基于改进动力学方程的轮式装载机行驶失稳阈值分析

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.20

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (5): 152-160.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.20

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基于改进动力学方程的轮式装载机行驶失稳阈值分析

曹源文1，周世华1，梅宇航1，谢利丹2，宋书彬3

(1. 重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆 400074； 2. 浙江美通筑路机械股份有限公司，浙江海宁 314400； 3. 河南郑州路桥建设投资集团有限公司，河南郑州 450006)

收稿日期:2021-12-28 修回日期:2022-05-23 发布日期:2023-07-13
作者简介:曹源文（1963—），女，河北唐山人，教授，主要从事工程机械方面的研究。E-mail:37532992@qq.com 通信作者：周世华（1998—），男，重庆人，硕士研究生，主要从事工程机械方面的研究。E-mail:1058435418@qq.com

Driving Instability Threshold of Wheel Loader Based on Improved Dynamics Equation

CAO Yuanwen1, ZHOU Shihua1, MEI Yuhang1, XIE Lidan2, SONG Shubin3

(1. School of Mechatronics and Vehicle Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China; 2. Zhejiang Metong Road Construction Machinery Co., Ltd., Haining 314400, Zhejiang, China; 3. Zhengzhou Road & Bridge Construction Investment Group Co., Ltd., Zhengzhou 450006, Henan, China)

Received:2021-12-28 Revised:2022-05-23 Published:2023-07-13

摘要/Abstract

摘要： 为得到轮式装载机在不同路况下的运动参数失稳阈值，基于传统轮式装载机自由度的解析，建立了能反映出前、后车体的行驶轨迹变化和车身受力变化的改进行驶动力学方程；以横向载荷转移率(LTR)作为指标对轮式装载机行驶失稳主要影响因素进行了分析；最终确定了运动参数失稳阈值范围。研究结果表明：轮式装载机行驶速度和转向速度的增加、斜面坡度角和行驶转向角的增大，都会严重加剧轮式装载机发生倾翻失稳的风险；其中行驶速度和行驶转向角对行驶稳定性的影响最为严重。

关键词: 车辆工程；轮式装载机；阈值分析；动力学模型；车辆稳定性

Abstract: In order to obtain the instability threshold of the motion parameters of the wheel loader under different road conditions, based on the analysis of the degree of freedom of the traditional wheel loader, an improved driving dynamics equation that can reflect the changes of the driving trajectory and the force changes of the front and rear bodies was established. The main influencing factors of driving instability of wheel loader were analyzed by taking the lateral load transfer rate (LTR) as the index. Finally, the motion parameter instability threshold range was determined. The research results show that the increase of the driving speed and steering speed of the wheel loader, the increase of the slope angle and the driving steering angle will seriously aggravate the risk of tipping instability of the wheel loader. Among them, driving speed and steering angle have the most serious impact on driving stability.

Key words: vehicle engineering; wheel loader; threshold analysis; dynamic model; vehicle stability

中图分类号:

U415.5

曹源文1，周世华1，梅宇航1，谢利丹2，宋书彬3. 基于改进动力学方程的轮式装载机行驶失稳阈值分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2023, 42(5): 152-160.

CAO Yuanwen1, ZHOU Shihua1, MEI Yuhang1, XIE Lidan2, SONG Shubin3. Driving Instability Threshold of Wheel Loader Based on Improved Dynamics Equation[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2023, 42(5): 152-160.

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Driving Instability Threshold of Wheel Loader Based on Improved Dynamics Equation

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