CN111397916A - 一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法 - Google Patents

一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法 Download PDF

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李剑峰
郭致远
王超凡
李爱国
鲍珂
隗立国
刘春林
葛立坤
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

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Abstract

本发明属于军用履带车辆、各种履带式工程车辆领域，公开了一种履带式车辆动力性能台架试验动态加载方法。该方法包括：计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量以及等效路面阻力；再通过动力学模型计算出负载扭矩曲线；在动力装置性能试验台架上，以计算获取的负载扭矩时域曲线为测功电机的动态跟随值，从而实现履带车辆动力装置性能台架试验对外场机动性能试验的复现。本发明提供了一种动力装置性能台架试验的动态加载方法,实现了在试验室环境下利用台架开展动力性能试验来代替外场试验，为在试验室环境开展动力装置性能试验代替外场试验提供了方法支撑。

Description

一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法
技术领域
本发明涉及军用履带车辆、各种履带式工程车辆领域，特别涉及大功率履带式车辆动力性能台架试验动态加载方法。
背景技术
对于履带式军用车辆、工程车辆总体设计，确定履带式车辆动力性能台架试验动态加载方法具有重要的意义，因为对于大功率履带式军用车辆、工程车辆外场试验困难，所需保障人员众多，所需周期及试验经费惊人。因此，若能在试验室环境在台架上开展动力性能试验代替外场试验具有重要的经济价值，而采用正确的台架试验动态加载方法是开展动力性能台架试验的前提。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于动力学模型的履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，实现履带车辆动力装置在台架上复现加速、爬坡等工况的准确试验。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，该方法包括：
步骤一，计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量与等效路面阻力矩；
步骤二，构建动力装置性能计算动力学模型，施加等效路面阻力及等效负载惯量后，利用动力学模型获取测功电机所需施加的负载扭矩；
步骤三，基于所构建的动力学模型，获取履带车辆传动输出轴上的负载扭矩时域曲线；
步骤四，在动力装置性能试验台架上，以计算获取的负载扭矩时域曲线为测功电机的动态跟随值，即实现测功电机扭矩随时间的变化数值加载，从而模拟实际试验工况。
进一步的，所述步骤一中，计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量的公式如下：
Figure BDA0002437858170000021
其中mls：履带上部分的质量；
mlq：履带前部分的质量；
mlh：履带后部分的质量；
mlc：履带与轮子接触部分总质量；
mν：整车质量；
α：前进角；
β：离去角；
R：主动轮半径；
mf：单个负重轮质量；
R1：负重轮外半径；
R2：负重轮内半径。
进一步的，所述步骤二中，动力装置性能计算动力学模型表达式如下：
Jf＝J/i2-Jm
Jf为等效负载惯量,i为侧传动比,Jm为测功电机轴惯量。
进一步的，所述步骤二中，计算测功电机所需施加的负载扭矩的公式为：
Figure BDA0002437858170000022
其中TF为测功电机所需施加的负载力矩,ω为主动轮角速度。
进一步的，所述步骤一中，计算等效路面阻力矩过程如下：
(1)计算路面阻力：
路面阻力Ff＝Gf
其中G为整车重量，f为路面阻力系数。
(2)计算等效至主动轮上的路面阻力矩：
Tf＝FfR/(0.95-0.0017v)
其中，v为车辆速度，R为主动轮半径。
进一步的，所述步骤三中，获取不同工况下履带车辆传动输出轴上的负载扭矩时域曲线；所述工况包括加速、最高车速、爬坡工况。
进一步的，所述履带车辆动力装置性能计算动力学模型包含动力、传动、等效路面阻力及等效惯量子模型。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种动力装置性能台架试验的动态加载方法,实现了在试验室环境下利用台架开展动力性能试验来代替外场试验，为在试验室环境开展动力装置性能试验代替外场试验提供了方法支撑。
附图说明
图1是动力装置性能试验台架示意图；
图2是加载方法实现流程图；
图3是履带车辆行动系统惯量等效计算示意图；
图4是履带车辆动力装置性能计算模型示意图；
图5是基于动力学模型获取的负载扭矩曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所提供的一种基于动力学模型的履带车辆动力性能台架试验动态加载方法作进一步说明。具体实施步骤见如图2所示的流程图。
本发明利用的动力装置性能试验台架，组成示意图如图1所示，该试验台架包括测功电机、动力舱、惯量模拟装置，测功机用于负载力矩施加，动力舱为本发明中的试验对象。
本发明提供的一种基于动力学模型的履带车辆动力性能台架试验动态加载方法过程如图2所示，包括：
(1)计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量J；
图3给出了履带车辆行动系统惯量等效计算示意图；
Figure BDA0002437858170000041
其中mls：履带上部分的质量；
mlq：履带前部分的质量；
mlh：履带后部分的质量；
mlc：履带与轮子接触部分总质量；
mν：整车质量；
α：前进角；
β：离去角；
R：主动轮半径；
mf：单个负重轮质量；
R1：负重轮外半径；
R2：负重轮内半径。
(2)计算等效路面阻力矩
路面阻力Ff＝Gf
其中G为整车重量，f为路面阻力系数。
则，等效至主动轮上的路面阻力矩为
Tf＝FfR/(0.95-0.0017v)
其中，v为车辆速度,R为主动轮半径。
(3)构建履带车辆动力装置性能计算动力学模型，计算测功电机所需施加的负载扭矩；
构建包含动力、传动、等效路面阻力及等效负载惯量等子模型在内的动力装置性能计算动力学模型，如图4所示：
则有动力装置性能计算动力学模型表达式如下：
Jf＝J/i2-Jm
Jf为等效负载惯量,i为侧传动比,Jm为测功电机轴惯量。
施加等效路面阻力及等效负载惯量后，可直接从模型中计算出测功电机所需施加的负载扭矩，如下式
Figure BDA0002437858170000051
其中TF为测功电机所需施加的负载力矩,ω为主动轮角速度。
(4)基于动力学模型开展动力装置动力性能计算
基于步骤(3)所构建的动力性能模型，开展加速、最高车速、爬坡等典型工况计算，获取履带车辆传动输出轴上的负载扭矩时域曲线。如图5为基于动力学模型获取的负载扭矩曲线示意图。
(5)在动力装置性能试验台架上实现负载加载
在动力装置性能试验台架上，以上述计算步骤(4)计算获取的负载扭矩时域曲线作为测功电机的动态跟随值，即实现测功电机扭矩随时间的变化数值加载，从而模拟实际试验工况。
通过不同仿真软件构建动力装置性能仿真模型但采用本专利提出的负载曲线获取方法也在本权利要求范围。
以上所述仅仅是本发明的较佳实施例，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一，计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量、等效路面阻力矩；
步骤二，构建履带车辆动力装置性能计算动力学模型，施加等效路面阻力及等效负载惯量后，利用动力学模型获取测功电机所需施加的负载扭矩；
步骤三，基于所构建的动力学模型，获取履带车辆传动输出轴上的负载扭矩时域曲线；
步骤四，在动力装置性能试验台架上，以计算获取的负载扭矩时域曲线为测功电机的动态跟随值，即实现测功电机扭矩随时间的变化数值加载，从而模拟实际试验工况。
2.如权利要求1所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述步骤一中，计算履带车辆行动系统及整车平动等效惯量的公式如下：
Figure FDA0002437858160000011
其中mls：履带上部分的质量；
mlq：履带前部分的质量；
mlh：履带后部分的质量；
mlc：履带与轮子接触部分总质量；
mν：整车质量；
α：前进角；
β：离去角；
R：主动轮半径；
mf：单个负重轮质量；
R1：负重轮外半径；
R2：负重轮内半径。
3.如权利要求1所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述步骤二中，履带车辆动力装置性能计算动力学模型表达式如下：
Jf＝J/i2-Jm
Jf为等效负载惯量,i为侧传动比,Jm为测功电机轴惯量。
4.如权利要求3所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述步骤二中，计算测功电机所需施加的负载扭矩的公式为：
Figure FDA0002437858160000021
其中TF为测功电机所需施加的负载力矩,ω为主动轮角速度。
5.如权利要求1所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述步骤一中，计算等效路面阻力矩过程如下：
(1)计算路面阻力：
路面阻力Ff＝Gf
其中G为整车重量，f为路面阻力系数。
(2)计算等效至主动轮上的路面阻力矩：
Tf＝FfR/(0.95-0.0017v)
其中，v为车辆速度，R为主动轮半径。
6.如权利要求1所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述步骤三中，获取不同工况下履带车辆传动输出轴上的负载扭矩时域曲线；所述工况包括加速、最高车速、爬坡工况。
7.如权利要求1或3所述的一种履带车辆动力性能台架试验动态加载方法，其特征在于，所述履带车辆动力装置性能计算动力学模型包含动力、传动、等效路面阻力及等效惯量子模型。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111880517A (zh) * 2020-08-05 2020-11-03 中国北方车辆研究所 一种用于模拟履带车辆动力性能试验的台架控制方法
CN111896269A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 华人运通(江苏)技术有限公司 一种电机台架测试方法及系统
CN115406667A (zh) * 2022-07-21 2022-11-29 中国北方车辆研究所 一种履带车辆分布式驱动系统试验装置及方法
CN117538069A (zh) * 2023-11-07 2024-02-09 中国北方车辆研究所 一种履带式装甲车辆动力总成动力性能测试平台

