三轮汽车十篇

三轮汽车篇1

经过6年的不懈努力，1796年44岁的古诺终于造出了一辆用蒸汽机驱动的车。这辆模样十分古怪的车子，车身是用木头框架做成的，车头装着一个硕大的铜制锅炉和2个汽缸，3个巨大的车轮支承着笨重的车身，其中前轮是用来驱动和转向的。在我们看来，这辆车的结构非常简单，由锅炉产生的蒸汽被送到2个汽缸中，推动里面的活塞上下运动，带动连杆使前轮转动，车便可以前进了。然而，这项设计在200多年前则是破天荒的，的确是一个很了不起的发明。

由于这辆车的锅炉供气不足，蒸汽机的效率又很低，车子只能走走停停，每小时还走不上4公里。在试车中由于操纵困难，结果下坡时撞到了工场的石墙上，这辆值得纪念的世界上第一辆蒸汽汽车就这样成了一堆废铜烂铁。后来古诺又花了18个月的时间，造了一辆更大的蒸汽汽车，能牵引5吨重的大炮，每小时可行驶9公里，现在，这辆200多年前的汽车先祖被保存在巴黎的博物馆内。(图1)

18世纪的蒸汽机还存在着一个致命的弱点，就是需要利用蒸汽冷凝后在汽缸中产生的真空来带动活塞，这样，蒸汽机的体积与它所发出的功率就显得很不协调，体积庞大而笨重，发出的功率却很小，这种动力用在工业上尚可，但要作为驱动车辆的动力，还很不理想。后来，英国煤矿的一位机械工程师理查德・特雷维西克(Richard Trevithick 1771～1833)，对瓦特的蒸汽机作了改进，提高了蒸汽压力，这样一来，既加大了蒸汽机的功率，又加快了活塞的运动速度，1802年他获得了高压蒸汽机的专利。他设计的这种蒸汽机被轧钢厂、轮船和挖掘机等用作动力。

1801年特雷维西克将这种蒸汽机装在了一辆大型的三轮车上，被人们称为“无马客车(Horseless carriage)，它的后轮直径达2.5米，与古诺的三轮车不同的是，这辆车采用后轮驱动。由于车身高大，开车的人和乘车的人都要费很大的劲才能攀上去。不幸的是，在这年圣诞节前夕的一次试车中，上坡时发生了故障，手忙脚乱之际，锅炉因缺水而被烧毁。(图2)

顽强的特雷维西克并没有因此而气馁，他又花了2年时间重新造了一辆，车上可乘坐8名乘客，每小时能行驶9.6公里。特雷威西克是位天才的工程师，他成为英国第一个制造蒸汽汽车的 人。不过，真正使他出名的不是造出了蒸汽汽车，而是因为他发明了蒸汽机车，也就是我们俗称的“火车头”。(图3)

蒸汽汽车可以在道路上行驶，把它搬到轨道上也是很自然的事，当时在欧洲的许多地方都有轨道马车。1804年的2月，特雷维西克制成了一辆能在轨道上行驶的蒸汽机车，它可以牵引5节车厢，乘坐70人或装载10吨矿石，每小时行驶8公里，而车头单独行驶时，时速可达24公里/时，1808年这辆车在环形轨道上作了专门的表演，凡付了钱的观众都可以坐上去兜兜风。

尽管当时特雷维西克的蒸汽机车还有许多缺点，但他毕竟开创了蒸汽机车在轨道上行驶的先河，被后人誉为“蒸汽机车之父”。在许多人的不断努力下，蒸汽机终于被成功地用到轨道车辆上，1825年英国首先开始了铁路客运业务，19世纪中叶，蒸汽机车在欧、美各地迅速发展起来，铁路随之成为陆地运输的主要途径。

在蒸汽机蓬勃发展的同时，蒸汽汽车的发展也从未停止过。有趣的是1805年美国费城(Philadelphia)的奥里巴・艾文思为该城港口造了一艘装有蒸汽机的挖泥船，由于从造船的工场到港口还有一段很长的路程，于是他干脆在船的底部装上4个轮子，利用船上的蒸汽机驱动，驶向港口，创造了世界上第一辆水陆两栖车。在美国，蒸汽汽车发展得很快，从1899到1902年的3年中共生产了4000多辆蒸汽汽车，其中怀特汽车公司(White)的蒸汽汽车一直生产到1927年。

在英国，初出茅庐的蒸汽公共汽车与处在交通运输霸主地位的公共马车争起了生意。1825年戈尔斯瓦底・嘉内公爵造了一辆蒸汽汽车，后来将它作为公共汽车营运，开始了世界上最早的公共汽车营业。这辆最早的公共汽车有6个车轮，自重3吨，可乘坐18名乘客、最高时速为19公里。(图4)1831年这辆车运行在英格兰的格洛斯特(Gloucester)和切尔滕纳姆(Cheltenham)二城市之间，生意很好，仅4个月时间就运载了3000多人次，其中不乏前来看新鲜凑热闹者。

三轮汽车篇2

关键词 操纵稳定性 MATLAB 转角阶跃试验

中图分类号：U467.1 文献标识码：A

随着社会经济和科学技术的发展，道路的改善，尤其是高速公路取得了高速发展，而且汽车的允许行使最高车速也得到大幅提高，有的现代轿车最高车速已超过200km/h，甚至对于一些运动型轿车已达到300km/h。由此频繁产生的交通事故使公路交通安全问题成为一个社会广泛关注的焦点。由此可以看出，汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且对汽车高速安全行驶的主要性能起着决定性作用。

1线性三自由度操纵运动的数学模型

取一套固定于汽车上的相对坐标系（图1），定义一个参考点O，为在汽车静止时簧载质量重心铅垂线与侧倾中心轴（前后侧倾中心连线）的交点，即为相对坐标系原点。将由原点出发平行于水平面纵向轴定为X轴，并以前进方向为正。在X轴所在图1的水平面上，过原点且与X轴垂直取为Y轴，取指向汽车左侧为正，根据右手螺旋法则过原点与X、Y轴垂直取为Z 轴， 以向上方向为正。规定在水平面上的所有角度（侧偏角、前轮转角、航向角等） 以及对应的角速度与角加速度均取左转为正。侧倾角与角速度以右倾方向为正。

图1：相对坐标系及汽车运动状态

当前轮转角（方向盘转角）输入已知时，车辆的运动状态可以用三个坐标来表示：航向角 、重心偏离角 和车身侧倾角 。

按右手定则， 、 的正向与Z 轴一致， 角的正向与X轴一致。在侧向力作用下前后轮胎分别产生侧向偏离角 1与 2，它们取决于侧向力F1、F2，与相应轮的特性。取F1、F2正方向与Y 轴相反。

由于转向系统与悬架系统不是绝对刚性的， 因此前后轮在侧向力作用下会产生额外转角 1，与 2， 正比于所受到的侧向力。 除此之外，若对前后轮对额外转角的惯性忽略不计时， 额外转角与侧向力之间不存在相位差，因此它与轮胎侧偏角的相位是相同的。所以将额外转角与轮胎侧偏角合在一起看作有效的偏离角 1与 2。因此，方向盘转角就可在无侧向力时的传动关系计算出前轮转角 。

为了对操纵稳定性的基本特性便于掌握，要对简化的线性三自由度汽车模型进行假设如下：

（1）汽车行使车速恒定 ；

（2）不考虑切向力对轮胎侧偏特性的影响；

（3）汽车的侧向加速度限定在0.3-0.4g 之间；

（4）前轮转角不大，不考虑前轮左右的区别；

（5）不考虑非悬架质量的倾角；

（6）忽略空气动力的作用；

（7）侧倾中心与非悬架质心等高，前后一样；

（8）左右对称；

（9）忽略转向系的影响，将前轮转角作为输入；

（10）轮胎侧偏特性处于线性范围。

根据拉格朗日方程， 列出三个平衡方程：

其中

2汽车操纵稳定性仿真分析

本文采用转向盘角阶跃输入试验，通过转向盘角阶跃输入下的瞬态响应来表征汽车的操纵稳定性。

GB/T 6323.2-1994《汽车操纵稳定性试验方法 转向瞬态响应试验（转向盘转角阶跃输入）》规定了汽车操纵稳定性试验方法中的转向瞬态响应试验方法（转向盘转角阶跃输入）。

