南沙升降车租赁,   升降车冗余横摆运动可控影响因素有哪些??   南沙升降车出租,  升降车出租      轮式转向车辆通常采用液压／电动助力的机械式转向机构，在没有方向盘转角变化量输入时，来自轮胎的反向运动能够被机械机构锁止而基本保持不动。而升降车采用全液压转向系统，两个车体之间仅通过液压转向缸进行约束，液压缸的锁止能力远低于机械机构且容易受到外界因素的干扰，进而影响升降车的稳定。因此，有必要将可能的外界因素对升降车操纵稳定性的影响进行深入分析。

　  １油液弹性模量相关参数的影响，升降车的行驶稳定性很大程度上取决于液压转向系统等效扭转刚度；液压转向系统等效扭转刚度与油液的弹性模量成正比；在不考虑温度的影响时，油液的实际弹性模量主要由液体内混入的气体含量和油液的压力决定。油缸内的气体可能来自于安装时的气体残留、使用过程中密封不严进入或从油液中析出等，气体进入液压缸后很难自动排出。油缸内的压力是一个不断变化的值，转向过程中会保持较高的值，在方向盘转角保持恒定时，转向缸内的油压会由于泄露的存在而不断下降，因此升降车在行驶时很难始终保持较高的油压。根据通过车辆模型矩阵特征根对升降车行驶稳定性进行分析的结果，若空载时扭转刚度系数小于０．０２７、满载时小于０．１７，升降车将会处于“蛇形”失稳状态。而扭转刚度系数超过上述值后，升降车在受到干扰时的振荡幅值和周期将会减弱。得出不同扭转刚度系数为标记值的等高线图，油压和气体含量分别为横、纵坐标轴。在该等高线图中，扭转刚度系数小于０．０２７和０．１７的区域分别为升降车空载“蛇形”失稳区域和满载“蛇形”失稳区域，当油压和气体含量坐标组合点处于该区域时，升降车将完全失稳。扭转刚度系数超过０．０２７和０．１７的区域分别为升降车空载振荡稳定区域和满载振荡稳定区域，虽然该区域内系统最终会稳定，但升降车在受到干扰后仍然会处于振荡摆动状态，特别是靠近失稳区域的参数，较长时间的振荡不利于车辆的行驶稳定。该图较直观的给出了不同油压和气体含量对应的升降车不稳定程度。可见，减小气体含量、增大油压有利于提高升降车的行驶稳定性。

　　　等效扭转刚度系数划分的升降车稳定区域在“蛇形”失稳状态下，升降车在干扰时的响应幅值不断增加。考虑到升降车长时间的横摆振荡会对驾驶员的乘坐舒适性和行车安全带来不利影响，本文将振荡稳定区域进一步划分振荡“失稳”区和稳定区，在振荡“失稳”区是必须要对升降车进行稳定性控制的区域。定义方法为：若振荡幅值逐渐减小且第五个振荡周期的幅值仍然大于最大振幅的２０％，则认为升降车处于振荡“失稳”区域。当升降车的响应曲线各周期内的峰值处于①②区域内时，说明车辆需要进行稳定性控制，若在③区域内则认为不需要进行控制。上述稳定性区域划分主要是根据升降车的３－ＤＯＦ模型结合液压转向系统模型的部分公式分析得出，由固定坐标点对应的参数分析得出，而实际车辆在行驶过程中由于油压等参数处于不断变化的过程中，对干扰的响应与３－ＤＯＦ线性模型必然有一定的区别。因此，本文对比了同一干扰力作用下，升降车３－ＤＯＦ线性模型与１２－ＤＯＦ非线性模型之间的响应区别。首先根据升降车稳定性Ｍａｐ图选取扭转刚度系数ｆｅＢ＝０．０１，从而保证３－ＤＯＦ模型的升降车处于“蛇形”失稳区域。之后选取了等高线ｆｃ＾＝０．０１上的一个点，作为１２－ＤＯＦ模型的油液气体含量和初始油压值，以保证初始时刻两个模型的等效扭转刚度一致。为更好的将二者进行对比，取消了升降车１２－ＤＯＦ模型中的油液泄露和摩擦。

　　　　在干扰力的作用下，升降车３－ＤＯＦ模型的折腰角响应幅值在振荡中不断升高，表现为“蛇形”失稳运动状态。然而，在相同的车速（３０ｋｍ／ｈ）下，１２－ＤＯＦ模型的折腰角响应幅值没有升高，反而略有减小，说明升降车实际所处区域为振荡“失稳”区。而且从相位差别来看，两种模型的振荡频率不完全一致。两种模型存在的上述中差别主要是由于１２－ＤＯＦ模型在振荡过程中油压波动进一步影响了油液的弹性模量所引起。正是由于变化的弹性模量改变了等效扭转弹簧刚度，进而影响了升降车的响应特性。将车速从３０ｋｍ／ｈ增加到４０ｋｍ／ｈ后，１２－ＤＯＦ模型也产生了幅值增加的振荡响应（即“蛇形”失稳），且随着时间的增加，幅值增量逐渐降低，这反映了车辆的实际情况，即振荡幅值不可能始终无限增加。

