用提供基础。
1.3 目的本文的主要目的是探讨地面车辆动力学的基本原理、车辆的动力传输系统和悬挂系统。
通过对地面车辆动力学的概述，我们可以更好地理解车辆在行驶过程中的运动规律和性能表现。
在深入研究车辆的动力传输系统和悬挂系统的设计与优化原理后，我们可以为提高车辆的性能和安全性提供理论支持。
通过本文的研究，我们希望能够加深对地面车辆动力学的理解，并为工程技术人员提供可靠的参考和指导，以推动地面车辆技术的发展和进步。
机械工程中的车辆动力学与控制系统
机械工程中的车辆动力学与控制系统车辆动力学与控制系统是机械工程中关于车辆运动规律和运动控制的重要领域。
它研究车辆的力学特性、动力学特性以及如何通过各种控制手段来实现车辆的稳定运动。
本文将对机械工程中的车辆动力学和控制系统进行详细介绍。
一、车辆动力学车辆动力学主要研究车辆在行驶过程中的运动规律和动力学特性。
它涉及到车辆在不同工况下的加速、减速、转弯、行驶稳定性等问题。
我们从以下几个方面来探讨车辆动力学。
1. 车辆运动方程车辆运动方程是车辆动力学的基础，可以用来描述车辆在不同工况下的运动状态。
其中，牵引力方程、阻力方程、转向力方程都是车辆运动方程中的重要内容。
通过对这些方程的研究，可以进一步了解车辆在不同工况下的运动规律和性能。
2. 车辆悬挂系统车辆悬挂系统是为了提高车辆行驶的稳定性和舒适性而设计的。
它能够吸收道路不平的冲击，改善车辆的操纵性和通过性。
在悬挂系统设计中，需要考虑到车辆的负载、速度、转弯半径等因素，以提供合适的悬挂刚度和减振效果。
3. 车辆操纵性车辆操纵性是指车辆在驾驶员的操纵下实现所需的运动状态。
通过研究车辆操纵性，可以分析车辆的转向性能、稳定性和可控性等指标。
提高车辆的操纵性对于提高行车安全性和驾驶舒适性具有重要意义。
二、车辆控制系统车辆控制系统是通过对车辆进行控制，使其按照预定的路径和要求进行运动。
它涉及到车辆动力系统、转向系统、制动系统等多个方面的控制。
下面我们来了解一些车辆控制系统的内容。
1. 传动系统控制传动系统是将发动机的输出转矩传递给车轮的重要组成部分。
在传动系统控制中，需要通过控制离合器、变速器等传动装置的工作状态来调节车辆的行驶速度和扭矩分配。
合理的传动系统控制设计有助于提高车辆燃油效率和动力性能。
2. 制动系统控制制动系统是保证车辆安全的重要组成部分。
通过对制动系统的控制，可以实现车辆的减速、停车和稳定行驶等功能。
制动系统控制通常涉及到制动力的分配、制动补偿和防抱死系统等控制技术。
车辆系统动力学讲义
车辆系统动力学讲义
4) 列车动力学模型 传统的列车动力学模型主要研究列车状态下车辆之间 的动力学作用，例如车钩力分析。现在的列车动力学 也有向大系统、复杂模型发展（尤其是动车组）。传 统模型包括： (a) 列车纵向动力学模型 (b) 列车横向动力学模型 (c) 列车垂向动力学模型 由于列车动力学研究的车辆数目一般较多，对车 辆都做了大量简化。由于所关注的问题主要是列车系 统的影响，所以一般都能取得较满意的精度，没有必 要建立复杂的模型。
1.
2.
3. 4.
