雙前橋汽車(chē)轉(zhuǎn)向回正性能的分析與改正

雙前橋汽車(chē)轉(zhuǎn)向回正性能的分析與改正摘要:返回性是指車(chē)輛在遇到外界干擾時(shí)抵抗干擾并保持直線穩(wěn)定運(yùn)行的能力。由于雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特殊性，車(chē)輛往往存在轉(zhuǎn)向不足、正響應(yīng)慢、對(duì)稱性差等缺陷。采取雙前橋汽車(chē)為研究對(duì)象，本文修正了評(píng)價(jià)方法的可回收性測(cè)試,并分析影響可回收性的主要因素,活動(dòng)復(fù)原力矩的測(cè)試和分析，操舵裝置，液壓輔助力，扶正機(jī)械阻力和操舵裝置，和兩個(gè)高液壓輔助力和復(fù)原阻力的問(wèn)題發(fā)現(xiàn),有效地提高車(chē)輛的轉(zhuǎn)向復(fù)原性能,本文系統(tǒng)地介紹了汽車(chē)轉(zhuǎn)向扶正性能的解決方案。關(guān)鍵詞:雙前軸汽車(chē);指導(dǎo)糾正性能;分析；1車(chē)輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及扶正性能評(píng)價(jià)1.1雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)車(chē)輛轉(zhuǎn)向由駕駛員控制，方向盤(pán)由轉(zhuǎn)向裝置、直拉桿、軸等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。雙前軸汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常采用液壓助力，主要由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向裝置、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向泵、助力缸、儲(chǔ)油罐、轉(zhuǎn)向管路等組成。其特殊性在于增加了第二軸轉(zhuǎn)向，并增加了相應(yīng)的液壓回路和傳動(dòng)系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)向軸的液壓阻力、機(jī)械阻力和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)降低了雙前軸車(chē)輛的轉(zhuǎn)向性能。1.2轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)采用殘留橫擺角速度絕對(duì)值和橫擺角速度總方差，作為車(chē)輛回正性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)量參數(shù)包括車(chē)輛前進(jìn)速度、偏航率和橫向加速度。該評(píng)價(jià)方法對(duì)測(cè)試場(chǎng)地和測(cè)試設(shè)備要求較高，缺乏駕駛體驗(yàn)的主觀評(píng)價(jià)內(nèi)容。指的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，本文采用主觀與客觀相結(jié)合的方法來(lái)評(píng)估回正性能，并采用更直觀的參數(shù)如回正率、回正對(duì)稱和回正響應(yīng)為目標(biāo)測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)，增加了主觀評(píng)價(jià)和液壓協(xié)助測(cè)試。2影響車(chē)輛回正性的因素影響車(chē)輛扶正性能的因素主要包括車(chē)輪端提供的主動(dòng)扶正力矩以及扶正力矩的消耗。根據(jù)雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，影響方向盤(pán)扶正的主要因素有5個(gè):1）方向盤(pán)主動(dòng)扶正力矩。在車(chē)輛具有良好的扶正性能的前提下，車(chē)輛本身需要提供足夠的扶正力矩，通常通過(guò)主銷(xiāo)腳輪傾斜角、主銷(xiāo)傾斜角、前輪外傾角、前輪頂入、主銷(xiāo)偏置等方向盤(pán)對(duì)準(zhǔn)參數(shù)的合理設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率與協(xié)調(diào)性、轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的阿克曼角關(guān)系、傳動(dòng)桿系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、轉(zhuǎn)向橋間的轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)性等因素對(duì)轉(zhuǎn)向扶正有重要影響。