　　　　满载时，升降车３－ＤＯＦ模型在３２ｋｍ／ｈ时产生非振荡的折腰角，且角度幅值不断增加，具体表现为前后车体之间的“折叠”现象。相同车速下的１２－ＤＯＦ模型同样会产生“折叠”现象，但幅值较小、且不会持续增加。当车速从３２ｋｍ／ｈ增加到５０ｋｍ／ｈ后，１２－ＤＯＦ模型的响应值会有一定程度的增加，但最终会稳定在一定的数值附近不再增加。弹性模量的变化同样是引起两种模型响应差异的主要原因。由上述分析可知，基于等高线划分的升降车稳定性Ｍａｐ图整体上能反应升降车的稳定性，但实际车辆的响应灵敏度比３－ＤＯＦ线性模型低，且是在没有考虑油液泄露和摩擦的情况下。因此，升降车的实际不稳定区域要小于Ｍａｐ图标注区域。

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　　  ２全液压转向器入口油压的影响，　高压油液在经过全液压转向器后进入转向油缸，用于推动车体的转动，从而实现升降车的转向。全液压转向器入口处的油压八大小决定了升降车的转向性能，油压八必须足以克服不同工况时的转向阻力以实现顺利转向，但过高的油压八既没必要也可能会引起其他的一系列未知问题。本节以非线性升降车模型为对象，研究转向器入口处油压大小对升降车的转向特性的影响。由于满载时升降车的转向阻力／阻力矩更大，更能反映升降车的响应情况，本文以满载工况为例进行说明。在不同车速的工况下，分别对不同转向器入口油压作用时升降车的角阶跃瞬态响应特性进行了分析。方向盘阶跃转角输入，在０．５ｓ内迅速实现１００°方向盘转角输入。每个车速下的测试油压分别为＝２ＭＰａ、５ＭＰａ、ｌＯＭＰａ、１５ＭＰａ、２０ＭＰａ，仿真车速则分别为１０ｋｍ／ｈ、３０ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ。转向器入口油压八越高，峰值响应时间越短。在车速为１０ｋｍ／ｈ，Ｐ，＝２ＭＰａ、５ＭＰａ、ｌＯＭＰａ对应的响应时间分别为１．１８ｓ、０．５ｓ、０．１６ｓ，而ｉＶ＝１５ＭＰａ和２０ＭＰａ对应的响应时间几乎为０；车速３０ｋｍ／ｈ时与之对应的响应时间分别为１．２２ｓ、０．５５ｓ、０．２７ｓ、０．２８ｓ、０．２７ｓ；车速５０ｋｍ／ｈ时与之对应的响应时间分别为１．２３ｓ、０．６ｓ、０．３１ｓ、０．２７ｓ、０．２５ｓ。可以发现，在油压较低（＝２ＭＰａ、５ＭＰａ）时，升降车的折腰角和横摆角速度响应过于滞后，且由于油压较低而不能保持行驶稳定性。油压在１０？２０ＭＰａ之间时，升降车的响应时间相差不大，但很明显的是：当油压为１５和２０ＭＰａ时，横摆角速度有两个振荡峰值，明显对车辆稳定不利，说明此时转向油压过大引起了车体振荡。由上述分析可知，过低的转向器入口油压会使升降车的转向响应滞后，且过低的油压无法形成足够的支撑力而无法保证车辆的行驶稳定；油压过高反而会由于高压冲击引起升降车的振荡，也不利于车辆的稳定。在测试的油压参数中，选取ＰｆｌＯＭＰａ最为合适，既能达到快速的转向响应，也不会对升降车的稳定造成影响。由于升降车在原地转向时的转向阻力远大于行驶过程中的阻力，而该方法只是根据升降车的响应特性选取的参考值，在实际选用时应考虑升降车对原地转向等极端情况的转向能力要求。

