随着车辆行驶高速化的发展，车辆高速、大转角转向稳定性的问题越来越突出，且该问题在车辆动力学的研究中也越来越重要，而4轮转向技术可在很大程度上改善车辆高速、大转角转向的稳定特性。论文依托国家863计划现代交通技术领域重大项目增程/插电式重型商用车底盘开发（批准号：2012AA111106），以多电机驱动增程式环卫垃圾车辆为研究对象，研究多电机驱动增程式车辆的匹配方法；并从车辆非线性动力学模型、非线性动力学运动稳定性理论及非线性动力学结构稳定性理论3个不同的方面，对4电机驱动增程式车辆非线性转向动力学进行研究；通过建模仿真与非线性动力学理论研究，得到多电机驱动增程式车辆的匹配方法与4轮非线性转向的变化特性规律，为完善多电机驱动增程式车辆动力系统匹配研究及4轮转向技术在车辆上的应用提供了理论基础与研究依据。文章的主要工作如下：在传统动力匹配方法的理论基础上，提出多电机驱动增程式车辆的匹配原则与方法。以多电机驱动增程式环卫垃圾车辆为研究对象，基于传统车辆动力系统匹配理论，获得所研究车辆的初步动力匹配结果；根据传统匹配结果，研究驱动方式对所研究车辆动力匹配设计的影响，发现所研究车辆在多电机驱动时，其电机数目至少大于4个，否则车辆连启动都可能无法实现，并确定增程式环卫垃圾车辆由4个电机驱动；分别对驱动电机与增程发动机的工作效率区进行分析，获得多电机驱动增程式车辆运行协调的高效区，以改善所研究车辆的经济性。建立4电机驱动增程式车辆的高维纵侧向耦合非线性动力学模型，进行转向仿真研究，研究结果如下：由操稳性仿真揭示，模型跟随效果好，且可进行车辆操稳性控制策略的研究；通过车辆转向动力学仿真发现，车辆高速转向稳定性比低速转向稳定性差；无论车辆高速、低速行驶，随着前轮转角的增加，转向稳定性降低；进行4轮转向仿真发现，车辆低速转向时，车辆稳定性可以保证，应控制车辆后轮与前轮反向转向，有助于提高车辆低速转向灵活性；车辆高速转向的稳定性比低速转向时的稳定性差，当车辆高速转向时，应控制后轮与前轮同向转向，增加车辆高速转向的稳定性。基于非线性动力学运动稳定性理论，构造4电机驱动增程式车辆李雅普诺夫函数，对车辆非线性运动稳定性进行定性研究，发现车辆转向在初态邻域内李雅普诺夫意义下渐进稳定；从数学平衡点角度对所研究车辆的非线性运动稳定性进行定量研究，研究表明在初始状态的邻域内，车辆非线性转向渐进稳定；从数学平衡点角度分析前轮转角对车辆非线性转向的影响，发现随着前轮转角增加，车辆转向系统平衡点越容易失去，车辆转向稳定性降低；研究4轮转向对车辆非线性转向的影响，发现车辆高速运行，后轮与前轮反向转向时，车辆转向系统平衡点容易失去，车辆转向稳定性降低；后轮与前轮同向转向时，随着后轮转角的增加，所研究车辆的转向系统越不易达到平衡点失去状态，转向稳定性增加；基于以上研究还发现，低速转向系统的平衡点不易失去，车辆低速转向稳定性高。对4电机驱动增程式车辆进行非线性动力学结构稳定性研究，通过非线性动力学静态分岔与动态Hopf分岔理论，发现所研究车辆在4轮稳态转向时不发生Hopf分岔，但发生静态鞍结分岔；研究车速对车辆非线性稳态转向分岔的影响，发现随着车速增加，车辆越易达到分岔临界值，转向稳定性降低；研究前轮转角对车辆非线性稳态转向分岔影响，结果表明随着前轮转角的增加，车辆转向分岔的临界值减小，车辆转向的稳定性降低；研究后轮转角对车辆非线性稳态转向分岔影响，结果表明车辆高速行驶，当车辆后轮与前轮反向转向时，车辆转向分岔的临界值变小，车辆越容易发生不稳定转向，车辆转向的稳定性降低；当车辆后轮与前轮同向转向时，车辆转向分岔的临界值增加，车辆转向的稳定性增加；从非线性转向平衡域角度进行研究，发现当车辆前轮与后轮反向转向时，车辆转向的平衡域减小，车辆发生不稳定转向的可能性增加，车辆转向稳定性降低；当车辆前轮转角与后轮转角同向转向时，车辆转向的平衡域增加，车辆转向不易发生不稳定转向，车辆转向的稳定性提高；通过平衡域分析还发现，后轮转向对速度分岔值的影响与前轮转角大小有关，前轮转角越大，后轮转向对车辆非线性转向的影响越小。