车辆系统动力学讲义
1.1 车辆动力学的发展
车辆动力学系统是一个复杂的系统，其发展依靠科学 技术和研究手段的进步。至今仍有大量问题没有解决。 60年代以前的传统方法 轮轨蠕滑理论的提出和应用
计算机技术的大量采用
大系统方法和复杂动力学模型
车辆系统动力学讲义
1.2 车辆动力学的主要研究内容
车辆系统动力学讲义
2.3 车辆动力学性能
常规的车辆动力学性能主要包括：运行平稳性、 运动稳定性和曲线通过动力学性能。这几方面都比较 成熟了，它们包含了我们最关系的安全性和舒适性的 问题。当然，车辆动力学性能还有很多其他的方面， 例如结构弹性振动、噪声、空气动力学等，这些都还 处于研究阶段，不是常规动力学计算的任务。
车辆系统动力学讲义
2） 非线性稳定性 车辆系统的蛇行运动是其本身的固有属性，是决 定车辆能否高速运行的关键因素。已有的研究表明车 辆在直线轨道上的稳定性通常具有图4-43所示的三种 主要形式[2, 156]，图中实线表示稳定平衡位置或极限环 （蛇行运动），虚线则表示不稳定平衡位置或极限环， 系统的平衡位置为横坐标轴。图中A点的车速定义为线 性临界速度，可通过建立车辆系统线性化数学模型来 求得，线性临界速度只有在具有极微小激扰的理想轨 道上才会出现，因此，是系统的理想临界速度。拐点B 为车辆系统等幅蛇行运动出现和消失的分界点，其车 速值定义为非线性临界速度，通常，非线性临界速度 只有在极差的轨道条件下才会出现，为系统的最低临 界速度。
汽车系统动力学第一章 车辆动力学概述
绪篇概论和基础理论本篇首先介绍：1．车辆动力学的发展历史；2．车辆动力学理论对实际车辆设计所作的贡献；3．车辆动力学的研究内容和范围及其未来的发展趋势；4．介绍车辆动力学模型建立的基础理论和方法。
第一章车辆动力学概述§1-1 历史回顾车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。
有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可追溯到100年前。
事实上，直到20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester（兰切斯特）、美国的Olley（奥利尔）、法国的Broulhiet（勃劳希特）开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。
开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。
同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。
1．首先要肯定Frederick （费雷德里克）W．Lanchester对这门学科的早期发展所做的贡献。
在他所处的时代，尽管缺乏成熟的理论，但作为当时最杰出的工程师，他对车辆设计的见解不但敏锐，而且深刻。
即使在今天，Lanchester的思想仍有一定的借鉴意义。
2．对本学科发展有卓越贡献的人物是Maurice （莫里斯）Olley，他率先系统地提出了操纵动力学分析理论。
3．Olley这样总结了20世纪30年代早期的车辆设计状况：“那时，已经零星出现了一些尝试性的方法，其目的在于提高车辆的行驶性能，但实际上却几乎没有什么作用。
坐在后座的乘客仍然象压载物一般，被施加在后轮后上方的位置。
人们对车辆转向不稳定的表现已习以为常，而装有前制动器的前桥摆振几乎成为了汽车驾驶中的必然现象。