3）液壓助力轉(zhuǎn)向。液壓動(dòng)力輔助系統(tǒng)可回收性具有重要的影響，合理匹配的液壓動(dòng)力輔助系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的背壓，減少液壓阻力,提供液壓響應(yīng)時(shí)間,改善液壓對(duì)稱的可回收性,并幫助提高可回收性。4）扶正過(guò)程的機(jī)械阻力力矩。車(chē)輛的回轉(zhuǎn)力矩通過(guò)車(chē)輪、軸、桿系、轉(zhuǎn)向裝置和轉(zhuǎn)向管柱傳遞后逐漸消耗掉。通過(guò)減小轉(zhuǎn)向銷(xiāo)、球銷(xiāo)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向管柱的機(jī)械阻力扭矩，可以提高零部件機(jī)械阻力的左右對(duì)稱性，有利于提高回退性能和回退對(duì)稱性。5）舵機(jī)。分析了轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比、反變速器的機(jī)械效率、轉(zhuǎn)向力矩的對(duì)稱性、液壓阻力力矩和轉(zhuǎn)向壓力特性等。3問(wèn)題描述及改進(jìn)方向3.1問(wèn)題描述對(duì)于一輛雙軸卡車(chē)，隨機(jī)選取3輛樣車(chē)，測(cè)試其扶正性能。樣車(chē)質(zhì)量為2980+1700+3960=8640kg，輪胎規(guī)格為10.00R20/0.9MPA。測(cè)試條件：初始轉(zhuǎn)向角為540°,穩(wěn)定速度15公里/小時(shí)，恢復(fù)正常的性能進(jìn)行測(cè)試，等物理量，記錄速度和轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角時(shí)間曲線作為評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。結(jié)論為：3臺(tái)樣車(chē)左轉(zhuǎn)向回正都比右轉(zhuǎn)向回正差，單邊平均僅能回0.5~0.6圈，其中樣車(chē)VIN：629613右轉(zhuǎn)回正性能很好，左轉(zhuǎn)幾乎不回，擬將該臺(tái)車(chē)作為分析對(duì)象，進(jìn)一步測(cè)試分析原因?？傮w上轉(zhuǎn)向回正性能較差，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)向后回正不足、回正響應(yīng)慢、左右回正對(duì)稱性較差。3.2改進(jìn)方向鑒于影響回正性能的要素較多，需要根據(jù)樣車(chē)回正性的具體問(wèn)題，有必要結(jié)合理論分析和實(shí)際測(cè)試根據(jù)具體問(wèn)題恢復(fù)正常性能的原型車(chē),檢查和分析主要的恢復(fù)力矩，操舵裝置，液壓動(dòng)力輔助系統(tǒng)，機(jī)械阻力扭矩和轉(zhuǎn)向性能，并進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，確保恢復(fù)正常原型的性能:提高恢復(fù)正常對(duì)稱，使從左到右轉(zhuǎn)回到正常性能相同的情況下，提高恢復(fù)正常價(jià)值，從左到右將恢復(fù)正常價(jià)值達(dá)到360°,并恢復(fù)正常的主觀評(píng)價(jià)性能快速響應(yīng)和無(wú)堵塞。4扶正表現(xiàn)不佳的原因分析4.1轉(zhuǎn)向輪端主動(dòng)回正力矩分析試驗(yàn)樣車(chē)存在右轉(zhuǎn)回正性較好的情況，從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，方向盤(pán)對(duì)齊后傾角等參數(shù)，主銷(xiāo)內(nèi)傾角、前輪外傾角、前輪前束，主要人物抵消,車(chē)輛布局和復(fù)原力矩的理論計(jì)算滿足設(shè)計(jì)要求，因此，可以認(rèn)為該樣機(jī)可以提供足夠的扶正力矩。4.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析通過(guò)建立轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，在不考慮轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)副摩擦力的情況下進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。通過(guò)仿真分析:方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)幅度在±25。