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165837A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 中国北方车辆研究所 一种越野路面运动阻力系数的测定方法
CN105676896A (zh) * 2016-01-06 2016-06-15 西安交通大学 一种应用于机器人伺服系统的前馈控制方法
CN107917791A (zh) * 2017-11-14 2018-04-17 中国北方车辆研究所 履带车辆起步换挡中综合传动装置主轴冲击疲劳试验方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104165837A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 中国北方车辆研究所 一种越野路面运动阻力系数的测定方法
CN105676896A (zh) * 2016-01-06 2016-06-15 西安交通大学 一种应用于机器人伺服系统的前馈控制方法
CN107917791A (zh) * 2017-11-14 2018-04-17 中国北方车辆研究所 履带车辆起步换挡中综合传动装置主轴冲击疲劳试验方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕浩亮等: ""履带车辆试验台架负载模拟技术标定方法研究"", 《汽车工程》 *
李剑峰等: ""主题定制履带车辆运动阻力系数及行动系统效率分析"", 《车辆与动力技术》 *
杨家军等: ""履带车辆试验台建模与控制方法"", 《农业机械学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111896269A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 华人运通(江苏)技术有限公司 一种电机台架测试方法及系统
CN111880517A (zh) * 2020-08-05 2020-11-03 中国北方车辆研究所 一种用于模拟履带车辆动力性能试验的台架控制方法
CN115406667A (zh) * 2022-07-21 2022-11-29 中国北方车辆研究所 一种履带车辆分布式驱动系统试验装置及方法
CN115406667B (zh) * 2022-07-21 2024-08-23 中国北方车辆研究所 一种履带车辆分布式驱动系统试验装置及方法
CN117538069A (zh) * 2023-11-07 2024-02-09 中国北方车辆研究所 一种履带式装甲车辆动力总成动力性能测试平台

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