根据 GB/T 6323.2-1994，进行如下仿真试验：

（1）仿真条件

仿真模型为线性三自由度汽车模型。

（2）仿真方法

分别给定仿真模型的不同车速直线行驶，在某一时刻以尽快的速度给方向盘一个预定转角，固定该转角一段时间，使汽车进入转弯运动状态。研究分析不同车速下的操纵稳定性。

仿真模型以某一车速匀速前进，直线行驶一段距离后，转向盘在 0.1 秒内由转动到并保持不变。

使仿真模型分别以 30km/h、50km/h、60km/h、80km/h 和 100km/h匀速行驶，画出汽车的横摆角速度、侧向加速度以及车轮侧偏角响应曲线。

由画出的曲线可以得出如下结论：

（1）在同一车速下，随着时间的推移，横摆角速度、侧向加速度以及侧偏角响应曲线都慢慢地趋于平缓，即横摆角速度、侧向加速度与侧偏角都逐渐趋于稳定值。

（2）随着车速的增加，汽车横摆角速度和侧向加速度的波动越来越大，在 100km/h 时，波动已十分明显；横摆角速度的超调量逐渐增大，进入稳态所经历的时间（即稳定时间）逐渐加长，第一次达到稳态值所经历的时间（即反应时间）逐渐缩短，车辆变得不稳定，可控制性变差。

（3）随着车速的增加，车辆的质心侧偏角逐渐增大。

（4） 当车速小于 60km/h 时，随着车速的增加横摆角速度的稳态值逐渐增加；当车速大于 60km/h 时，随着车速的增加横摆角速度的稳态值逐渐减少。横摆角速度在车速为 60km/h 时达到最大值。

3结束语

最后，在模型正确的基础上，分析了在转向盘转角阶跃输入时的转向特性，通过对不同车速仿真计算，可以发现转向特性在这些条件下具有不同表现特征，揭示了转向特性与车速、转向盘转角输入速度的内在关系，为汽车操纵稳定性分析提供了参考和借鉴。

参考文献

[1] 余志生.汽车理论[M].机械工业出版社，2000.

[2] 郭孔辉.汽车操纵动力学[M].吉林科学技术出版社，1991.

三轮汽车篇3

[关键词]制动性能；反力式；惯性式

中图分类号：U260.35 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）33-0390-01

1.汽车滚筒反力式检测系统

1.1 滚筒反力式汽车制动试验台的装置简介

左右由两套一样的制动装置，两边分别由电机、减速器、压力传感器、滚筒装置、第三滚筒、转速传感器、链传动组成。

驱动装置：驱动装置由电动机、减速器和链传动机构组成，电动机经过减速器驱动主动滚筒，减速器输出轴与主动滚筒共用一轴。减速器的作用是减速和增加转矩，其减速比根据电机的转速和滚筒测试转速确定。滚筒转速一般很低，因此要求较大的减速比。

滚筒装置：滚筒组相当于一个活动的路面，来承载被检的车辆，承受和传递制动力，左右滚筒装置分别由主、从动滚筒组成，主、从滚筒由链传动连接。滚筒与汽车轮胎间的摩擦将直接影响制动试验台所能测得的制动力大小。因此滚筒表面都进行了相应加工与处理，来增大滚筒与轮胎间的摩擦。

第三滚筒：第三滚筒安放在主、从动滚筒之间，左右各一个，在不进行检测时，平时保持在最高位置。在检测时，汽车车轮置于主、从滚筒之间，并压下第三滚筒使其与轮胎可靠接触。车轮转动时与第三滚筒的线速度相同，通过转速传感器传到计算机上。

1.2 汽车反力式制动实验台的工作原理

要对汽车进行制动力检测时，把被检测汽车驶上制动试验台，此时车轮置于主、从动滚筒之间，压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通，通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转。当汽车轮子转速稳定时，检测人员踩下刹车，车轮在刹车装置的摩擦力作用下开始减速转动。此时滚筒对汽车车轮施有切线方向的力，来克服汽车刹车装置产生的摩擦力矩，使其能够让汽车轮胎继续转动。车轮滚筒之间形成作用力和反作用力，滚筒会受有扭矩，将力传到测力杠杆上，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号，经计算机处理后，会显示力和时间的曲线，让我们较直观的看出测试结果。

2.汽车滚筒惯性式检测系统

2.1 惯性式滚筒制动试验台装置

滚筒惯性式试验台的组成及功能试验台组成：电动机 减速器 滚筒 飞轮 链轮装置 联轴器

电动机：使检测机构启动，使滚筒达到规定转速，然后进行后续工作。

减速器： 起降速作用，同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比。减速器还降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。

滚筒：相当于道路，与汽车轮相对运动，相互摩擦，起到阻尼的作用。而且滚筒轴与飞轮连接，使飞轮转动，进而测出其转动惯量。

飞轮：滚筒带动飞轮转动，滚筒和飞轮组的惯性质量与受检汽车的惯性质量相当。由于受检汽车型号不同，质量各异，所以要通过选择不同的飞轮组

合来进行匹配，因此可以根据飞轮来确定汽车在行驶道路上时的惯量。

链轮装置：通过电动机转动，带动图中后滚筒转动，然后后滚筒通过链轮机构带动前滚筒和飞轮转动，起到传动作用。

离合器：此构件装在两后滚筒之间。此作用是，当检测汽车制动性能时，离合器不离合，使电机带动两后滚筒同时以相同转速转动；当离合器离合时，此机构可以测汽车跑偏量。

2.2 工作原理

汽车制动检测，汽车驶上试验台，后轮以一定的初速度转动，此时电机通过减速器驱动主动滚筒旋转，通过链传动带动从动滚筒转动，滚筒相当于一个会动的道路面。一般两个主动滚筒会带有相同的飞轮组，其被检测汽车的惯性质量与飞轮组和滚筒的惯性质量相同，汽车的质量可以测出，在检测时，可以选择与其相匹配的飞轮组合。因此，惯性式汽车检测系统具有相当于汽车在道路上行驶的惯性质量。驾驶员踩刹车使后轮胎制动对于滚筒产生阻力，因为滚筒和飞轮组合具有一定的惯性，滚筒将相对于车轮转过一定距离，该距离相当于汽车在行驶的路面上制动的距离。

在检测原理中，我根据能量守恒定律。在检测时，汽车车轮与滚筒接触，汽车后轮转动动能与滚筒和飞轮组转动动能相等。

2.3 装置改进

上述惯性式检测装置是用两个电机驱动的，可以较好的检测汽车的制动性能。但不能检测汽车的跑偏量等问题。如果我把惯性式装置用一个电机驱动，两从动滚筒之间加一个离合器，就可以实现跑偏量的检测。原理是：当检测汽车制动性能时，离合器离合，电机驱动后可以使后面两个滚筒以相同速度旋转，通过链轮机构带动前面两滚筒旋转，进行检测。当要测量汽车跑偏量时，离合器分离，使其中一个从动滚筒旋转，另一个从动滚筒不能靠电机驱动旋转，而是靠汽车刹车时，汽车轮子对其有摩擦，而让其旋转。通过离合器的功能，可以很好的进行多功能检测。

3.滚筒式和反力式的方案比较

反力式滚筒制动试验台检测时，汽车是静止的，是滚筒带动被检汽车的车轮转动，不能检测汽车制动时所产生的制动力。检测车速较低，不适用于装有防抱死刹车系统装置的汽车。由此可知，反力式检测系统检测范围较小。

在现在汽车发展的趋势中，装有防抱死刹车系统的汽车越来越多，惯性式检测台的转速比反力式检测转速可以高很多。惯性式检测系统使用范围更广，适合装有防抱死刹车系统的汽车的检测要求。并且滚筒式试验条件接近汽车实际工作条件，可以对汽车在任何速度下进行检测。但惯性式试验台较大，占地面积大。

参考文献

[1] 曹家品.现代汽车检测诊断技术.清华大学出版社，2003.

[2] 张天罡.吉林大学.机械电子工程.2008，硕士.