工程师使所有的单个部件都制作得精致完好，但将它们组装成整车时，却很少能得到令人满意的性能。
”就在这个时期，人们对行驶平顺性和操纵稳定性之间的重要协调关系开始有所认识。
但对车辆性能的评价，仍主要凭经验而非数学计算。
1932年，Olley在美国凯迪拉克(Cadillac)公司建立了著名的“K2”试验台(一个具有前、后活动质量的车架)，来研究前后悬架匹配及轴距对前后轮相位差的影响。
车辆动力学——精选推荐
车辆系统动力学研究报告学院：机电工程学院专业：车辆工程姓名：学号：2011年4月1日车辆系统动力学研究摘要：结合国际车辆系统动力学学术会议中所发表的车辆方面的学术论文，本文简单介绍了车辆系统动力学的发展历程、研究内容和方向领域，并对近几年来国际范围内车辆系统动力学的研究进展及动态进行了综合介绍与评述，其中包括车辆曲线通过性能、车辆运动稳定性、以及其他相关方面的研究内容。
在此基础上，也提出了今后车辆系统动力学研究的趋势和发展方向。
关键词：车辆动力学现状研究引言严格来说，车辆系统动力学是研究所有与车辆系统运动有关的学科，它涉及的范围主要是路面特性分析、环境分析及环境与路面对汽车的作用，汽车系统及其部件的运动学和动力学，汽车内各个子系统的相互作用，汽车系最佳控制和最佳使用，车辆-人系统的相互匹配和模型的作用，驾驶员模型，以及车辆的工程技术设计适合于人的使用，从而使人-机系统对工作效率最高等等【1】。
本文在介绍车辆系统动力学的研究内容和方向后，主要对车辆系统动力学在各个方面领域上的研究做了下总结和探讨。
1 车辆系统动力学发展过程阶段一（1900---20世纪30年代初期）：20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题开始有了一些初步的了解；对于车辆动态性能经验性观察，注意到车轮摆振问题；认识到乘坐舒适性是车辆性能的一个重要方面；零星出现了提高车辆行驶性能的方法，但效果微小。
阶段二（30年代初期---1952年）：简单的轮胎力学，建立了简单的两自由度操纵动力学方程；建立了简单的两自由度操纵动力学方程；定义了不足转向和过度转向，稳态转向的特性；开始行驶特性的实验研究，提出了平稳行驶的概念；英国lanchester、美国Olley、法国Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。
阶段三（1952年以后）：对轮胎侧向动力学、独立悬架等有了新的认识测量手段、计算手段的提高，肯定轮胎重要性，通过试验分析和建模，加深轮胎特性了解；建立了三自由度的操纵动力学方程，扩展操纵动力学内容，操纵与转向的基础理论形成，建立较为完整的车辆操纵动力学线性域的理论体系；开始采用随机振动理论对行驶平顺性进行性能预测。
机械工程中的汽车动力学研究
机械工程中的汽车动力学研究在当今的社会中，汽车已经成为我们生活中必不可少的一部分。
汽车作为机械工程的重要领域之一，汽车动力学已经成为了热门研究领域之一。
汽车动力学研究的目的旨在优化汽车的性能，提高汽车的燃油经济性和环保性。
在这篇文章中，我们将会介绍汽车动力学研究的意义和内容，以及未来的研究方向。
意义汽车的性能和经济性是驾驶员和乘客最为关注的问题之一。
汽车动力学研究致力于通过对汽车的动力系统和车辆控制进行改进，以提高汽车的性能和经济性。
这不仅能够改善驾驶和乘坐的体验，而且可以减少能源消耗，从而降低对环境的影响。
内容汽车动力学研究的内容大体上可以分为以下三个方面。
动力系统：汽车的动力系统是汽车动力学研究的重点之一。