    ３轮胎力相关参数的影响, 由于路面不平干扰、轮边电机驱动力控制误差、或制动力不均等都是通过对轮胎的作用下对升降车产生影响，因此本文中将其划归至与轮胎力相关的参数范畴内考虑。升降车主要行驶道路条件通常较差，而升降车的前后两个车体通过液压转向油缸约束，在遇到凹凸不平路面时，轮胎的跳动必然会引起车体的摆动，进而影响升降车的行驶稳定性。为模拟凹凸不平路面的影响，在各个轮胎的纵向力和侧向力中引入随机白噪声变化的力作为干扰，对升降车直线行驶过程中受到随机变化力干扰的响应进行仿真。在相同干扰力作用下，分别对不同车速时升降车空载和满载工况的响应进行了分析。在初始时刻受到外力干扰时，车体折腰角的摆动幅值较小，但随着时间的增长折腰角幅值逐渐增大，说明干扰力对升降车的影响会不断叠加。比较空载和满载时的折腰角变化趋势可知，在相同的随机外力干扰下，载重量增大后，车体折腰角的振荡幅值加大，说明升降车满载时更容易受到外界干扰。满载时由于转动惯量加大，车体的摆动频率降低。在相同载荷状态下，车体折腰角的振荡幅值随车速的增加而升高，说明升降车在高速时稳定性变差。由此可见，升降车的行驶稳定性在受到外界干扰力（如不平路面）的影响下变差，车体折腰角产生一定的振荡响应，使车辆实际行驶轨迹不能保持直线。此外，不合理的驱动／制动力矩分配可能会在车体上形成动力矩，促使前后车体之间产生冗余摆动Ｎ１。升降车自身缺少回正力矩，对于全轮驱动升降车，若后轴车轮的驱动力大于前轴车轮，或前轴车轮制动力大于后轴车轮，当升降车处于转向过程或受到干扰产生一定的折腰角时，则在驱动力不均时会在前车体上会立即产生一个偏转力矩，在制动力不均时在后车体上产生偏转力矩Ｍｚ２。升降车偏转力矩的形成偏转力矩的大小分别为：Ｍｚｉ＝Ｐ，ｌｔｓｉｒｕｐ，ｚ’＝ｌ、２分别对应前、后车体；乃为驱动力不均造成的后轮作用在铰接点的推力，ｆｔ为制动力不均造成的前轮作用在铰接点的推力；别为前、后车轴距铰接点的距离；为车体折腰角。可见，偏转力矩一旦产生，便推动车体转角继续增大，使升降车越走越偏，偏转力矩也越来越大，对保持车辆直线行驶稳定性非常不利。在车辆行驶过程中，适当保持前轴车轮的驱动力大于后轴车轮、后轮制动力大于前轮，有利于提高升降车的行驶稳定性。需要说明的是，上述驱动／制动力不均引起的偏转力矩造成升降车发生失稳定现象仅适用于采用常开式全液压转向器的升降车上，即转向缸两个油腔之间始终形成开路，在偏转力矩的作用下转向缸内的活塞可移动。而对于采用常闭式全液压转向器的升降车，转向阀在中间位置时转向油缸的两个油腔之间油路锁止，油缸活塞也基本没有位移产生，驱动／制动力不均引起的偏转力矩将由转向油缸吸收掉，因而偏转力矩的影响变得很小。

　　　综合上述分析可得知，升降车冗余横摆运动主要由两个方面的问题所导致：　（１）升降车转向时缺乏回正力矩导致不能自动回正的问题，加上方向盘在操作过程中会出现与折腰角不能同时回正的问题，会引起驾驶员判断基准消失；而升降车折腰转向的方式使驾驶员视野随前车体转动，容易造成驾驶员的误操作。这些问题的存在加重了升降车驾驶员的操作负担，难以准确控制方向盘转角，进而使升降车产生“蛇行”运动轨迹。（２）升降车特殊转向方式（折腰转向、推动大转动惯量的车体转动）以及液压转向系统本身存在的缺陷（无机械锁止机构），在油液中混入气体、转向油压变化、路面不平、驱动／制动力不均等因素的影响下，会导致升降车两个车体之间的产生相对摆动，进而降低了升降车的横摆稳定性。针对上述因素的影响，可分别从驾驶员方向盘操纵与整车横摆稳定性两个方面对升降车冗余横摆运动进行控制。

　 基于试验结果和多自由度模型仿真分折了影响升降车稳定性的因素。首先通过实车试验结果分析了升降车方向盘转角与折腰角之间的非线性对应问题，会造成方向盘与车体折腰角不能同时回正。为找这一问题的影响因素，基于前文中验证后的升降车模型进行了定量分析。最后得出结论：流量放大器变化的放大比例、全液压转向器进油口压力、以及负载大小，是造成升降车方向盘与折腰角不能同时回正的原因。之后，对引起升降车冗余横摆运动的可控外界因素进行了深入分析。包括油液中混入的气体量和转向油压、转向器入口油压、路面不平、驱动／制动力不均。基于３－Ｄ０Ｆ稳定性分析结果和液压方程，得出了升降车稳定性Ｍａｐ图。在该图中，通过油压和气体含量便可对升降车的稳定性进行判断。通过对升降车１２－Ｄ０Ｆ模型的仿真，发现多自由度模型的响应误差小于３－Ｄ０Ｆ模型，鉴于该Ｍａｐ图能反应基本的稳定性情况，因此仍可作为稳定性判断的基准。分析了不同转向器入口油压时升降车的瞬态响应，以车辆的响应时间和转向稳定性为判断基准，给出了适合３５M升降车的转向器入口油压值。最后，验证了路面不平和驱动／制动力不均对升降车稳定性的影响。通过对各种影响因素的总结，得出了可从驾驶员方向盘操纵与整车横摆稳定性两个方面对升降车冗余横摆运动进行控制的结论。

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