三轮汽车篇4

关键词：数字化技术；轮胎模具；花纹加工；设计制造；汽车工业 文献标识码：A

中图分类号：TG385 文章编号：1009-2374（2016）22-0043-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.021

在数字化技术的不断发展下，人们对汽车轮胎模具设计方式和轮胎模具制造提出了更高的要求，使得传统的汽车轮胎模具设计方式受到了一种全新的挑战。轮胎的花纹样式得到了不断更新，对于汽车的子午线轮胎来讲，一旦轮胎花纹设计和结构加工精度差一点，最终很可能导致企业轮胎动、静平衡性能、均匀性、散热性等方面出现问题。为了实现轮胎模具设计的科学、有效，保证汽车性能的充分实现，需要有关汽车轮胎设计人员充分利用数字化技术完善汽车轮胎模具设计。

1 数字化技术概述

21世纪的发展是数字化发展时代，一系列的数字概念如雨后春笋般产生，同时也促进了汽车制造业的发展变化。数字制造一般是指在虚拟现实、计算机网络上技术、快速原型、数据库和多媒体技术的支持下，根据用户需求来获得其需要的信息资源，并在对资源获取分析的同时实现对产品设计和产品功能的仿真制造，从而以最快的速度生产消费者满意的产品。简单的说，数字制造是指在针对制造过程数字化描述而建立的数字空间中完成产品制造的过程。在计算机的快速发展下，计算机图形和机械设计技术得到了充分的结合，继而产生了以数据路为中心，以交互图形系统和技术为基本手段，以工程分析计算为主体的一体化计算机辅助系统（CAD）。这种系统能够在二维或者三维空间来对物体进行精准化的描述，从而提升产品的生产效率。将计算机辅助系统中产生的产品设计信息转化为产品制造、工艺规则等信息，能够实现对机械加工工序和工步的重新组合，并能够对每个工序的机动时间及辅助时间进行计算。这种规划是计算机辅助工艺规划（CAPP）。

通过对数字化技术性能的分析，可以发现数字制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术共同作用的结果。在科技快速发现下，制造器、生产业的数字化发展是一种必然趋势。以制造业发展为例，其设备的控制参数一般都是数字信号，各种信息都会以数字的形式借助网络在企业内部进行传播。在数字制造的影响下，企业、个人、设备、经销商等会形成一种连接。

2 轮胎模具制造技术的现状

轮胎模具行业在近几年的发展中，基本处于一个设备不断更新、产品不断升级的快速发展时期，对原有传统的手工刻模模具加工工具进行了更新，用电火花蚀刻工艺加工模具代替了传统手工刻模模具。在科技不断发展的情况下，尤其是微机控制在模具加工方面的应用，得到了先进软件和设备的支持，表现为先进三维CAD、CAM技术的应用，微机能够对曲面造型进行仿真加工，且应用的加工策略能够支持三轴数控机床来完成电机和模具加工。其中全自动的数控电火花机床分度误差没有超过±20″，深度误差≤0.01mm，体现了模具设计的高精度和高档次。

文章以轮胎模具花纹制造技术加工为例，阐述数字化技术下汽车轮胎模具制造发展现状。现阶段，国内外对轮胎模具花纹加工应用的方法主要有三种，包括数控雕刻花纹、EDM（电火花腐蚀加工）、精密铸造。数控雕刻花纹设计主要应用的是计算机辅助设计软件、模拟加工路线、机械雕刻成型、人工修整成型技术。EDM（电火花腐蚀加工）主要应用的是计算机辅助设计花纹电极，利用电极放电腐蚀成型，最后由人工对设计模型表面进行修整。精密铸造一般是利用计算机辅助软件设计加工出能够用于仿制精铸母模（基模），之后利用材料模仿制作硅胶模、石膏模芯、砂芯等，最后浇铸成型，其中精密铸造用于半钢丝子午线轮胎模具。

3 数字化技术在汽车轮胎模具中的应用

3.1 数字化技术在汽车轮胎模具花纹设计中的应用

汽车轮胎模具的花纹设计是否合理对汽车花纹系列轮胎的开发成果影响意义深远。但是，现阶段全球范围内的具有汽车轮胎模具花纹设计开发能力和轮胎厂以及研究机构很少，大多数的轮胎厂商开发花纹轮胎模具都需要借鉴有开发经验的轮胎厂家，并根据自身发展实际，在轮胎模具设计结构的基础上对产品进行改进和完善。进过模仿改进而设计出来的花纹汽车轮胎，其各项性能指标是否合格有待验证，且在预测轮胎成型过程中存在一些缺陷。我国现阶段很多轮胎厂花纹技术设计基本停留在二维水平，对于轮胎模型花纹的实际加工缺乏科学的规划。

数字化技术的应用能够实现轮胎花纹的三维立体设计，即通过对三维造型模拟轮胎表观的计算，保证轮胎花纹设计的美观、合理。在数字化技术的支持下，我国有一些轮胎厂家通过模具制造设备、软件等将轮胎的二维花纹进行了三维立体设计，通过数据技术在一定程度上隐含和处理了轮胎花纹的缺陷，实现了轮胎花纹的合理设计，提升了设计的效率。

3.2 数字化技术在汽车轮胎花纹工艺中的应用

轮胎模具的设计需要很高的技术含量，尤其是汽车子午线胎轮胎模具。汽车子午线胎轮胎模具具有特殊的花纹造型、特殊的设计结构，由此决定其加工工艺的复杂、独特。因此，汽车轮胎花纹设计中除了需要注重CAD/CAE技术之外，还需要注重轮胎花纹的加工工艺。数据化技术在轮胎模具中的应用主要是指计算机辅助工艺设计在轮胎花纹中的应用，通过数字化技术处理能够将轮胎花纹加工工艺在实际操作之前可能遇到的问题事先展现给工艺设计人员，从而不断优化汽车轮胎花纹工艺，实现一次性合格设计。数字化技术能够为汽车轮胎花纹工艺设计提供一种新的设计思想，在综合模拟技术、分析、干涉报告等智能技术于一体的同时，对轮胎模具，尤其是高性能的子午线轮胎花纹设计优化产生了重要的影响。

3.3 数字化技术在汽车轮胎加工中的应用

在国内，汽车轮胎模具，尤其是子午线轮胎活络模具的花纹加工，大多是由模具厂家进行加工，主要的加工手段仍停留在传统加工工艺方面，大规模的加工厂家大多是以EDM为主力加工手段。伴随高性能子午线轮胎的大规模应用，社会主义经济市场对轮胎硫化生产的要求逐渐提升，表现在对汽车子午线轮胎的活络模具精确度提出了更高的要求。数字化技术的应用，能够实现对高性能子午线轮胎模具花纹中壁厚只有0.8mm这样细小的花纹的一次成型，在最短的周期内加工出高质量、低能耗的产品。数字化应用在汽车轮胎高速加工与传统的加工方式相比，具有以下六种优点：第一，汽车轮胎加工精确度能够达到0.002mm；第二，汽车轮胎加工时间减少了原来的60%～80%；第三，汽车进给速度应该提升5～10倍以上；第四，汽车轮胎所应用刀具的耐用度应该提高原来的70%左右；第五，汽车轮胎表面粗糙度至少要达到Ra0.8；第六，在高速切削和风冷却影响下，对于工件冷热加工引起的轻微变形可以适当地

忽略。

3.4 数字化技术在汽车轮胎生产管理中的应用

现阶段，我国汽车轮胎模具制造厂家的发展规模很难扩大，大多数的轮胎制造企业都是中小型规模的企业，一些甚至还是家庭作坊。这些企业的轮胎制造管理手段较为落后，轮胎生产质量遭到投诉的情况时常发生，可见大多数企业的轮胎模具生产制作存在技术方面的问题，对于大额投资的设备也不能充分利用。汽车轮胎模具设计和制造与一般类型的模具制造不同，但基本存在一些共性，即都是典型的依据订单加工生产的单件小批量产品，在模具的业务订单、技术设备、物料采购以及生产滚利方面都需要信息的充分对应。成功的企业管理需要应用先进的管理方式，而数字化技术的应用能够实现企业的高效管理，加强企业和客户之间的交流沟通，从而提升企业轮胎模具生产的效率，加强对汽车轮胎模具生产成本的控制，实现对汽车生产车间的及时性监控和管理，同时在CAD技术的应用下，实现企业内部信息资源的共享。应用数字化管理是提升汽车企业良好经营发展的重要手段，在实现企业发展规范化管理的同时，不断提升企业在市场发展的竞争力，将企业工作人员从繁琐的工作程序中解脱出来，为业务人员和顾客之间的交流沟通提供更充分的时间。

3.5 数字化技术在汽车轮胎模具检验中的应用

伴随公路建设的发展，汽车轮胎特别是高性能子午线轮胎得到了快速的发展。汽车轮胎生产厂家对轮胎模具设计要求逐渐提升。在这种形势下，汽车轮胎模具检测技术和检测设备的应用变得尤为重要。数字化技术下的3D检测技术和4D激光检测设备的应用能够满足这种性能的需要，加强对汽车轮胎的精确检测。

4 结语

综上所述，数字化技术在汽车轮胎模具设计和制造中具有重要的应用意义，得到了有关人员的广泛应用，为我国汽车轮胎模具设计和制造创造了新的发展机遇。为此，需要有关人员加强对国内外先进汽车轮胎模具设计制造数字化技术的学习，并结合汽车企业自身发展实际，将数字化技术充分应用到汽车轮胎模具设计和制造中，不断促进企业的稳定、健康发展。

参考文献

[1] 黄德中，魏宏玲.数字化技术在轮胎模具设计制造中

的应用[J].模具技术，2002，（3）.