动力系统主要由发动机、变速器、传动轴和驱动轮组成。
研究人员致力于通过对这些部件的改进，提高发动机功率、减少燃料消耗、降低噪音和排放水平。
车辆控制：车辆控制是另一个汽车动力学研究的重点。
车辆控制包括悬挂系统、制动系统、转向系统和车辆稳定性控制系统。
研究人员致力于改进这些系统，提高车辆的舒适性、安全性和操控性。
仿真和测试：模拟和测试是汽车动力学研究的重要手段。
这些技术可以帮助研究人员更好地了解汽车性能和性能调整的效果。
研究人员可以利用仿真和测试技术来优化动力系统、车辆控制系统和车身结构，从而提高汽车的性能和经济性。
未来的研究方向随着汽车技术的不断发展，汽车动力学研究也在不断地发展。
未来的研究方向主要包括以下几个方面。
电气化：随着电动汽车和混合动力汽车的出现，汽车动力学研究的重点将趋向于更为电气化的汽车动力系统。
电气化特性使得汽车在能源消耗和环境保护方面更具有优势。
因此，研究人员将更多地投入于电动汽车和混合动力汽车的开发和优化。
自动化：自动驾驶技术的快速发展也在推动汽车动力学研究的向前发展。
研究人员将更多地关注自动驾驶汽车的操控性和性能，以提高自动驾驶汽车的安全性和有效性。
新材料：新材料将成为汽车动力学研究的另一个重要方向。
基于模型试验的车辆动力学研究概述
第53卷第6期0引言车辆动力学是车辆工程专业领域内的基础理论问题，是研究车辆行驶性能、优化车辆总体设计、创新发展新结构车辆和提高车辆运用水平的核心问题。
当前，对车辆动力学相关问题的研究中，主要是以数值计算技术为主。
在车辆动力学数值计算软件方面，目前国内院校主要采用从国外引进的RecurDyn 和Adams 软件。
但是由于仿真软件中路面模型过于简单，缺乏与实际路面绝对吻合的情况，而且相同的车辆—地面作用，由于计算软件和计算方法的不同，其计算结果也存在一定的差距。
因此，仿真计算只能作为车辆动力学研究过程中的辅助手段。
实车试验虽然能很好地反映车辆与地面之间的相互作用关系和规律，但实车试验周期长、费用高、影响因素多等实际缺点也影响着车辆动力学的研究。
依靠直接试验的办法，曾经解决过许多依靠数学方法暂时无法解决的问题，但是不能不看到实车试验的局限性。
直接试验无法解决受实际条件限制的研究工作，例如无法直接模拟月球环境，因此，月球车车轮—月壤相互作用的关系也就无法通过实车试验解决。
与此同时，实车试验往往只能得出个别物理量之间的相互关系，而无法向试验条件外的情况进行推广。
在人类与大自然长期的斗争中，人们通过长期的实践和总结，逐渐摸索出一种指导自然规律研究的新理论———相似理论。
相似理论应用于试验，一是可以推广试验结果的应用范围问题；二是可以改变试验条件的模拟方法问题。
基于相似理论的模型试验是一种可靠实用的方法，它利用模型试验来寻求和验证地面与车辆性能间的相互关系，把自然物理现象中与车辆行驶过程有关的因素按一定比例缩小后，进行试验观察测量，然后再把结果按一定比例放大，从而得到产生于原型中的物理现象。
这种方法可以很好地控制所有参数和试验条件，对于一些简单的基本概念可以很快进行推断，并可消除或减少某些干扰因素。
基于相似理论的模型试验方法，由于其可操作性强，对试验条件能进行很好的控制，在轨道交通、航空航天等领域已经开展了广泛而深入的研究，并且取得了相当可观的成绩。
车辆动力学与车辆控制
车辆动力学与车辆控制车辆动力学和车辆控制是汽车工程中重要的研究领域，涉及到汽车驾驶性能、稳定性和安全性等方面的问题。
了解车辆动力学和车辆控制的原理对于汽车制造商、工程师和驾驶员都至关重要。
本文将介绍车辆动力学和车辆控制的基本概念和方法。
