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2024-03-01 01:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

Content 1. Longitudinal Vehicle Model(车辆纵向动力学建模)1.1 纵向动力学模型受力分析1.2 纵向动力学模型简化 2. 纵向主动力建模2.1 纵向主动力模型结构性分析2.2 纵向主动力模型动力学分析 3. 纵向阻力建模4. 最终动力学简化总和

1. Longitudinal Vehicle Model(车辆纵向动力学建模) 1.1 纵向动力学模型受力分析

相关参数: 前后轮主动力、前后轮阻力、空气阻力、斜坡所致的重力分量。 在这里插入图片描述

1.2 纵向动力学模型简化

(1)原始公式:在这里插入图片描述 (2)合并前后轮主动力、前后轮阻力,等价表示小角度 α \alpha α: 在这里插入图片描述 (3)简化后的公式:惯性力 = 动力 ➖ 阻力 在这里插入图片描述 这个公式应该说很友好了,想要知道车辆的加速度状态,那接下来就是分别分析动力和阻力了。

 

2. 纵向主动力建模 2.1 纵向主动力模型结构性分析

在这里插入图片描述

(1)动力的形成:

① 原始动力来源于汽油,经过燃烧驱动引擎产生动力;

② 换挡时要把引擎和变速箱脱离。所以就需要一个扭矩转换器(或者离合器) 把引擎的动力引到减速箱门口。

③ 由于一般引擎的转速非常高,需要对它进行降速,所以需要一个减速箱。减速箱将力矩输出给尾部(在这个过程会有许多损耗,例如齿轮摩擦等等);

④ 扭矩动力在尾部抵消掉制动系统的阻力,最终输出为两个后轮的动力扭矩。 在这里插入图片描述

(2)车轮转速与引擎转速的关系:实际就是一个变速的关系,GR是减速箱的减速比。

车轮转速 = GR*扭矩变换器转速 = GR*引擎转速 在这里插入图片描述 (3)车辆速度、加速度与车辆角速度、角加速度的关系: 在这里插入图片描述  

2.2 纵向主动力模型动力学分析

在这里插入图片描述

(1)车轮、减速箱、扭矩变换器、引擎的关系:

引擎(Engine): 产生 TEngine ;除去自身转动 𝐼e* ω ˙ \dot{\omega} ω˙e ;输出 Tt 。 在这里插入图片描述 扭矩变换器(Torque Converter): 假设离合器损耗可忽略,则输入输出皆为 Tt 。 在这里插入图片描述 减速箱(Transmission): 输入 Tt ;除去自身转动 𝐼t* ω ˙ \dot{\omega} ω˙t ;输出高速下的等效扭矩 (GR)*Twheel 。 在这里插入图片描述 车轮(Wheel): 输入 Twheel ;克服阻力 reff*Fx ;产生自身转动 𝐼w* ω ˙ \dot{\omega} ω˙w 。 在这里插入图片描述

(2)通过4个部分的转速关系和扭矩关系可得一个最终的关系式: 在这里插入图片描述

 

3. 纵向阻力建模

(1)总的阻力: 在这里插入图片描述 (2)空气阻力:取决于空气阻力系数、空气密度、车辆迎风面积、车辆速度(准确说应该是车辆与风的相对速度)。当车辆的形状和空气密度(取标准密度)已知时,可将前半部分总和为一个空气动力阻尼系数。 在这里插入图片描述 (3)车轮阻力:取决于法向力、轮胎压力和车辆速度。 在这里插入图片描述

 

4. 最终动力学简化总和

(1)从模型简化公式可得: 在这里插入图片描述

(2)从主动力建模可得: 在这里插入图片描述 (3)根据(1)、(2)两式,最终的动力学模型可简化为: 在这里插入图片描述 若已知: 车轮总转动惯量、发动机产生的扭矩、减速箱减速比、车轮半径、外界阻力。 可求得: 车轮的角加速度



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