[2] 王斌.我国轮胎模具工业的现状与发展之我见[J].中

国橡胶，2007，（6）.

[3] 曾旭钊，郑栩栩.数字化快速制模技术在汽车轮胎

模具制造中的发展趋势[J].橡塑技术与装备，2007，

（10）.

[4] 张阁.子午线航空轮胎结构设计及性能仿真研究[D].

北京化工大学，2013.

[5] 鲁军.基于自定义特征的轮胎花纹参数化设计的研究

[D].合肥工业大学，2013.

[6] 李廷照.轮胎3D花纹设计方法及自动设计系统的开发

与研究[D].合肥工业大学，2013.

[7] 朱建平.ZG88’H680-16等份子午线轮胎活络模具的

CAD/CAM技术研究[D].中国石油大学，2009.

三轮汽车篇5

随着科技不断发展，汽车设计逐渐引入虚拟设计。在电子虚拟装配设计下，建立仿真模型，能够直观的规划出汽车的实际装配流程，对汽车实际运行中可能出现的问题进行干涉检测。基于CATIA运动仿真在汽车设计中的运用，能够比较有效的对汽车的运动状态进行仿真，帮助汽车设备进行定位。为此，本文对CATIA运动仿真在汽车设计中的运用进行研究。

关键词：

CATIA运动仿真；汽车设计中；运用

科技信息技术的发展为汽车设计领域带来了福音，现代社会汽车设计与生产需要将虚拟技术应用到汽车制造与汽车设计中来。CATIA运动仿真在汽车设计中的运用，能够有效的缩短汽车零部件的开发时间，能够对汽车生产进行动态的零部件检测。在本文中以CATIA软件为例，对如何使用三维软件，进行汽车设计仿真、汽车运动控制等进行研究。

一、运动仿真与建模

1、运动仿真概述运动仿真是针对运动机构建立其运动的数据空间模型，根据机构自身的运动规律，对机构进行数据状态读取与分析。在运动机构内部存在着很多功能较大的零部件，运动仿真能够分析零部件的运动速度、加速度、作用力、反作用力、力矩等参数，这些参数能够应用于实际机构故障检修与维护上。针对于汽车设计，运动仿真可以根据参数进行零件材料的调整。运用CATIA软件来实现汽车虚拟装配的设计，并对其运动进行仿真，使得汽车设计到配件生产的整个环节实现可视化。同时该种建模设计还能够对设计结果进行动、静态的干涉检测，提升设备可靠性。CATIA运动仿真对汽车系统进行优化，减少实际设计中的失误[1]。

2、运动仿真建模汽车运动仿真模型的建立，需要在汽车装配模型建立之后进行。针对一个汽车系统来说有很多设计需要进行仿真，本文中仅对汽车总布置设计工作中的运动进行建模分析。在仿真建模的目的，主要是对汽车前轮的跳动、方向盘角度输入、以及传动轴的校验。第一，对汽车机构运行时的西部动作进行分析，掌握汽车的运动方式和约束条件。第二，前轮跳动。汽车设计的前轮跳动，需要通过上下摆臂之间的球销连接，来带动转向实现前轮跳动。第三，前轮转动。前轮转动实现，主要是依靠方向盘的角度转动，通过拉杆将力传动给方向机，方向机转动引起车轮转动。第四，前驱动轴运动。汽车的前驱动轴运动在前轮运动带动下实现，在花键轴套内进行循环往复的运动，第五，后传动轴运动。汽车的后传动轴发生运动，需要在后桥弹性元件的作用下来实现，对于后传动轴运动的仿真，可以根据其运动的轨迹来分析其运动规律。在实际汽车设计仿真环节中，可以根据实际情况建立不同的运动副。针对一个仿真模型需要具有多个运动副，才能够实现真实精确的仿真[2]。

二、CATIA运动仿真在汽车设计中的应用

1、汽车部件包络体生成CATIA运动仿真在汽车设计中的应用，最为突出的特点就能够进行汽车机构部件运动的包络体确定。当是汽车运动设计的模型建立之后，在CATIA软件中的DUM模型中，能够容易获得汽车部件运动的包络体，该包络体实际上就是汽车部件所能够运动的最大的范围。当该最大范围生成之后，模型软件中能够分析汽车的前轮、前驱动轴、转向拉杆等的运动是否符合实际需求[3]。

2、数据模型检验为了检测汽车前轮运动是否符合实际需求，需要在前轮建模环节中，根据实际需求向模型输入不同层别的方向盘转角，转角不同，所产生的左右轮转角度数则有着比较大的差别。对所测量出来的前轮数据，对左右轮的转角的进行检验。

3、干涉检查当汽车设计仿真模型建立之后，需要进行设计的干涉检查，汽车的干涉检查主要分为动态检查和静态检查。其中动态检车比较关键，当汽车设计仿真进入到CATIA的转配环境中时，需要系统建立汽车齿轮齿条之间的约束，同时需要将设计系统中的各个结构之间的相互位置关系进行确定。这样能够便于汽车空间布置与校验[4]。

4、车轮定位分析汽车的车轮定位在检验汽车稳定性方面发挥着重要的作用，当汽车在进行转向时，其前轮作为转向轮，需要产生一定的回正力矩，因此其定位参数需要提前设置，能够有效的保障汽车行车稳定性。对汽车前轮定位参数的设置，其实际标准有两个，第一，静平衡状态下的车轮中心定位，车轮中心与车身的相对位置在静止时测量，其数据是否满足数据标准。第二，当车轮中心在仿真系统所设定的极限区域内，其车身进行上下跳动时，前轮定位参数产生一定的规律。正确的仿真模式能够针对这些变化参数，发现汽车机构中存在的问题，并对汽车进行检验与检修。在对于汽车车轮定位环节中，能够在仿真中分析出汽车前轮前束值随着汽车前轮向上跳动而出现减少。

三、结论：

综上所述，本文对运动仿真的概念进行介绍，分析其运动仿真的建模，并且研究CATIA运动仿真在汽车设计中的实际应用。针对于汽车设计，运动仿真可以根据参数进行零件材料的调整。运用CATIA软件来实现汽车虚拟装配的设计，并对其运动进行仿真，使得汽车设计到配件生产的整个环节实现可视化。

参考文献

[1]刘斌,刘轶娅,韩亚平.CATIA运动仿真在汽车设计中的应用[J].上海汽车,2006,07:32-34+43.

[2]孔薇,晏双鹤,杨维新.CATIA虚拟装配及运动仿真在汽车加速踏板控制器设计中的应用[J].汽车与配件,2008,27:36-37.

[3]孔薇,晏双鹤,杨维新.CATIA虚拟装配及运动仿真在汽车油门控制器设计中的应用[J].北京汽车,2008,05:32-34+37.

