菱形车回正性能分析与研究

中国机械工程第20卷第22期2009年11月下半月

菱形车回正性能分析与研究

查云飞 钟志华 张 义

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙,410082

摘要:菱形车特殊的转向轮结构布置,导致菱形车无法通过转向轮定位参数实现回正。采用弹簧回正机构驱动菱形车转向系统的转筒回转,实现转向轮的回正。通过对菱形车的转向阻力矩和回正力矩的分析,认为要使转向轮实现回正需要施加外加力矩,并推导出了弹簧回正机构的曲线方程。通过转向回正性能试验验证了弹簧回正机构具有较好的回正性能,解决了菱形车的回正问题。

关键词:菱形车;转向系统;回正力矩;弹簧回正机构

中图分类号:U461.6 文章编号:1004 132X(2009)22 2650 04

AnalysisandResearchofReturnabilityforRhombicVehicles

ZhaYunfei ZhongZhihua ZhangYiStateKeyLaboratoryofAdvancedDesign&Manufacture

forVehicleBody,HunanUniversity,Changsha,410082

Abstract:Sincethespeciallayoutofsteeringsystem,therhombicvehiclecannotobtainthereturnabilitybymeansofthesteeringwheel sorientationparameters.Aspringreturnablestructurewasusedtoturnaroundtherevolvingdrumofthesteeringsystemtocarryoutthereturnablityofthesteeringwheel.Theanalysisofsteeringresistancetorqueandreturnabletorquesuggeststhatextratorqueisnecessarytoobtainthereturnability.Theformulaofthelocuswasobtainedbasedontheanalysis.Thereturnabilitytestsuggeststhespringreturnablesystemcanensuregoodreturnabilityoftherhombicvehicles.

Keywords:rhombicvehicle;steeringsystem;returnabletorque;springreturnablestructure

0 引言

作为转向系统的基本要求,汽车的回正性能是保证汽车操纵稳定性的一个重要方面,一辆没有回正能力的汽车,或回不到正中、或回正过程中行驶方向剧烈摆动的汽车,驾驶员和乘客都是不满意的。普通车通过主销后倾角、主销内倾角、前轮前束、前轮外倾角等定位参数在重力和侧向力的作用下实现回正,其中对回正力矩影响较大的车轮定位参数是主销后倾角和主销内倾角[2]。

前后各一个车轮、中间两个车轮布置的菱形车,由于采用了前后轮联动转向,使得菱形车转弯半径小,操纵灵活。独特的转向轮结构使得菱形车转向轮的定位参数与普通车转向轮的定位参数不同,菱形车无法通过转向轮的定位参数实现回正。本文提出了一种弹簧回正机构,通过弹簧弹性力产生的力矩使转向轮实现回正,解决了菱形车转向轮无法回正的问题。转向回正性能试验验证了这一机构具有很好的回正性能。

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1 菱形车转向轮结构分析

菱形车前轴和后轴上只有一个车轮,车轴从车轮中间穿过。如图1所示,车轮与轮毂以及制动盘固定在一起,轮毂轴承绕转向节转动,转向节与主销固定,圆锥滚子轴承绕车轴转动,这样保证

了车轮在滚动的过程中能实现左右转动。

1.轮胎 2.轮辋 3.圆锥滚子轴承 4.主销

收稿日期:2009 08 03

基金项目:国家985工程资助项目(531105030006);教育部长江学者与创新团队发展计划资助项目(531105050037)

5.轮毂轴承 6.轮毂 7.车轴 8.转向节 9.制动盘

图1 车轮结构总图