重卡双前桥转向梯形机构的建模及设计

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重卡双前桥转向梯形机构的建模及设计

作者：杨青龙

来源：《汽车科技》2012年第03期

摘要:本文介绍了转向梯形机构的转向原理,在现有的条件下运用双前桥转向系统的转向特性,建立转向梯形机构的数学模型。最后针对某实车的双前桥转向梯形机构,用ADAMS软件进行了仿真优化,使转向梯形机构的性能得到提高,验证了模型的正确性与实用性。 关键词:重卡;双前桥;转向梯形机构;优化设计

中图分类号:U462 文章标识码:A 文章编号:1005-2550(2012)02-0000-00 引言

双前桥转向系统是一种比较先进的转向系统,随着目前高端重卡的大马力、大吨位、高舒适性等的发展方向,同时随着国家相关的车辆交通法规的实施,双前桥转向系统在商用车物流领域应用越来越普遍。但双前桥汽车在实际使用过程中普遍存在轮胎异常磨损、方向沉重、有时候还发生摆振等问题。发生这些问题的关键原因是实际的转角关系与理论的转角关系存在着较大的误差。所谓的理论上的转角关系就是符合阿克曼转向原理的汽车转角,是所有的车轮都做纯滚动而没有滑动的状况。所谓的实际转角关系就是由转向梯形机构实现的内、外轮转角关系。如果设计的转向梯形机构的参数不合理,就会导致实际转角与理论转角误差过大进而造成上述车辆行驶中的问题,为了减少误差,须采用优化设计方法对转向梯形机构进行优化。本文利用ADAMS/View建立转向系统模型,以优化数学模型确定的实际转角值与理想公式求出的理想转角值之间的误差达到最小为目标函数,按转角范围大小来确定加权函数,以空间布置要求为约束条件,利用优化软件对双前桥转向系统参数进行优化设计。 1.转向梯形机构的数学模型 1.1双前桥转向梯形的模型假设

(1) 假设车辆转向和行驶过程中转向梯形一直保持在同一平面内;

(2) 假设各转向杆件及车轮为理想刚体,即忽略其在受力、力矩作用下产生的变形; (3) 假设瞬时转向中心位于双后桥中心线上; (4) 忽略转向系统内部构件连接处的配合间隙。 1.2 同一转向桥内、外轮理想转角关系