三轮汽车篇6

关键词：汽车轮毂;轮毂造型;造型设计;方法

随着生活水平的改善与生活质量的提高，人们对汽车也提出了更高的要求，由注重汽车的实用性逐渐转变为追求汽车的美观度与综合性能。汽车轮毂是汽车的重要组成部分，在很大程度上影响着汽车的美观度，因此，汽车设计中，越来越注重轮毂造型设计。为了提高汽车的美观度，必须确保汽车轮毂造型设计的合理性与科学性，这就需要应用符合汽车风格与品位的轮毂造型设计方法。下文中，笔者主要探讨了目前最为常见的几种汽车轮毂造型设计方法。

1标准发射式

对于汽车轮毂的形态，从正面进行观察，可以看出，汽车轮毂造型属于平面构成的范畴。由于受到受力状况、实际应用、材料等因素的影响，必须将汽车轮毂设计为一个同心圆式的造型，从而将汽车轮毂造型设计的自由度牢牢限制在平面构成中有圆形特质的发射构成的类别范围之内。通常情况下，发射构成的骨骼形式，主要包括多心式、螺旋式、同心式、向心式以及离心式五种类型。从汽车轮毂造型设计方面来看，轮辐类似于发射的骨骼线，因此，汽车轮毂造型设计中，可以应用同心式、向心式以及离心式这3种形式，而多心式、螺旋式的受力性能相对来说较差，在现阶段的技术条件之下，无法在汽车轮毂生产制造及造型设计中进行应用。选择出一定的骨骼线以及基本形式之后，便可以采取逻辑数理发射阵列，设计出三辐或者是多辐的汽车轮毂。标准发射式是一种最基本，也是最为简单的造型设计方法。同时，还可以根据具体创意的要求，增加一些动感、光感或者是渐变的形式效果，从而使人感受到良好的视觉效果。

2纹理装饰式

首先，表面纹理。通过采取一些特殊工艺，或者是一些材质不同的贴图，便可以赋予汽车轮毂独特的肌理效果，从而使人感受到或璀璨、或灵动、或复古、或高贵的视觉效果。其次，彩色轮毂。彩色轮毂是汽车轮毂的新的发展方向，现阶段最为常见的一种搭配是“红绿灯式组合”，也就是橙红轮毂+黄绿色车身。同时，也可以在一个轮毂上涂装不同的颜色，轮毂、车身可以采用对比色，例如，白色轮毂搭配深蓝车身，会使人产生一种细腻、净雅、轻松的感觉；而金色的轮毂搭配红色的车身或者是黑色的车身，会使人产生一种豪华大气的感觉。

3移花接木式

通过利用Photoshop软件，将一张图上的其中一部分转移到另外一张图上，使得这两张图能够实现完美的融合，便是所谓的移花接木。随着现代化科技的不断发展，新事物、新设备不断涌现，在一些追求时尚、追求个性的年轻人群体中，流行着一种“闪信”手机，当在夜晚对这些“闪信”手机进行来回晃动的时候，移动轨迹不同，就会出现不同的图案。现在，汽车轮毂造型设计领域，有人提出，是否可以将这一科技“移花接木”到汽车轮毂上。若是实现了这一点，便可以使轮毂在夜晚转动的过程中形成轨迹图案。

4喻指类比式

喻指类比式指的是，通过利用一定的符号或者是形式，来将深层象征意境有效表达出来，目前，喻指类比式也是一种应用较为普遍的汽车轮毂造型设计方法。例如，壁虎这种动物，可以在各种墙体路面间游走，也可以牢牢固定在天棚、房顶上，究其原因在于，壁虎的四足就像吸盘一样，抓力十足。将壁虎作为汽车轮毂的造型设计题材，便可以充分彰显出汽车具有良好的适应各种路面的能力、抓地能力，是一个不错的设计方案。再如，十字架一般代表着基督教，在轮毂造型设计中应用十字架这一特征符号，便可以使轮毂具有明显的宗教色彩，也可以彰显车主的信仰，使人产生联想。

5时尚追随式

21世纪的中国社会，是一个时常翻新、时尚层出不穷的社会，也是一个不断追逐时尚、高度重视时尚的社会。因此，汽车轮毂造型设计中，也要注重追随时尚，适当添加一些时尚因素。首先，极致魅力。通过对国内外的时尚追随式汽车轮毂造型设计进行分析，现阶段最为著名的汽车轮毂之一，被誉为“维多利亚的秘密”的世界上最昂贵的轮毂Asanti-Lexani，表面上覆盖着800颗蓝宝石、12000颗钻石，所有宝石总共1100克拉，价值一百多万美元，其标志着奢侈消费时代来临。其次，刻字文化。在轮毂上刻上一些特殊符号，可以是车主的名字，类似于个性化车牌的效果，既时尚，又富有个性，还赋予了轮毂归属感，提高了轮毂的收藏价值。

6文化符号式

任何一个民族，在进行任何一个设计的过程中，均会带有一定的民族性，民族性虽然与民族化具有一些同义之处，但两者却是两个不同的概念，民族化是将民族特色特意地展示在设计对象中，或者是刻意追求设计对象中的民族特色，而民族性的设计，是人文、气候、地理等因素自然折射或者是体现在设计对象中，基于这样的原因，这种具有民族性的设计，并不一定绝对是一个民族化产物。本土化设计指的是，设计过程中，应注重对民族精神的运用、创新、继承以及发扬，本土化设计要求设计师，应当将本土文化当作立足点，创造出有民族文化特征、有民族个性的设计作品。为了有效促进本土化设计、民族化设计的实现，最为有效的一个方法便是，有机运用传统文化的典型符号。例如，运用中国传统图案。众所周知，龙是中国形象的一个重要象征，将龙作为汽车轮毂的造型设计题材，便可以突出轮毂的中国特色。除此之外，还可以在造型设计中添加一些蕴涵吉祥寓意的符号，像祥云相随、三龙互嬉等，便可以表达吉祥如意、平安快乐的美好祝愿。再如，引用典型标志符号。Nissan公司设计了一款轮毂造型为江户幕府家徽的概念车，这款车具有鲜明的特色，其参加了东京都的庆祝活动，主题为“江户幕府400周年”，其在设计过程中，设计人员通过加强对江户幕府时代至现代这段时间内的各种工艺与文化，在江户幕府时代的各种文物中吸取灵感，来致力于设计能够表现出历史沿革一脉相传的作品，充分展现东京本地特色与江户历史。

7结语

综上所述，现阶段主要的汽车轮毂造型设计方法包括标准发射式、纹理装饰式、移花接木式、喻指类比式、时尚追随式、文化符号式以及概念创新式7种。汽车轮毂造型设计，不仅要继承传统，也要追求现代时尚与创新，相信在未来，汽车轮毂造型将会变得更加多样化。

作者:康泰 张世琪 杨磊 单位:中信戴卡股份有限公司

参考文献

[1]吴俭涛,陈永亮.基于田口方法的铝合金轮毂造型最佳化设计研究[J].燕山大学学报,2015(6):531-534.

三轮汽车篇7

【关键字】轻型汽车；行驶阻力；滑行测量；t检验；影响因素

为贯彻国家与交通部有关汽车运行多项经济、环境要求、质量与等级评定标准，轻型汽车应在底盘测功机上进行滑行模拟，对其行驶阻力进行测定并确定其道路载荷，最后对其经济性、 加速性及滑行性能等进行综合评定。

一、汽车道路行驶阻力及其影响因素与计算方法

汽车道路行驶阻力顾名思义，汽车在道路行使过程中，由制动系统及其在外界环境影响下所形成的阻碍汽车前行的非制动力，是研究轻型汽车动力、经济、制动等各项性能的核心。依照行驶阻力的状态特征，可将其分为稳定与动态行驶阻力，下面笔者对其基本原理与计算方法进行具体分析研究[1]。

1.1 稳定行驶阻力

稳定行驶阻力是轻型汽车在稳定行驶状态下，所存在的各种阻力，主要包括车轮阻力、空气阻力与坡度阻力等三个方面。

1.1.1 车轮阻力

车轮阻力主要是指轮胎滚动阻力Fg与轮胎侧偏阻力。其中前者包括变形、摩擦与路面阻力。变形阻力即是轮胎在滚动时的径向与周向变形所产生的阻力；摩擦阻力是指胎面与路面的摩擦，以及轮胎变形使外胎与内胎，内胎与垫带之间产生的摩擦；路面阻力主要由不平路面阻力Fb、柔性路面阻力Fx与积水路面阻力Fs构成，其中Fb是由路面变形和轮辙摩擦产生的附加滚动阻力，Fx取决于地面压强，车轮在在积水硬路面上滚动经过接近、过渡与接触三区域产生Fs，而不同水层厚度下排水阻力与汽车速度有关。而轮胎侧偏阻力则是由车轮侧向偏离所引起的阻力fQ，随着偏离角增大而增大。

