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提高多轴重型越野车制动性能的理论与试验研究

王兴东  
【摘要】:多轴重型越野车通常作为武器系统的运输和发射平台,其性能的优劣直接影响武器系统运输乃至发射的成败,因此对其深入研究开发,满足战略武器机动发射的要求十分必要。同普通两轴汽车相比,多轴重型越野车具有一些与汽车制动相关的新特征,如采用的气顶液(Air-Over-Hydraulic,AOH)型制动系结构复杂,轴数多、轴距大,整车转动惯量较大、轴荷变化明显,采用了多轴转向和全轮驱动技术等。目前国内外公开发表的文献没有专门针对多轴越野车整车制动性能和AOH制动系动态性能的理论及试验研究,这限制了其机动性和安全性的进一步提高,导致了国产多轴越野车的整车性能与发达国家存在明显差距。 防抱制动系统(Antilock Braking System,ABS)已成为目前世界上普遍认可的显著提高汽车安全性能的有效措施。本文针对多轴重型越野车的特点,以提高整车制动性能为目的,利用ABS 技术,进行了相应的理论和试验研究,显著提高了制动性能,满足我国导弹系统对重型越野车底盘的进一步要求。主要研究成果有: (1)提出了提高多轴重型越野车制动性能的基本方法和步骤。从提高车辆制动性能兼顾合理经济性的角度出发,确定了多轴车辆AOH 制动系进行ABS 控制的基本方法为气压控制式; 为WS2400 四轴重型越野车通用底盘给出了两种较为可行性的ABS布置方案。 (2)提出了建立通用化多轴越野车整车ABS 动力学模型的基本方法。针对多轴车辆的特点,基于多刚体动力学理论,建立了多轴车辆整车力学模型; 结合ABS 基本概念和功能,建立了通用的多轴车辆ABS 整车制动数学模型和仿真计算模型。通过实车道路试验,基本验证了直线制动时多轴越野车整车ABS 动力学模型的正确性。 (3)首次提出了面向具体结构和力学原理,建立反映AOH 制动系执行机构动态特征模型的方法。针对鼓式制动器,提出了制动器的弹性特征模型,根据台架试验中制动初始状态明显影响制动系动态特性的这一重要特征,适当修正了制动器模型; 考虑ABS 在AOH 制动系上的应用研究,建立了反映制动控制指令变化时工作介质动态变化的压力振荡模型; 对其它主要部件分别进行了较为详尽的动力学描述,完成了AOH 执行机构数学模型。通过实车试验,验证了模型的正确性。基于系统辨识理论和制动系工作原理,对台架试验数据进一步分析,建立了便于车辆制动及相关控制系统仿真研究的AOH 制动系的辨识模型,完善了多轴越野车整车ABS 动力学模型。 (4)提出了四轴车辆附着系数的测量方案,利用验证后的整车制动仿真计算模型论证了测量方案的合理性。根据确定的两种布置方案,分别进行了ABS 装车对比试验,


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