一、车辆动力学车辆动力学是研究车辆运动的学科，通过研究车辆的力学特性来理解车辆在不同工况下的运动行为。
在车辆动力学中，我们通常关注以下几个方面：1. 车辆操纵性能：车辆操纵性能是指车辆在驾驶员操纵下的响应能力。
这包括转向性能、悬挂系统的调校以及制动和加速性能等。
通过对车辆操纵性能的研究，可以优化车辆的驾驶性能和舒适性。
2. 车辆稳定性：车辆稳定性是指车辆在行驶过程中保持平衡的能力。
通过研究车辆的稳定性，可以预测和防止车辆在紧急情况下发生侧滑、翻滚等失控行为。
车辆稳定性分析常使用Yaw率、侧向加速度等参数进行评估。
3. 车辆悬挂系统：车辆悬挂系统的设计对于车辆的行驶稳定性有着重要的影响。
悬挂系统可以减震并保持车辆与地面的接触，提供足够的操控悬挂与驾驶舒适性。
通过在多种工况下的测试和模拟，可以优化悬挂系统的设计和参数调整。
二、车辆控制车辆控制是为了提高车辆的性能和安全性而进行的控制策略和算法的研究。
车辆控制的主要目标是实现驾驶员的预期行为并提供最佳的行驶体验。
以下是车辆控制中的一些重要概念：1. 制动系统：制动系统是车辆控制中最重要和最常用的系统之一。
它通过控制制动力矩来减速车辆并维持车辆的稳定性。
主要包括盘式制动器、鼓式制动器、防抱死制动系统（ABS）和电子制动力分配系统（EBD）等。
2. 转向系统：转向系统用于控制车辆的转向行为。
它通过控制转向力矩来改变车辆的行驶方向。
常用的转向系统包括机械转向系统、液压转向系统和电动转向系统等。
电动转向系统在现代汽车中越来越受欢迎，因为它具有精确控制和节能等优点。
3. 动力系统：动力系统用于控制车辆的加速行为。
它包括发动机、传动系统和驱动轮等。
第七章总体动力学
Pq Pq1 Pq2 Pfc Pfq PT
0.5Pfq
0.5Pfq
Pq1
PT
Pq2
• 3.等速转向行驶 • 假定： • 1）车辆转向时各车轮的滚动阻力不变； • 2）两侧前轮的偏转角均为α；
α
受力分析：
0.5Pfc Pfc
PB
0.5Pfc
P`q Pfq Pfc cos PB sin P`T cos
Pfc
tan
• 转向力PB是土壤对前轮产生的轴向反力， 其大小取决于前轮和土壤间的附着性能。 即：
PB c Gc
c
Gc
结论：
——前轮的侧向附着系数； ——前轮对土壤的垂直作用力。
拖拉机在抗压、抗剪强度弱的地面上（如水田 土壤、沙滩及松软地面）转向时，因附着性能 变差、转向力PB不足而转向困难。
P`q1 P`q2
•所以：
M B 0.5(
P`q1
P`q
2
)
BMB
LPLBPBccooss
根据稳定的条件，转向力矩 和阻力矩相平衡有：
MB
M
即：
LPB cos M zc M zq P`T LT sin LPfc sin
• 由此可以求出车辆的转向力PB：
PB
M zc
M zq LT P`T sin L cos
0P`q1
P`T
P`q2
力矩分析： Mzc 0.5Pfc
Pfc
M
M
PB
ZC
M ZQ
P` L 0.5Pfc TT
sin
LPfc
s in
Mzq
0.5Pfq
0.5Pfq
M B 0.5(P`q1P`q2 )B LαPB cos
车辆动力学及其控制技术
车辆动力学及其控制技术第一章概述车辆动力学及其控制技术是指对车辆各种动态特性的分析和控制的一种技术。
它主要包括车辆运动学、动力学、稳定性控制、转向控制、车身控制、车辆能量管理和智能驾驶等多个方面。
这些方面紧密关联，相互作用，共同实现了车辆的稳定性、安全性、经济性和环保性等的要求。