车轮阻力计算公式为FR=fR·Z，其中FR为车轮阻力，fR为车轮阻力系数（不同种类的路面fR不同），Z为车轮法向反力。影响车轮阻力的因素主要有车重（轮胎变形增大f增大），路面（随塑性变形增大f增大），轮胎结构，轮胎气压（气压降低，变形增大，f增大），车速（Va100km/h，f增大；Va

1.1.2 空气阻力

空气阻力是汽车在直线行驶时，由空气作用力在行驶方向上的所产生的分力，主要由压差阻力（车外形状、形状阻力），诱导阻力（空气升力在水平方向投影），表面阻力（空气粘度），内部阻力（流经散热器，发动机，车箱的阻力），与干扰阻力。其中，压差和诱导阻力占空气阻力的50%～90%，内部阻力占2%～11%，而表面阻力占3%～30%。空气对轻型汽车的阻力的影响因素主要有车速、表面、车型与车身形状等，其计算方法为认为空气阻力作用在风压中心进行动力计算，，式中CW为空气阻力系数，A为汽车在行驶方向的投影，V为相对速度。

1.1.3 坡度阻力

坡度阻力即为汽车重力沿坡道的分力，记作Fi，且Fi=Gsinα≈Gtanα=Gi，式中：G为汽车重力，α为坡度角，i为坡度。

1.2 动态行驶阻力

动态行驶阻力即为车速变化时所产生的了惯性力，也包括旋转质量引起的惯性力矩。主要应从平移质量与旋转质量所产生的加速与减速两方面去分析。前者是指车辆加速时，出现的平移加速力，式中 为汽车加速度，加速时其值大于0，减速时其值小于0。后者是指车辆加速时，车上旋转质量的转速也相应增加，引起了旋转质量的加速阻力，式中I指折算到驱动轮上的全部旋转部件与车轮的转动惯量，指车轮的角加速度，rd指车轮动态半径。必须考虑的旋转部件情况。而动态行驶阻力Fj即为以上两者之和。

二、轻型汽车道路行驶阻力的滑行测量法模型

基于以上对于行驶阻力的基本计算与原理研究，下一步应选取合适的测量方法，构建相应的测量模型来测量其行驶阻力，这里笔者应用了滑行法，其基本测量原理与计算公式。汽车在水平道路上行驶的动力平衡方程：Ft=Fg+Fw+Fj，而在汽车滑行状态下的动力方程式为O=Fg+Fw+Fj，只需测出汽车滑行时的减速度，测定汽车行驶时来自地面的“Fg+Fw”。

轻型汽车道路脱档减速滑行测量试验将Ft=av2+bv+c作为目标函数模型，通过测定样车在不同车速下的滑行时间，通过计算与拟合阻力方程，确定abc[2]。

2.1 试验条件

本试验主要由三个方面要求：一是道路要求干燥、清洁、平直、表面坚硬且足够长，坡度必须恒定在±0.1%范围内，且不得超过1.5%；二是试验时空气密度与基准状态（P=100kPa，T=293.2K）相差不得超过±7.5%；三是平均风速必须小于3m/s，最大风速小于5m/s。此外，试验道路的侧向风速分量必须小于2m/s，风速应在高出路面0.7m处测量。

2.2 试验仪器与车辆要求

一方面准备好测量车速与滑行时间的道路测试仪器，以及监测温度、风速与气压的气象监测仪；另一方面准备的样本车辆要求至少磨合3000km，轮胎花纹深度至少为原始深度的50%[3]。

2.3 试验方法与数据处理

在试验开始前，要提前对车辆进行预热，如以80km/h预热车辆至少需半小时，同时采集相应的数据。正式进行滑行试验时，先关闭车窗与通风口，并将样本车加速至高出试验最高速10km/h的速度值，再将变速器置于空挡后采取t1秒间隔来测量并记录实时车速（由v+Δv减速至v-Δv）、风速及风向；在沿相反方向作同样的滑行试验，并记录滑行时间t2。将以上试验进行重复往返，取得统计精度小于2%的加权平均滑行时间。计算车速为v时行驶阻力。进而在实际测试过程中将行驶阻力逐步校正至基准状态值，最后有个速度点的阻力校正值确定阻力曲线，并进行回归分析以确定a，b.c。

三、基于t检验的轻型汽车道路行驶阻力的影响因素研究

在上述理论研究与测量模型的基础上，确定车辆滑行运动微分方程为：Ff+Fw+Fj=0，再根据力平衡方程描述为。

这里可通过一元回归分析法确定轻型汽车道路行驶空气阻力与滚动阻力，注意滑行试验中，当车辆处于高速状态时，空气阻力会急剧上升，可忽略滚动阻力系数的变化，即其值可作为定值。通过改变试验条件，如轮胎，风速、道路坡度以及环境温度等做多组滑行测量试验，再将各项观测值进行加权平均和线性回归分析。在正态偏离的方程中用根据已知的观测值本身得到方差来代替总体样本方差得到t分布[4]。再以t 分布统计量与0的偏差来检验回归系数以及校正系数的可信度，确定行驶阻力的主要影响因素及其相关性，结论表明：道路、轮胎、风速和环境温度是影响车辆道路滑行时间和道路行驶阻力的主要因素。

结语

轻型汽车道路行驶阻力的测量应基于其基本计算算法与理论研究的基础上，进行滑行试验确定其用于底盘测功机的设定值，利用t检验可使得其测试值与影响因素相关性分析更为准确。

参考文献

[1]邱彬，刘建军，李功清.轻型汽车道路行驶阻力的测量及影响因素分析[J].汽车科技，2008（7）：54-57.

[2]王博文，侯永平，周毅，沈春娟.乘用车滑行阻力与传动系阻力研究[J].汽车科技，2010（3）：24-27.

三轮汽车篇8

【关键词】轮毂电机;多轮驱动电动车;控制系统;设计

1.引言

1886年问世起，汽车大大拓展了人类的活动范围，对人类社会的发展做出了重大的贡献，现代汽车工业已经成为许多国家经济发展的支柱产业之一。到目前为止，以石油为能源的传统内燃机汽车居绝对多数。然而，这类汽车在带给人们方便快捷的现代生活的同时，其带来的能源短缺和环境污染等一系列问题也对社会发展构成了严峻的挑战。节能与环保已经成为全球各国和各大汽车制造商的共同课题。2009年，中国超越美国成为全球第一大汽车生产和消费国，2011年全国汽车销量超过1850万辆，继续稳居全球第一位[1]。2011年中国汽车保有量首次突破1亿辆大关，成为仅次于美国全球汽车保有量第二的国家[2]，而且有望在今后若干年继续保持这种增长趋势。

目前，对电动汽车的研究还是以对传统内燃机汽车进行动力改造为主，在结构上仅仅将内燃机替换为电动机，保留原来的动力传动系统。这样的结构可以利用电动机的转矩特性比内燃机更加理想的优点，但是并没有从根本上改变车辆的动力特性，也没有充分发挥电动驱动系统所带来的技术进步。而车轮独立驱动作为电动汽车的一种理想驱动方式，成为电动汽车发展的一个独特方向。车轮独立驱动系统就是将独立控制的电机与汽车轮毂连接，省掉了各车轮之间的机械传动环节。电机与车轮之间的连接方式主要有两种：一是采用轴式连;二是将电机嵌入到车轮内。轮毂电机驱动系统中没有机械传动环节和差速器，由电机直接驱动车轮，因此需要对电机的转矩和转速进行精确控制，这也是研究的重点和难点所在。汽车的四驱控制系统能够根据各车轮的转速、转矩等信息，控制并分配各轮毂电机输出扭矩的大小，从而控制各车轮的驱动力和转速，使汽车具有驱动防滑功能、差速功能、良好的加速性和汽车稳定性。

另外，在轮毂电机驱动系统中，电机和驱动器的体积、功率都较小，这样既有利于汽车的总体布置，又可以保证良好的离地间隙，改善汽车的通过性。

图1 米其林轮毂电机结构

2.基于轮毂电机的电动车底盘结构

轮毂电机车辆平台自身具有的线传控制特征，使整车布置和控制系统设计具有很大的柔性，这些优势得到了各国汽车厂商和研发机构的认同并都展开了相关的研究。不过受到安全法规的限制，现在与整车安全相关的线控技术还无法应用到量产车型当中。因此，目前对基于轮毂电机平台的线控电动汽车的研究主要还是处于概念车的开发和实验室研究阶段。

