礦用自卸車半車半主動懸架俯仰數(shù)學(xué)模型的建立①

馬士禎

摘 要：懸架系統(tǒng)是車輛系統(tǒng)中重要的組成之一。懸架系統(tǒng)分為被動懸架、半主動懸架、主動懸架。懸架系統(tǒng)性能的優(yōu)劣對車輛的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性、平順性、車輛安全性都有重要影響，我國礦用自卸車懸架系統(tǒng)多為被動懸架，礦用自卸車半主動懸架系統(tǒng)的研究相對較少，因此精確的建立礦用自卸車半主動懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對礦用自卸車半主動懸架系統(tǒng)的研究具有非常重要意義。該文針對某重型礦用自卸車懸架系統(tǒng)進(jìn)行了力學(xué)分析，根據(jù)經(jīng)典力學(xué)定律推導(dǎo)出了礦用自卸車懸架系統(tǒng)的部分力學(xué)微分方程，為進(jìn)一步研究礦用自卸車半主動懸架系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)模型 被動懸架 半主動懸架 礦用自卸車

中圖分類號：U270.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0001-02

Mining of the dump truck half vehicle semi-active Suspension pitch for the establishment of the Mathematical model

MA Shizhen

（Shandong Linwo Heavy Equipment Co.，Ltd.，Jinan ，25000，Shandong，China）

Abstract：Suspension system is one of the important assembly of the vehicle system. Suspension system is divided into passive suspension， semi-active suspension and active suspension. The merits of the suspension system performance of vehicle ride comfort and handling stability， comfort， vehicle safety has important influence， Our country mining equipments suspension system to passive suspension， mining equipments of the semi-active suspension system study is relatively small， So accurate establishment of mining equipments， the mathematical model of the semi-active suspension system for mining equipments of semi-active suspension system research has very important significance. In a heavy mining of the dump truck for the mechanics analysis， and mining of the dump truck is deduced according to the laws of classical mechanics suspension system parts of mechanical differential equation， for further research of mining of the dump truck semi-active suspension system provides a theoretical basis.

Key words：mathematical model；passive suspension ；Semi-active suspension；mining of the dump truck

我國礦用自卸車懸架系統(tǒng)多采用由板簧和阻尼器組成的傳統(tǒng)懸架，這種懸架稱為被動懸架。它結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、成本低且不需額外的能量，因此應(yīng)用最為廣泛。但是被動懸架的彈簧剛度和阻尼系數(shù)都是固定不可調(diào)的，只能保證在特定的工況下達(dá)到最優(yōu)減振效果，難以適應(yīng)不同道路和使用要求，而且對于不同的使用要求只能是滿足主要性能的基礎(chǔ)上犧牲次要性質(zhì)，難以同時獲得良好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性，相比較被動懸架而言主動懸架既能滿足各種工況的使用要求還能滿足乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性，但是限制主動懸架發(fā)展的原因：（1）主動懸架成本高、系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜；（2）主動懸架控制車身高度、懸架剛度等需要消耗能量。半主動懸架相比被動懸架不同工況的道路通過性、乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性更加優(yōu)秀，相比主動懸架成本相對較低、不需要單獨(dú)的能量供應(yīng)系統(tǒng)，而且性能與主動懸架相近。該文以6×4礦用自卸車為研究對象，建立礦用自卸車半車半主動懸架的俯仰模型。

1 半車俯仰模型的建立

半車俯仰動力學(xué)模型的建立是對車輛性能研究和懸架系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。由于懸架系統(tǒng)振動的復(fù)雜性，所以精確描述、計算很困難，因此在分析建立半車俯仰數(shù)學(xué)模型的的過程中進(jìn)行了相應(yīng)的簡化，車輛的主要運(yùn)動方式有：沿豎直方向的跳動、縱向的俯仰運(yùn)動、橫向的側(cè)傾運(yùn)動，該文只研究前兩種運(yùn)動，現(xiàn)作如下假設(shè)：（1）車輛的俯仰運(yùn)動的轉(zhuǎn)動角度<5°；（2）車輛載客量不對質(zhì)心位置有影響；（3）車輛行駛中，車輛的側(cè)傾運(yùn)動、底盤撓度可忽略不計。現(xiàn)建立模型如圖1所示。

2 結(jié)語

由上文的分析得出了礦用自卸半車半主動懸架俯仰模型的運(yùn)動方程和狀態(tài)方程，此模型反映了車輛的俯仰、跳振等性能參數(shù)之間的關(guān)系，通過數(shù)學(xué)模型可以說明俯仰、跳振之間的相互影響，為以后的礦用自卸車懸架理論研究提供了理論基礎(chǔ)，并且為礦用自卸車懸架的智能控制提供了理論依據(jù)。

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