本文将从车辆运动学、动力学、控制技术等方面详细介绍车辆动力学及其控制技术。
第二章车辆运动学首先，车辆运动学是车辆动力学的基础。
它主要研究车辆在空间中的运动，以分析车辆各种运动状态和规划车辆运动轨迹，从而为车辆动力学控制提供基础。
在车辆运动学的基础上，可以进一步分析车辆转弯、加速、制动等动态特性，为车辆控制和优化提供支持。
第三章车辆动力学其次，车辆动力学是车辆动力学及其控制技术的核心。
它主要研究车辆在路面上的各种运动特性及其原因和机理。
其中，动力学分析了车辆底盘、悬挂系统、车轮胎等力学系统的关系，分析了车辆在加速、制动、转弯等情况下的响应以及运动轨迹的变化。
因此，理解车辆动力学是掌握车辆动力学及其控制技术的前提。
第四章车辆控制技术最后，车辆控制技术与车辆动力学密切相关。
它是通过分析车辆的动态特性，采用一系列控制策略和方法，实现对车辆的稳定性、安全性和性能等方面的控制。
在车辆控制技术的研究中，当前较为关注的是电子控制单元(ECU)的研发和智能化驾驶的研究。
其中，ECU播放着管理车辆传感器和执行器的作用，智能驾驶则是指车辆具有自主驾驶的能力。
总的来说，车辆动力学及其控制技术是车辆工程师、研究人员和学生学习和开展研究的重要领域。
掌握车辆运动学、动力学及其控制技术，可以提高车辆设计和制造的水平，为车辆的性能、安全和环保性能的提高奠定基础。
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工程车辆牵引动力学概述及其研究回顾｛ ） ７
－ 怀 新 Ａ
有循环式作业机械的特点：即非平稳随机过程中包含 有确定趋势项和平稳随机项。大的趋势波动由 装载机
作业工序的变化产生， 这一趋势决定着装载机的 特点， 是影响机器工作的主要因素； 大波动上叠加的高频小 幅波动， 工作介质的随机因素造成。 则由 作业循环中， 于负荷的变化， 由 使变速箱输出转速 发生相应的波动（ 发动机油门 和变速箱档位不变） 。
型和研究传动系统的动态特性是非常重要的。
的时间历程， 图示有４ 个完整的作业循环ａ＇， １ ＂４ ａ 每一作 业循环又可分为５ 个作业段： 空载前进接近物料ｂ 铲 ， ， 掘提斗ｂ 重载倒退ｂ 重载前进卸料ｂ 空载倒退ｂ ２ ， ３ ， ４ ， ｓ ｏ
、￣八Ｎ” ’ 八 八 叼 一 Ｖ Ｗ
－ ０ １ Ｓ ０ ａ相关 １０ ０Ｓ
ｏ ｈａｙ ｉｅ ） ｆ ｖ ｖｈ ｌ７ ｅ ｅ ｃ（
（ｅ Ｌｂｒｏ Ｈｇｗｙ ｓｕｔｎ ｈｏ ｇ ａｄ ｉ ｅｔ ｉｓ Ｅ ｕａｏ Ｋｙ ｏ ｔ ｆ ｉ ａ Ｃｎ ｒ ｉ Ｔｃｎｌ ｙ Ｅｕ ｍ ｎ ｏＭｎ ｔ ｏ ｄｃｔｎ ａ ａｒ ｏ ｈ ｙ ｒ ｏ ｔ ｃｏ ｅ ｏ ｎ ｑ ｐ ｆ ｉｒ ｆ ｉ ｙ Ｃ ａｇ ｎ ｉ ｒｔ Ｘ＇ ７０６， ｎ） ｈｎ＇ Ｕ ｖ ｓｙ ｉｎ ０４ Ｃ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ， ａ １ ｈａ
然对传动效率会有一定影响。
（ 通过控制方法来快速调节发动机、 ６ ） 传动系等元
