【摘 要】
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超长臂叉车是兼具起重机臂架的伸缩变幅功能及重式叉车的装卸功能的新型工程车辆,通过臂架的变幅和伸缩实现作业需要的高度和距离。在车站、工地、车间、口岸等场所得到了广泛的应用,也正是由于叉车臂架的长度大,工作环境复杂,尤其在通过沟坎路面和转向时,整车重心偏移的角度极大,从而导致车辆失稳,翻车事故屡次发生。本论文结合某重工企业的新型超长臂叉车稳定性开发项目,在仿真软件中搭建该车辆的机电液联合仿真模型,并以
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超长臂叉车是兼具起重机臂架的伸缩变幅功能及重式叉车的装卸功能的新型工程车辆,通过臂架的变幅和伸缩实现作业需要的高度和距离。在车站、工地、车间、口岸等场所得到了广泛的应用,也正是由于叉车臂架的长度大,工作环境复杂,尤其在通过沟坎路面和转向时,整车重心偏移的角度极大,从而导致车辆失稳,翻车事故屡次发生。本论文结合某重工企业的新型超长臂叉车稳定性开发项目,在仿真软件中搭建该车辆的机电液联合仿真模型,并以此来分析超长臂叉车的稳定性能否达到相应的国家标准,及分析影响车辆稳定性的相关因素,最终提出提高车辆稳定性的优化方案,并通过实车试验验证。主要的研究内容如下:（1）参照超长臂叉车实车,在ADAMS中搭建实车等比例的动力学模型,在AMESim软件中搭建与超长臂叉车稳定性相关的后桥驱动稳定系统（RAS系统）的液压模型,并针对RAS系统的核心零部件—电控比例流量阀,单独进行建模,从而构建整车的机电液联合仿真模型。（2）为了检验仿真模型的可靠性,进行车辆缓慢上坎停留和一档越障实验,并采集实验过程中RAS油缸和车架调平油缸的油压和位移数据。将油压和位移的仿真值与实验值进行对标,对标结果准确度达90%以上,从而验证了所搭建的机电液联合仿真模型的可靠性。（3）以通过验证的机电液联合仿真模型为工具,依据现有的超长臂叉车稳定性标准（GB/T 26949.14-2016）以及汽车行业标准（GB/T6323-2014）对超长臂叉车进行平台倾翻、方向盘角阶跃输入、蛇形转向等稳定性仿真实验,验证车辆稳定性是否符合国家标准,并结合车辆实际工作特点,分析车辆在平路转弯、直行越障等过程中稳定性的相关影响因素。仿真结果表明,所构建的超长臂叉车稳定性符合相应的国家标准,且影响行车稳定性的因素主要有:车辆的行驶速度、臂架角度、负载质量以及路障的形状,并通过稳定性分析得出超长臂叉车稳定性操作界限。（4）通过对超长臂叉车稳定性的分析,并结合实车已有的RAS系统,提出了两种针对RAS系统电流的优化方案。第一种方案:当臂架角度大于40°时,RAS系统固定电流350m A设定为随臂架角度增大而线性减小,其值为I=380-（θ-40）。通过仿真验证了方案的可行性,并进行实车实验,最终结果表明车辆侧倾角得到了9.7%的优化。第二种方案:以侧倾角和侧倾角速度构成串级PID控制,具体控制表现为当车辆正常行驶时,RAS系统处于自由模式;而当车辆在侧倾时,通过实时调节RAS系统电流,从而调节RAS油缸的刚度,此时车辆处于半主动安全控制模式。并通过仿真表明,侧倾角得到了22.8%的优化,侧倾角速度得到了29.6%的优化。综上所述,本论文对超长臂叉车稳定性的分析与优化具有实际现实意义,对于同类型的具有超长臂的工程车辆稳定性的研究也具有一定的借鉴作用。
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