內(nèi)，傳動(dòng)比在0.97~1.06之間;在小角度轉(zhuǎn)彎的情況下，左右轉(zhuǎn)彎等于右轉(zhuǎn)彎;在大角度回轉(zhuǎn)的情況下，右轉(zhuǎn)比左轉(zhuǎn)好。因此，樣機(jī)轉(zhuǎn)向器具有良好的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性，對(duì)較差的轉(zhuǎn)向回程影響不大。4.3分析液壓動(dòng)力輔助測(cè)試在測(cè)試車(chē)輛:物理參數(shù)包括系統(tǒng)背壓、流量、舵機(jī)進(jìn)口和出口壓力，助力液壓缸進(jìn)口和出口壓力，方向盤(pán)角度，轉(zhuǎn)向扭矩、車(chē)輛速度、等，重點(diǎn)是測(cè)試液壓動(dòng)力輔助系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的回頭了。右轉(zhuǎn)時(shí)，升壓缸兩端壓差較低，在右轉(zhuǎn)過(guò)程中，高壓室的泄壓效果較好。左右轉(zhuǎn)回正壓曲線對(duì)稱性較差。因此，為了得到更好的恢復(fù)正常的性能，有必要改善（方向機(jī)和管道布置）,以確保高壓室的減壓反應(yīng)快，壓力恢復(fù)正常過(guò)程中盡可能低，和左右返回時(shí)間響應(yīng)曲線盡可能（響應(yīng)、壓力、壓差）。4.4機(jī)械阻力矩分析車(chē)輛轉(zhuǎn)向扶正力矩逐漸消耗通過(guò)車(chē)輪、車(chē)軸、酒吧系統(tǒng)、操舵裝置，轉(zhuǎn)向字符串，等等，通過(guò)減少機(jī)械的轉(zhuǎn)向阻力矩的風(fēng)口浪尖，領(lǐng)帶球銷(xiāo)，操舵裝置和轉(zhuǎn)向字符串,左右對(duì)稱的機(jī)械阻力可以改善的部分。因此，為了解決回線不足的問(wèn)題，有必要減小傳遞路徑上的回線阻力矩。4.5轉(zhuǎn)向器分析轉(zhuǎn)向器對(duì)回正性能的影響主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是換向效率高的舵機(jī)具有較高的扶正力矩傳遞效率，容易獲得較好的扶正性能;液壓阻力和機(jī)械阻力較低的舵機(jī)容易獲得較高的扶正性能。最后，具有良好左右轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性的舵機(jī)容易獲得較好的扶正性能。5車(chē)輛扶正性能改善5.1改善措施1）車(chē)軸改善措施。主銷(xiāo)軸承采用第四代或以上阻尼軸承，并控制轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力力矩，可有效提高回轉(zhuǎn)性。2）拉桿球頭的改進(jìn)措施。通過(guò)在4-5n?m時(shí)控制操縱桿球頭的轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)力矩，可以有效地提高轉(zhuǎn)向回正。3）通過(guò)提高齒輪的精度部門(mén)和舵機(jī)的水溝，控制軸承的預(yù)緊力，提高反向操舵裝置的效率，減少的阻力矩復(fù)原機(jī)制和提高舵機(jī)的對(duì)稱性（阻力矩的糾正機(jī)制應(yīng)該控制不到70n?m）。4）合理布置液壓助力系統(tǒng)，降低背壓，改善受舵機(jī)影響的液壓助力特性。5.2改進(jìn)效果1)液壓助力系統(tǒng)改進(jìn)效果。左轉(zhuǎn)正壓壓差由0.52MPA減小到0.23MPA，左轉(zhuǎn)正壓的水力響應(yīng)曲線與右轉(zhuǎn)正壓的水力響應(yīng)曲線接近。2)陽(yáng)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。方面的恢復(fù)正常，測(cè)試表明,該左轉(zhuǎn)完全可以返回480°(1.33),右轉(zhuǎn)滿可以返回510°(1.42),左轉(zhuǎn)積極殘余角為286°(0.79),右轉(zhuǎn)的殘余角為342°(0.95),以及對(duì)稱是好的。3)主觀評(píng)價(jià)。轉(zhuǎn)向快，無(wú)停滯，積極的動(dòng)態(tài)響應(yīng)更好。6結(jié)論總之,有許多因素影響車(chē)輛的性能，針對(duì)問(wèn)題的雙前橋的表現(xiàn)不佳，影響汽車(chē)的性能的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)的全面的分析，分析了問(wèn)題的原因，一個(gè)接一個(gè)用理論分析相結(jié)合的方法，客觀評(píng)價(jià)和主觀評(píng)價(jià)。參考文獻(xiàn)程杰.汽車(chē)起重機(jī)雙前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分析與參數(shù)確定[D].大連理工大學(xué),2016.