20世纪90年代初，最引人注目的就是米其林公司推出的主动车轮，其结构如图1所示。电动轮毂中有两个电动机，一个向车轮输出扭矩，另一个则是用于控制主动悬架系统，改善舒适性、操控性和稳定性。在两个电动机之间还设有制动装置，动力、制动和悬架都被集成在一起，结构相当紧凑。由于电动机的扭矩易于控制，如果配备四个米其林主动车轮便成为四驱系统，并且可以通过电脑对任何车轮的扭矩进行独立调节，仅需更多的传感器和更复杂的程序便能实现。主动车轮的另一个优势是能提供比传统汽车更好的被动安全性。由于舍去了发动机和变速箱，车头的缓冲区将变得高效与充足。

图2 丰田公司i-unit概念车

图3 VOLVO公司提出的ACM车轮总成方案

丰田汽车公司从上世纪九十年代末开始进行轮毂电机驱动的纯电动车的开发，重点研究基于传统汽车底盘的轮毂电机电动汽车走向实用化的关键技术，如传统悬架、转向和制动系统等如何改进设计，以适应轮毂电机在车轮上的安装，全新结构的轮毂电机电动汽车的车体结构设计等[7]。丰田汽车公司在2005年推出了一款最小型的i-unit概念车，该车重180公斤，由锂离子电池通过后轮内的轮毂电机驱动[8]。前两转向车轮由独立电机控制，可实现正负90度转角，车辆最小转弯半径达到0.9米。i-unit采用电传操纵和侧面驾驶杆控制，比方向盘反应更加灵敏，车体高度和轴距根据上下车和不同速度驾驶的需要而自动调节，低速行驶时车体升高，驾车者视线几乎与站立时相同，可以轻松地在人群中穿行，高速时则自动降低重心，保持稳定，减少阻力。

瑞典VOLVO公司Chassis Engineering部门提出一种ACM（Autonomous Corner Module）车轮总成的构想。这种车轮总成集成轮毂电机，双转向执行机构，摩擦制动器、主动悬架系统和减震器。根据不同的车辆轴荷和应用场合，通过对执行器参数的调整，ACM可以支持不同类型全线控智能车辆。目前VOLVO已经对这种构想申请了专利保护[15]。

3.多轮驱动电动车的关键技术

尽管电动轮独立驱动的汽车在电动汽车领域存在很大优势，但却没有大规模的普及，甚至没有出现一款商品化车型。究其原因，除了生产成本偏高的因素外，更主要的是四轮独立驱动电动汽车在整车动力性及稳定可靠性等技术方面存在诸多问题，欲提高电动轮驱动电动车的整车性能，以下是必须解决的关键技术：

（1）轮毂电机及其控制技术。轮毂电机作为四轮独立驱动电动汽车的动力源，必须具有足够大的驱动转矩、合适的转速以及相应的调速范围，这样才能保障电动汽车拥有良好的动力性。

（2）驱动轮之间的电子差速技术。车轮在路面上保持纯滚动运动是最理想的状态，但是当汽车转弯或在不平路面上行驶时，由于汽车内外车轮的行驶路径长度不同，如果仍然要求内外车轮转速一致，必然会造成车轮的打滑和拖行。传统汽车是使用机械差速器解决这一问题的，它将内外车轮轮速进行重新分配，解决了轮胎过度磨损和功率循环等问题。但是机械差速器具有转矩平均分配的特性，致使汽车的内外车轮在不同路况下行驶时，极易出现打滑现象。对于四轮独立驱动的电动汽车各驱动轮之间的差速问题，可以采用电子差速技术来解决，较为常用的电子差速控制方法主要有两种：基于转速闭环的电子差速控制和基于转矩闭环的电子差速控制。目前的研究表明，基于转矩闭环的电子差速控制较为优越，控制效果较好，但是其控制算法较复杂、应用难度较大。

（3）整车牵引力控制技术。牵引力控制技术直接影响着整车驱动特性的优劣，是必须解决的问题。目前的牵引力控制策略大多是通过控制轮胎的滑转率来实现的，因为滑转率与附着系数在一定区域内成线性关系，从而通过调节驱动电机的输出转矩来改变车轮的转速，进而改变了轮胎的滑转率，使轮胎和地面之间具有良好的附着系数，控制车轮的附着特性，获得最大的驱动力，使汽车在不同路况下行驶时都具有良好的动力性能。四轮独立驱动电动汽车各车轮的驱动力可以实现单独控制，更有利于实现基于滑转率控制的牵引力控制策略。但是我们也应该认识到在实际运用中，滑转率的检测很困难。

（4）转矩协调控制技术。对于四轮独立驱动电动汽车，各个驱动轮之间没有机械部件的耦合关系，它们是独立存在的动力源。如何保证各驱动轮协调运转也是必须解决的问题。我们可以设计一个上位控制器，根据汽车的行驶状态和控制要求，对四个驱动轮重新分配转矩，这就是转矩协调技术，其主要包括单电机的转矩控制和多电机的同步协调控制。简言之转矩协调控制技术就是对各驱动轮的转矩进行协调控制，使车辆安全稳定的行驶。

4.基于CAN总线的多轮驱动电动车控制系统设计

本方案设计的电动汽车系统主要包括系统电源、两台轮毂电机控制器和汽车主控制器。整个系统由72V蓄电池供电，蓄电池输出作为轮毂电机母线，使用DC/DC反激式电源将母线上的高压转换为12V和5V的低电压向各个控制芯片供电。汽车主控制器完成系统输入信号的采样、控制算法的运行，使用CAN总线与两电机控制器通信，为电机控制器分配转矩;电机控制器按照主控制器给定的转矩驱动电机运行。

图4 电动汽车系统的硬件框图

电动汽车系统的硬件部分设计如图4所示，反激式电源输入72V的直流电，转换成一路5V直流电向主控制器和两部电机控制器供电，另有一路12V的直流电向电机驱动模块供电。主控制器通过AD接口和10接口检测系统输入，通过CAN总线与两个电机控制器通信。电机控制器根据接收到的信息通过输出PWM信号控制电机驱动板上的MOSFET来驱动72V轮Y电机。

电动汽车系统的软件部分包括电机驱动器中的电机控制程序，主控制器转向差速运算与转矩分配程序以及二者基于CANOPEN协议的通信程序，三块控制器均使用TMS320F28035型MCU。

图5 主控制器转矩分配函数流程图

图5所示是主控制器转矩分配函数的流程图，电动汽车正常直线行驶时，将转矩平均分配到两台轮毂电机上，转向时需要为两轮配置不同的转矩以实现差速控制的目标。在第三章中进行了电动汽车转向差速算法的研究与仿真，按照3.2小节中的控制策略编写程序。主控制器在同步窗口期内接收两电机控制器的速度信号，同步窗口结束之后调用转矩分配函数。转矩分配函数首先读取踏板和方向盘的模拟信号，根据踏板信号确定两电机的总转矩，再根据方向盘转向信号判断是否需要进行差速计算。如果转向信号较小，将总转矩平分给两电机;如果转向信号足够大，则需要进行转向差速计算，由车速信号和轮速信号得到两驱动轮的滑转率，根据两驱动轮滑转率之差计算出两驱动轮转矩分配的比例，再得到两轮的实际输出转矩。

5.总结

本文对基于轮毂电机的多轮驱动电动车的关键技术、底盘布局进行了探讨和分析。基于轮毂电机驱动的多轮电动车无需复杂的传动轴、分动器、差速器等机械装置，底盘重量大幅减轻且结构简单、步骤灵活。然而此类底盘对整车的控制系统要求较高，其控制除通常的车辆状态监测外还担负着驱动力分配、电子差速等及转矩控制等功能，因此对控制系统的实时性、可靠性和可扩展性有很高的要求。本文讨论了基于CAN总线架构的整车控制系统，给出了其硬件框图和转矩分配子系统的流程图，对后续实用系统的搭建提供了依据和技术支撑。

参考文献

[1]陈全世.先进电动汽车技术[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2]徐国凯，赵秀春，苏航.电动汽车的驱动与控制[M].北京：电子工业出版社，2010.

[3]盖世汽车研究院.全球电动车第三次浪潮涌动中国望成主导者.盖世汽车网[2010-8-30].

[4]李成学.微型电动汽车控制系统的研究[D].杭州：浙江大学硕士论文，2007.

[5]王康.电动汽车电动轮驱动系统控制技术的研究[D].武汉：武汉理工大学硕士论文，2007.

