考慮轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)運動副間隙汽車前輪擺振系統(tǒng)動力學分析.pdf

1、轉(zhuǎn)向輪擺振是指汽車在平坦的路面上直線行駛時,轉(zhuǎn)向輪以一定的幅度和頻率繞主銷持續(xù)振動的現(xiàn)象。發(fā)生擺振時,轉(zhuǎn)向輪以一定的頻率和幅度左右擺動。發(fā)展到一定程度后,甚至會引起汽車蛇行運動,方向盤劇烈抖動,并可能進一步導致車身的晃動。轉(zhuǎn)向輪擺振會加劇輪胎的磨損,增大轉(zhuǎn)向機構(gòu)的動載荷,降低有關(guān)零件的使用壽命,對汽車動力性、燃油經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以及安全性都有嚴重的負面影響。
　　 引起汽車轉(zhuǎn)向輪擺振的因素非常復雜,其中人們普遍關(guān)注

2、的是汽車轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)和輪胎的運動特性對擺振的影響,而同樣對擺振系統(tǒng)影響較大的轉(zhuǎn)向機構(gòu)中運動部件之間的間隙常常被人們所忽視,本文在課題組前人的研究成果之上,考察轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中轉(zhuǎn)向萬向節(jié)間隙對擺振的影響。
　　 本文通過分析轉(zhuǎn)向萬向節(jié)運動與傳遞特性,借助“二狀態(tài)模型”建立含間隙萬向節(jié)傳動機構(gòu)的非線性動力學模型,總結(jié)課題組前人經(jīng)驗成果,選擇應用拉格朗日法建立了含間隙汽車前輪擺振系統(tǒng)五自由度動力學模型。
　　 通過數(shù)值計算方法

3、對上述擺振系統(tǒng)動力學模型進行了仿真分析,考察了隨著萬向節(jié)間隙逐漸增大,擺振系統(tǒng)動力學行為的變遷規(guī)律。借助相圖與Poincaré映射等對不同間隙參數(shù)下擺振系統(tǒng)的運動狀態(tài)進行了定性考察,發(fā)現(xiàn)隨著間隙參數(shù)的增加,擺振系統(tǒng)運動狀態(tài)會逐漸由單周期運動變?yōu)槎嘀芷谶\動,最后進入混沌狀態(tài),系統(tǒng)的穩(wěn)定性也對應由最初穩(wěn)定逐漸變?yōu)椴环€(wěn)定。同時還考察了其他一些參數(shù)如車速、輪胎的垂直剛度和主銷后傾角等對汽車擺振的影響。利用分岔圖考察了擺振系統(tǒng)相對車速的分岔特征,