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《轻型高机动越野汽车转向力矩研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、汽车工程2007年(第29卷)第1期AutomotiveEngineering2007(Vo.l29)No.12007002轻型高机动越野汽车转向力矩研究121史建鹏,吕振华,徐满年(1东风汽车公司技术中心,武汉430056;2清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)[摘要]研究了汽车转向时,转向盘上的作用力和力矩计算分析方法。以某轻型高机动越野汽车为例,通过仿真分析计算和道路试验验证了研究理论的合理性。关键词:轻型高机动越野汽车;转向系;转向力矩AResearchontheSteeringMomentofaLightdutyHighm
2、obilityOffroadVehicle121ShiJianpeng,LZhenhua&XuMannian1DFMTechnologyCenter,Wuhan430056;2TsinghuaUniversity,StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy,Beijing100084[Abstract]Themethodofcalculatingandanalyzingtheforceandmomentactingonsteeringwheelwhencorneringisstudied.ByusingADAMS
3、software,asimulationonalightdutyhighmobilityoffroadvehicleiscarriedoutandverifiedbyroadtes.tKeywords:Lightdutyhighmobilityoffroadvehicle;Steeringsystem;Steeringmoment向系统的结构较多采用断开式设计方案。文中重点前言对该结构的转向力矩进行分析。转向系统是人、车闭环系统的重要环节。由于1转向力矩分析汽车设计本身的操纵稳定性的不足、纵向力敏感性太强等原因,会导致汽车直线行驶时,出现非正常转作用在转向盘上的
4、力矩,通过转向传动轴、转向向,这就需要驾驶员通过对转向盘的操纵,来保持汽器、转向拉杆和转向梯形臂传递到车轮上,以实现转车的直线行驶。向轮的转向;这主要是根据驾驶者操纵,体现车辆转[3]转向系统的设计,一方面要满足整车总布置的向轻便性。下面通过分析车轮绕主销的作用力安装空间需求;另一方面,还要考虑碰撞的安全问矩,得出驾驶者作用在转向盘上的力和力矩。题。转向系统按结构形式可分为整体式和断开式211转向盘作用力矩种。断开式转向系统又分为:对称杆式、中间臂式、在图1上,把这种力矩表示成经横拉杆AB,传齿轮齿条拉杆式等,多用于独立悬架形式的汽车;整递到左侧拉杆AC和右侧拉杆BD上的
5、作用力,分别体式转向系统多用于转向轴为整体刚性轴、悬架形式为非独立悬架的汽车。[1]断开式转向系统的主要优点是:与转向轮采用独立悬架相配合,能够保证一侧车轮上、下跳动时不会影响另一侧车轮。其缺点是:杆系和球头增多,[2]结构复杂,制造成本高,调整转向轮定位困难。图1转向结构示意图轻型高机动越野汽车根据高机动性的要求,转原稿收到日期为2005年12月1日,修改稿收到日期为2006年3月23日。14汽车工程2007年(第29卷)第1期用Zl和Zr表示。令转向器的传动比为i,转向器的摩擦力矩为Mf,则作用在转向垂臂上的转向力矩Mc与转向盘力矩Ms之间存在下列关系M
6、c=iMsMf(1)从式(1)可以看出,由于转向器的增扭,作用在转向盘上的力矩传递到转向垂臂上时已增大i倍。另外,作用在转向垂臂上的转向力矩Mc与左、右侧拉杆上所传递的力Zl和Zr,有下列关系式(假设转向垂臂与转向随动臂的长度和姿态完全相同)Mc=(Zl+Zr)c(2)式中c表示转向垂臂和转向随动臂的长度。通过作用在左、右侧拉杆上所传递的力Zl和Zr,产生了车轮绕主销的转向力矩图2车轮与路面示意图Ml=Zl(d+e)(3)虑因车辆转向时,由于离心力作用,影响到各个轮胎Mr=Zr(d+e)的轮荷转移;式中d为左、右节臂CE、DF的长度,e为左、右侧拉(2)由侧向力产生的力矩;
7、杆AC、BD的纵向投影长度。(3)轮胎自回正力矩,此数据主要取决于转向此外还要考虑转向主销的摩擦力矩Mz(这个力时作用在各轮胎上的垂直载荷和轮胎的侧偏特性;矩是由转向主销和转向杆系的各铰接点上的摩擦引(4)由作用在车轮上的驱动力或制动力产生的起的),左转向主销的摩擦力矩为Mzl,右转向主销的力矩,该力矩与轮胎和地面间的摩擦因数有关。摩擦力矩为Mzr,将式(3)代入式(2)中,则有图2中OA表示主销中心;D为车轮与路面的接cMc=(Ml+MrMzlMzr)(4)触点。D点相对于主销接地点O的坐标为xO、y
