转向传动机构间隙对车辆摆振系统动力学行为的影响分析.PDF

振　动　与　冲　击 第３２卷第１６期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１６２０１３　  转向传动机构间隙对车辆摆振系统动力学行为的影响分析 １ １ １ ２ 卢剑伟 ，陈　昊 ，辛加运 ，刘梦军  （１．合肥工业大学 机械与汽车工程学院，合肥　２３０００９；２．ＤａｔａＳｔｏｒａｇｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａ ＳＴＡＲＳｉｎｇａｐｏｒｅ　２３００５１） 　　摘　要：对考虑转向传动机构间隙的车辆摆振系统动力学行为进行了分析。基于非线性系统动力学相关理论，应 用二状态模型描述横拉杆和转向梯形臂之间的间隙副接触状态，建立了考虑转向传动机构间隙的四自由度摆振系统动力 学模型。对上述模型进行数值分析，借助相平面、Ｐｏｉｎｃａｒé映射及分岔特性等分析了间隙对于车辆摆振系统动力学行为 的影响，为更好地实现车辆摆振控制提供了理论支持。 关键词：转向系；摆振；间隙；非线性动力学 中图分类号：ＴＨ１３２　　　文献标识码：Ａ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｌｉｎｋａｇｅｃｌｅａｒａｎｃｅｏｎｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｈｉｍｍｙｓｙｓｔｅｍ １ １ １ ２ ＬＵＪｉａｎｗｅｉ，ＣＨＥＮＨａｏ，ＸＩＮＪｉａｙｕｎ，ＬＩＵＭｅｎｇｊｕｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ；  ２．ＤａｔａＳｔｏｒａｇｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａ ＳＴＡＲ，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ２３００５１，Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｈｉｍｍｙｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇｌｉｎｋａｇｅｃｌｅａｒａｎｃｅｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｏｒｉｅｓ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｐａｉｒｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｅｅｒｉｎｇｔｉｅｒｏｄａｎｄｔｉｅｒｏｄａｒｍ ｗａｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｗｉｔｈＨｅｒｔｚｍｏｄｅｌ，ａｎｄａ４ＤＯＦｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｈｉｍｍｙｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｒｉｎｇ ｌｉｎｋａｇｅｃｌｅａｒａｎｃｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｈｉｍｍｙｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｃｌｅａｒａｎｃｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇ ｐｈａｓｅｐｏｒｔｒａｉｔ，Ｐｏｉｎｃａｒéｍａｐ，ａｎｄｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅ ｓｈｉｍｍｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｓｈｉｍｍｙ；ｃｌｅａｒａｎｃｅ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｓ 　　随着汽车工业的不断发展，对汽车摆振现象的发 开展得较少。由于间隙运动副的引入，车辆摆振系统 生机理及影响因素的相关研究也在不断深入。汽车摆 成为一个非光滑动力系统，分析难度较大。因此，间隙 振是一个受多个因素影响的复杂动力学问题，但是其 因素对车辆摆振系统的动力学影响机制尚不十分 中总有一个主导因素。按照引发摆振的主导因素可以 明了［４－５］。 将摆振分为三类： 车轮主导型， 结构参数主导