[6]周扬.基于DSP控制的电动车两轮驱动研究[D].杭州：浙江大学硕士论文，2005.

[7]国务院发展研究中心产业经济研究部.2009中国汽车行业发展报告.

[8]张西明.纯电动汽车控制系统[D].杭州：浙江大学硕士论文，2008.

[9]Manfred Mitschke，Henning Wallentowitz著.陈荫三，余强译.汽车动力学（第四版）[M].北京：清华大学出版社，2010.

[10]葛英辉.轮式驱动电动车控制系统的研究[D].杭州：浙江大学博士论文，2004.

[11]冯建国.两后轮驱动的电动汽车控制的研究[D].武汉：武汉理工大学硕士论文，2007.

[12]Holger Zeltwanger著.周立功，黄晓青，严寒亮译.现场总线CANopen设计与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[13]邬宽明著.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，1997.

三轮汽车篇9

关键词：汽车；检测技术；安全管理；方法分析

1现代汽车检测技术

一直以来，汽车行业发展迅速，汽车检测技术同时也得到了重视。现如今，汽车市场中的诊断硬件设施众多，汽车故障诊断专家系统有了较大发展。随着我国科学技术的进步，汽车检测技术越来越完善，并且出台了详细的汽车管理与法律法规制度要求。这在一定程度上促进了汽车检测技术发展，实现了汽车综合性检验水平提高。1）排放检测技术。排放检测技术主要作用是检测汽车排放是否达到标准要求，防止给生态环境带来影响。对此，通过汽车装配线检验、强制抽查德检验、排放控制等进行车辆排放控制。利用排放检测技术将客运车辆自出厂到报废的各环节严格排放监管，实现环境保护[1]。2）汽车轮胎检测技术。轮胎是汽车主要构件，轮胎稳定性关系着车辆驾驶稳定。如果轮胎面受损或磨损、裂纹就会增加汽车行驶时爆胎可能性，酿成交通事故。针对这一问题，通过轮胎检测技术进行轮胎测试定位，通过摄像头进行轮胎检测，自动将轮胎分为8个截面，摄像头对准其中一个截面后测试设备将会自动对轮胎充气。摄像头记录轮胎表面膨胀与收缩状态，当截面全部检测后结合摄像状态分析膨胀率与收缩率，经过计算，如果参数超出标准范围则表示轮胎某个部位存在裂纹，需更换新的轮胎。3）四轮定位检测技术。客运车辆安全性与驾驶稳定性尤为关键，四轮定位检测技术有助于汽车安全性、稳定性检测。该种检测技术调校简单、操作简单、测量时间短、精准，后桥测量结果对前轮调整补偿，确保汽车安全性与驾驶稳定。四轮定位检测技术现已在汽车检测中得到了广泛应用[2]。4）智能化趋势。相对于发达国家，我国汽车检测技术起步晚，但发展迅速。现阶段，汽车检测站形成了系统的网络站点，汽车检测技术也有了长足发展。基于技术发展方面而言，今后汽车检测技术将趋向智能化发展，机电一体化检测技术与动态检测技术现已得到了广泛应用。智能化技术有助于汽车准确检修、科学管理。

2汽车安全管理方法

汽车安全管理需从操作管理，安全管理职责，管理人员专业水平提高等多方面入手。1）加大汽车操作管理控制。伴随着汽车检测技术的进步，做好汽车操作管理控制也具有重要意义。车辆操作控制具体方法为：一是设备优化，例如，计算机设备与管理软件应用，保证汽车操作控制达到高效、快捷的效果。二是做好车辆安全技术管理，定期检查汽车各项构件状态，完善监督指标与体系从而保证汽车科学运维。三是结合车辆行驶里程进行管理，驾驶前检查汽车状态、汽车调整。2）明确安全管理职责。明确安全管理职责是保证汽车安全使用的基础前提[3]。运输管理单位全面落实管理制度，监管部门签署责任书，保证管理职责落实到每个人，防止出现责任推诿问题，一旦发现安全事故要追查到底。此外，加大安全检测企业管理与处罚，特别是大型企业检查，树立企业道德标准，通过处罚监管保证汽车安全生产。3）提高管理人员专业水平。提高管理人员专业水平有助于汽车安全性控制。第一，加大安全管理宣传，管理人员要充分意识到汽车安全管理的重要作用。第二，进行安全管理人员教育培训，起到模范带头作用，引起技术人员、基层人员对安全管理的重视。培训过程中注意综合素养与专业水平提高，掌握相关安全管理理论知识并应用到实践管理中，提高紧急事故应对能力。第三，扩大安全管理队伍，培养管理人才保证汽车安全管理有效性[4]。

三轮汽车篇10

[关键词]：电动汽车 ADAMS 悬架 优化

1前言

随着人们对能源和环境的重视程度越来越高，相比于传统的燃油汽车，电动汽车在零排放和低使用成本方面的优势越来越明显，逐渐得到各汽车制造厂的青睐。电动汽车的开发以传统燃油汽车为基础演变而来，传统燃油汽车的发动机更换为电动汽车的蓄电池组和电动机，使汽车的质量和质心位置发生较大的变化，悬架和车身的匹配需重新校定，以提高电动汽车的行驶稳定性。

2前悬架模型的建立

在前悬架模型建立之前，需要根据实际情况对模型进行必要的简化。从动力学分析角度出发，对电动汽车前悬架模型做如下简化：前悬架是一个多刚体系统，忽略了分析过程中各部件的弹性变形，同时忽略了各零部件间的摩擦力。该电动汽车采用麦弗逊式前悬架，模型由车身、减震器、转向节、转向横拉杆、转向器齿条、下摆臂等组成，减震器与车身采用球铰连接，转向节与减震器采用圆柱副连接，使减震器只能沿其轴线运动，下摆臂通过转动铰与车身连接，另一端通过球铰与转向节连接，转向横拉杆一端通过球铰与转向节总成相连，另一端通过球铰与转向齿条连接，进行运动分析时，转向齿条与车身固定。结合设计图纸、试验测量等方法，在UG软件中建立该悬架三维模型，并以*.parasolid格式导入ADAMS，在ADAMS中添加各零件连接点硬点坐标，建立前悬架模板，如图1所示。

为使仿真试验顺利进行，需要对模型的某些元件进行简化处理。前悬架中的弹簧和减震器采用比较方便且容易控制特性的ADAMS中直接创建的方法，创建之后对其特性进行修改，弹簧特性曲线和减震器特性曲线分别如图2、图3所示。

在标准界面下使前悬架模板生成悬架子系统，添加试验台架后使之成为可以进行悬架特性分析的装配系统。

3仿真分析

前悬架双轮平行跳动试验可以模拟车辆遇到速度变化、障碍物或者路面不平时引起的悬架运动性能的改变，可以较为全面地反应悬架的运动特性。在仿真过程中设定双轮跳动量为-50-50mm，轮胎自由半径260mm，轮胎刚度200N/m，质心高度260mm，簧上质量920kg，轮距2160mm，如图4所示。

4优化设计

该车前轮外倾角、主销偏移距、前轮前束角偏大，增加了车辆行驶过程中轮胎的磨损，使车辆行驶稳定性下降，需要对他们进行优化。

对模型进行双轮平行跳动分析后，进入Insight模块，设置对上述参数影响较大的悬架控制臂前铰接点lca-front、后铰接点lca-rear和球头销lca-outer三个点的9个坐标值作为变量，目标函数则选择上述三个悬架参数，优化目标为最小，优化前后的结果。主销偏移距下降趋势明显，完全符合设计要求，前轮外倾角有所减小，但减小不大，可能是变量设置变化范围小导致的，前轮前束角甚至出现增加，可能是机械结构之间的相互制约引起的，需要重新优化。

5总结

本文通过UG和ADMS建立了某电动汽车前悬架模型，对该电动汽车前悬架的分析表明该车在运行的过程中，前轮外倾角、主销偏移距和前轮前束角在车辆运动的过程中其变化规律欠佳。随后通过ADAMS/Insight对前悬架进行了优化，前后结果对比，悬架的定位参数得到了改善。

参考文献：

[1]陆波.麦式悬架系统运动分析.汽车技术，1994，（06）.

[2]张越今，陈奎元，林逸.多刚体系统动力学在汽车转向和悬架系统运动分析中的应用.汽车工程，1995，（05）.