件的参数来适应高频波动负荷的变化， 使车辆始终处 于最佳工作状态的想法是不可取的。 因为其一， 发动机 和传动元件难以 具有快速的调节速度； 即使可以 其二， 程的 特点。 设想， 可以 如果平稳加速前进， 个前进 保持２ 快速调节， 也会因部件快速运动产生新的动态波动； 其 工序为平稳过程， 则其载荷分布仍将接受正态分布。 三， 快速调节改变工况会消耗大量能量； 其四， 快速调 这表明： 对装载机的牵引负荷， 仍然可以 分解为确 节将降低系统元件的寿命与可靠性。 定的 趋势项过程和均值为０ 的随机过程２ 个部分， 并且 （ 车辆牵引动力学及其控制策略研究的主要问 ７ ） 各工 序的随 振动 机项 频率主要为１ Ｈ，Ｈ，５ ． ｚ ｚ ．Ｈ， ５ ２ ２ ｚ 总体上仍属于低通窄带型分布。 题应该是对上述趋势项静态负荷的适应性控制问题， 最多包括随机波动中的 低频分量负荷 （ 零点几赫兹） ， ２ ． 结论 ．４ ５ 而不应该是能量分布很少的高频分量负荷 （ 可取ｌ Ｈ ｚ （ 各类工程车辆， １ ） 包括履带、 双桥驱动车辆 轮式、 的 牵引负荷是一个随机的动态过程， 这个动态过程的 以 上作为工程车辆负荷的高频段， 一般范围为１３ － Ｈ， ｚ 特点主要由机器的工作模式和车辆结构参数以及工作 可扩大到１５ 最高不超过１ Ｈ） － Ｈ， ｚ ０ ， ｚ 介质的随机因素所决定。循环作业机械为非平稳随机 （ 对快速波动负荷的控制（ ８ ） 防治） 最好的方法应 该是传动参数调节之外的 其他辅助方法， 譬如补偿、 抑 过程， 连续作业机械和循环作业机械的 任一工序为平 制之类的方法， 而这种方法必须简单有效且保持车辆 稳随机过程， 可以 通过统计拟合的方法将各类车辆的 牵引系统高效率。 随机负荷分解为确定的趋势项过程 （ 该过程由 机器的 工作模式和车辆结构参数决定） 和平稳的均值为０ 的随 （ 多桥驱动车辆各桥的动态负荷可以按同步变 ９ ） 化规律来处理， 在牵引工作中， 各桥之间不存在相互抵 机项过程 （ 该过程由车辆结构参数和土壤等的随机因 消和滞后等情况。 素决定） 。 （） １ 动态波动负荷的 ０ 变异系数为０ ． ． ９ ４０ 之间（ 装 （ 分解出的随 机项分量具有一低通窄带型的功率 ２ ） 载机） ， 静态负荷大时 取小值， 反之取大值。 谱分布， 能量集中 Ｈ 以内，Ｈ附近的静态能量最 在３ ｚ ０ ｚ 大， 随频率增大而递减。 因此， 零频能量可以 作为机器负 （） 环式作业机械的 １ 将循 １ 非平稳总牵引 负荷按工 序分段， 则各段的总负荷基本遵从正态分布规律， 根据 载的 度量， 在控制系统中 作为负载反馈参数来对待。 这一 特性， 有可能根据多工 序的时间比 分布规律等 例， （ 随机项分量的振动频率有可能通过车辆一 ３ ） 地面 牵引系统的固有频率来求出。 建立完整的 载荷谱序列，由 此可以 在概率统计意义上 ） ＃ （ 循环作业机械的 趋势项负荷为一与车辆工作 采取有效的动态负荷防治措施。 模式及工序周期相应的缓慢变化负荷一 频率极低但幅 （） １ 连续作业机械的负荷特性， ２ 与循环作业机械 分段工序负荷特性相当， 遵从正态分布规律。 值变化较大， 连续作业机械则为一常值。 相对于车辆发
鬓 蘸 令
ｋ
１％ ５ ３ ．５ ８７ ％ ２ ．％ ２５ １ ．５ ３７ ％ １％ ０
表２ 各作业段统计分析的数字特征
作业工序 空载前进
铲掘 重载倒退
指标
ｔ ｌ ｓ
Ｎ ） ／ ＂ ｗ ｍ （ ｍ ／ ） （ 刀 ｚ － Ｎ ｏ ＂ Ｈ
１ ． ５ ２５ ．
２ ２
ｃ
（ 严格意义上的 静态负荷为常值） 尽管变化频率低或 。 不变化， 然而能量分布最大的趋势项负荷仍将强烈地 影响 着车辆牵引系统各总成的合理工作点， 车辆的动
１ ２２ ３ ．０ ５ ８ ９２ ０ ．８ ５ ０６ ４ ：７
重载前进、 卸料
空载倒退
１５ ．
－ ６ ．８ ９ ５５
－ ．６ ０５ ５
注： 各作业段时间； ｔ — 少 载荷波动频率； 一
ｕ 均值； — 一 标准差；
