半轴驱动器与刹车牵引力控制系统的相互作用.docx

半轴驱动装置和刹车牵引力控制系统的相互作用摘要：利用驱动桥的车轮旋转制动的牵引力控制系统（TC），被广泛应用于乘用车和轻型卡车上，并且最近被应用全轮驱动的建筑设备上。这种机器采用不同类型的跨轮驱动系统（如桥的开放式差速器，限滑差速器的驱动器等）来控制驱动轮间的扭矩分配，由此提高车辆的牵引性能。实验研究表明，牵引力控制系统和车轴的驱动器之间的相互作用可以导致车辆性能的不确定性。这个领域的分析的缺乏激发了这两个系统之间相互作用，影响以及驱动桥动力和性能的研究。本文分析了当牵引力控制系统处于开启状态，驱动轮有相同/不同的条件时，带有开放式差速器和不同的扭矩偏置限滑差速器的车桥的驱动轮之间的扭矩/力的分布。此外，由于车桥的横向倾斜，正常的轮胎负载发生变化。本研究结果解释了这种车轮额外负载转矩的本质，确定横摆力矩，轮胎和车桥制动器的能量耗散。这些结果决定了制动力矩的要求和牵引力控制算法的开发，以使其同限滑差速器“合作”。简介：现代牵引力控制系统的技术思想，最有可能来自早期的坦克转弯机制。二战期间和之前使用的各种坦克使用开放式差速器和制动器来转弯。有一个制动器是用来使转弯时内侧车轮减速或停止，从而外侧车轮获得更大的速度。同时，外侧产生了一个更大的牵引力，将坦克拉入弯道。然而，这种制动机制对发动机造成沉重的负荷，他们在负载增加时止步不前。出于这个原因，开式差速器不再适用于坦克。后来，在20世纪50年代，两个独立的踏板流行于拥有巨大的后轮胎的农用拖拉机后桥上（通常情况下，这些农用拖拉机前面没有刹车，车轮较小）。这一创新大大提高拖拉机在斜坡上的牵引力。车轮制动打滑导致下部和上部轮毂旋转速度相等，此外，下轮开发产生的大范围内的牵引力产生偏航力矩，以防止拖拉机打滑。 如今，许多制造企业采用不同的限滑差速器和扭矩矢量分配系统;车轮扭矩分配及其对车辆的偏航控制是研究的核心（见[1,2,3,4,5,6]等）。有些公司要求当两轮附着条件（即，轮胎的摩擦系数μ）不同时，限滑差速器和TC系统相容性好。然而，我们的分析表明，极少数的出版物讨论轴差速器（开式或限滑）与TC系统的相互作用。列举如下例子 一个整合了闭式差速器和TC的公路运输卡车的系统在[1]中列举。文献[7]讨论了不公开分析过程的两个系统相互作用的两个实验结果。在文献[8]中，将一个设计特色进行了详细的说明；列举了相对少的分析过程来理解限滑差速器和TC的相互作用。出版物没有对能源技术效率/燃料消耗和偏航动态给予足够的重视。目前的研究是设计一个系统，一个4×4铰接装载机，智能化地集成了基于制动的牵引力控制与传动系统控制。根据这项研究的数字和计算机模型包括各种确定性和随机性的数据和车辆参数，非线性汽车动力总成和底盘系统的特点，运动的表面特性，材料等，当包括了如此多的系统和参数时，很难理解和解释计算机建模的结果，和计划实验研究，验证数学模型和计算机的仿真结果。出于这个原因，在这各个阶段研究项目中，我们进行补充分析研究，其目的是：第一，调查和解释两个车辆系统之间传动系统和制动牵引力控制系统的相互作用的物理因素；其次，协助了解和验证整个车辆的计算机模拟。接着，将这两种车辆系统地控制将被开发，并且更好地了解该车辆的系统。 因此，本文的目的是介绍一个研究结果，这项研究分析了当TC应用时，装有开式差速器或限滑差速器的车辆车轮之间转矩/力的分配原理，然后提出了轮胎转矩//力对轮胎打滑的功率损耗（即影响车辆能源效率）和偏航力矩/轮胎的侧向力的影响（即，运动车辆稳定性的影响）。 驱动桥：开放式差速器和基于制动器的TC系统互动 力和扭矩分配驱动轮之间设想一个带有开式差速器和TC系统的驱动桥并且轮胎下路况相同（后者意味着制动踏板抬起）。车轮扭矩彼此相等，总的转矩为输入转矩（机械动力的差动的损失是可以忽略的）： （1）又有 （2）即，如果在从动模式下的车轮的滚动半径由于不同的反应（例如桥在斜坡上有一定的侧倾）而不同，车轮周向力就不同。有时，不同气压值（例如，配备了中央压力系统的车辆当轮胎之一损坏时）。如果半径之间的差异可以被忽略，那么圆周力是相同的。 （3）关系（3）适用于当一个车轮进入恶劣的道路条件下，示于图 1。一侧车轮进入恶劣的道路条件下之前，在两个轮子上的圆周力力仍然是相等的。恶劣的道路条件下的车轮将有较高的滑移，如在图1中所示的车轮滑移。在这里，轮胎滑移度被定义为轮胎打滑时轮胎线速度理论的Vt（在驱动模式施加没有转矩）和实际Vx的之间的差（在驱动模式，有一个施加到车轮的驱动转矩） （4）现在，在恶劣的附着条件下，车轮制动器被牵引力控制系统带动（如图2中所示）。制动转矩Tb可以被视为额外的阻力运动。因此，在一侧车轮打滑的情况下，牵引车桥需要更大的输入转矩。这种本应该当制动转矩产生时施加到较差的条件下的输入转矩如下所示：