接地長寬比的設(shè)計對履帶車輛行駛性能的影響

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1、2010年5月












農(nóng)機化研究















第5期接地長寬比的設(shè)計對履帶車輛行駛性能的影響121陳澤宇,郭秀紅,張承寧(1.北京理工大學(xué)機械與車輛工程學(xué)院,北京
100081;2.長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院,長春
130033)摘
要:根據(jù)履帶車輛動力學(xué),分析了履帶車輛的接地長寬比,即履帶接地長度L與履帶中心距B的比值對行駛性能的影響。分析表明,長寬比設(shè)計得太大會增加轉(zhuǎn)向難度,但是太小會影響行駛穩(wěn)定性,設(shè)計結(jié)果應(yīng)滿足原地中心轉(zhuǎn)向的要求,同時保證有合理的臨界再生轉(zhuǎn)向半徑。分析結(jié)果為整車結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計提供了理

2、論依據(jù)。關(guān)鍵詞:履帶車輛;行駛性能;參數(shù)設(shè)計+中圖分類號:U462.22






文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1003-188X(2010)05-0112-03常用的一種轉(zhuǎn)向方式。0
引言履帶接地長度L和履帶中心距B是履帶車輛非常重要的兩個整車結(jié)構(gòu)參數(shù),對履帶車輛的行駛性能[1]尤其是轉(zhuǎn)向性能有很大關(guān)系,合理地設(shè)計履帶車輛的接地長寬比對實現(xiàn)整車良好的行駛性能具有重要意義。本文針對此問題展開研究,分析了L/B的設(shè)計值對車輛性能的影響,為履帶車輛的整車設(shè)計提供了理論依據(jù)。1
L/B對行駛性能的影響圖1
履帶車輛行駛動力學(xué)簡圖[2]履帶車輛行駛

3、動力學(xué)模型如圖1所示。其中,設(shè)u1,u2為內(nèi)外側(cè)履帶速度,當(dāng)且僅當(dāng)滿足如下條F1,F2分別為內(nèi)外側(cè)履帶驅(qū)動力,F1f和F2f為兩側(cè)履件時,履帶車輛進入再生轉(zhuǎn)向工況,此時內(nèi)側(cè)履帶從地帶阻力,有如下關(guān)系成立,即面吸收功率產(chǎn)生再生功率。
F2+F1-F1f-F2f=
muF1<0;u1>0(2)B
(1)假設(shè)地面阻力因數(shù)f不變,且忽略滑轉(zhuǎn)和滑移的影(F2-F1-F2f+F1f)-M
=Iz
2響,當(dāng)車輛達到穩(wěn)態(tài)時,由式(1)得
GLM
=1
maxGL4F1=fG-
24
(0.925+0.15
)B
max(3)
=1
maxGL0.925+

4、0.15
fG+
24
(0.925+0.15
)B其中,
為相對轉(zhuǎn)向半徑,定義為轉(zhuǎn)向半徑與履帶可以看出,當(dāng)
一定時,L/B越大,轉(zhuǎn)向時所需要中心距之比。的F2就越大,轉(zhuǎn)向所需要的力越大。轉(zhuǎn)向時外側(cè)履帶轉(zhuǎn)向是履帶車輛行駛理論中的核心問題,一般將的功率需求為履帶車輛的轉(zhuǎn)向分為:小半徑轉(zhuǎn)向,中等半徑轉(zhuǎn)向和大1Lu2半徑轉(zhuǎn)向。其中,中等半徑轉(zhuǎn)向時,內(nèi)側(cè)履帶制動,產(chǎn)P2=[fG+fr(
)
]
(4)2B1000生能量回饋的,因而又稱再生制動轉(zhuǎn)向,是履帶車輛最
maxGfr(
)=收稿日期:2009-06-264
(0.925+0.15
)作者簡

5、介:陳澤宇(1982-),男,山東青島人,博士研究生,(E-mail)其中,fr(
)是只與相對轉(zhuǎn)向半徑相關(guān)的函數(shù),可見chenzy0218@sina.com。通訊作者:張承寧(1963-),男,安徽太湖人,教授,博士生導(dǎo)師,(E-在一定車速和相對轉(zhuǎn)向半徑下,轉(zhuǎn)向時的外側(cè)履帶的mail)mrzhchn@bit.edu.cn。驅(qū)動功率與L/B呈線形關(guān)系,隨L/B的增大而增大。
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農(nóng)機化研究















第5期同時,隨著
的減小,F1逐漸減小并變?yōu)樨?fù)值,車輛進fG
maxGL1+

6、


G(8)入再生轉(zhuǎn)向工況。24(0.925+0.15
)B2定義F1=0時對應(yīng)的轉(zhuǎn)向半徑Rb為臨界再生轉(zhuǎn)其中,
為附著系數(shù),式(8)是履帶車輛可以完成向半徑,只有當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑滿足0.5B

7、)知,如果L/B設(shè)計的太小,則
b很小,那么只需式(5),可以得到不同的L/B值對應(yīng)的臨界相對轉(zhuǎn)向要兩側(cè)履帶的牽引力有一定的差值,就可以完成比較半徑
b,如圖3所示。大幅度的轉(zhuǎn)向。只從轉(zhuǎn)向方面而言這似乎是一個優(yōu)點,但是如果把轉(zhuǎn)向性能融合進整車性能之中綜合考慮的話,實際上是弊大于利的。因為履帶車輛經(jīng)常是行駛在比較惡劣的路況,兩側(cè)的附著情況和所受的阻力經(jīng)常是不同的,這都會導(dǎo)致兩側(cè)受力出現(xiàn)差值,而行駛機構(gòu)無法分別這種差值是駕駛員主動給予的還是路面被動產(chǎn)生的,在駕駛員希望直駛時卻很可能會產(chǎn)生較大幅度的轉(zhuǎn)向,對直駛穩(wěn)定性帶來不利影響。2
小半徑轉(zhuǎn)向

8、工況分析[3]圖3
L/B值對應(yīng)的臨界相對轉(zhuǎn)向半徑小半徑轉(zhuǎn)向是指R
0.5B的轉(zhuǎn)向,兩側(cè)履帶運
b的選定需要考慮車輛的具體使用要求和設(shè)計行方向相反但同為驅(qū)動,因而沒有再生功率,動力學(xué)經(jīng)驗,假設(shè)