（ 围绕着零幅值中心高频波动的随机负荷分布 ５ ） 能量小， 对车辆牵引系统的工作性能不会产生太大影 响， 它影响的主要是系统元件的疲劳寿命与可靠性， 当
循环分析） 。 由 知， 表２ 铲掘阶段负载最大但波动小， 空载前进 负载小但波动大。经分段处理后各阶段接近平稳随机
对上述负荷曲线进行功率谱分析表明：载荷波动 最低频率为０ ２ Ｈ ， ． ５ 且能量分布最多， ０ ｚ 其倒数（ ｓ ４ ） ０ 对应一个作业循环时间［。 ２ 这说明： ５ ］ 循环作业机械的工 作模式决定趋势项， 静态负荷（ 缓慢变量） 具有最多的 能量分布，机器牵引系统的工作状态主要由该项负荷
２ ． 装载机负荷特性［２７ ．３ ５ ［ ５］ １， ８２ ，
决定， 而叠加于其上的高频随机波动从对机器动态性
能的影响角度来看则处于从属地位。 装载机前后驱动桥半轴转矩信号的互相关函数如
轮式装载机是一种很普及的工程车辆， 尽管其工 作模式与推土机截然不同， 但其牵引力负荷应该仍具
态性能主要受上述趋势项负荷及随机波动项中的低频
分量影响。
６０ ． １． ５５ ９０ ． ５５ ． ４０ ．
９ ０３ １ ．２
８ ３５ ２ ．９
００ ５ ． ０４ ３ ．０ － ．７ ０５ １ ０１ ８ ．９
２ ．３ ９ ３２ ３７ １ ２１ ０ ．２
－ ３ １３ ７ ４５ １ ．３ ５ ．０ ２
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图１ 前后桥转矩相关函数 ４
时间Ａ ２０ ０ｓ
图１ 原生土工况后桥半轴转矩的时间历程 ３
过程， 分别进行Ｘ分布检验， ２ 在水平ａ０ ５ ＝． 情况下， ０ 铲
装、 重载倒退、 空载倒退工序接受正态分布假设。空载
前进、 重载前进拒绝接受正态分布假设， 这主要因为前
进时的加速冲击使载荷分布变得复杂，脱离了平稳过
仓
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专题讲座
Ｓ ｅ ｉ Ｌｃ ｒ ｐｃ ｌ ｔ ｅ ａ ｅｕ
ｃ 变异系数； — ｋ 各 ｌ － 作业段时间比 － 例系数。
动机和传动系统的响应速度及随机项分量频率附近的静态意义上的负荷
〔 责任编辑 ： 林荣安］
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为了深入了 解装载机牵引负荷的静动态特性， 将 图１所示的工作过程的后桥半轴转矩按工序分段处 ３
对图１所示的负荷曲线进行自 ３ 相关分析表明， 当 ｔ ０ ３ ＝．ｓ ４２ ， 有极大的相关性， 其间隙 恰为一个作业循环
的周期。
理， 各工序统计分析的 数字特征示于表２取３个作业 （ ０
（ 长安大学 道路施工技术与装备教育部重点实验室， 西安７０６ 陕西 １ ４ ０ 中图分类号：Ｕ ０ Ｔ ６１
文献标识码 ： Ａ
文章编号： ０－３Ｘ２０） －０３０ １ ００３ （ ５ ９０６－２ ０ ０ ０
ａ ｄ ｒ ｓａ ｃ ｎ ｅｅ ｒ ｈ
ａ ｘｉ ｎ ＹＡＯ Ｈｕ ｉ
Ｔ ａｔ ｎ ｎｍｉ ｒｃ ｏ ｄ ａ ｃ ｉ ｙ ｓ
图１为装载机在铲装原生土工况下后桥半轴转矩 ３
图１所示， ４ 两桥转矩有明显的同步关系， 当时相关性最 大， 认为二者是同步的， 可以 且同步规律由 工作模式工 序规律决定， 负荷的 即由 趋势项决定。 这表明 对双桥驱 动车辆， 尽管各桥的附着重量、 滑转状态、 动力半径等 参数并不相同，但对整机趋势项牵引力的 产生起着同 步作用。 这一结论， 对建立双桥驱动车辆整机动力学模