商用車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)

商用車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)主講：葉常華一、概述：1：對(duì)轉(zhuǎn)向系要求：a：操作輕便：

操作力M1，M2150NM3，N1 200NN2，N3 245N回轉(zhuǎn)圈數(shù)：≯5圈（一般取轉(zhuǎn)向機(jī)最大圈數(shù)90%）操作力：汽車(chē)從10km/h車(chē)速以直線(xiàn)進(jìn)入R=12m彎道上行駛時(shí)，施加在方向盤(pán)上的力。

b：具有自動(dòng)回整能力。c：維持行駛能力。d：有一定路感e：有足夠強(qiáng)度和剛度：保安件

有些教科書(shū)上寫(xiě)“汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，保證各輪純滾動(dòng)，不應(yīng)有側(cè)滑，以減少輪胎磨損”，我沒(méi)列入，理由：i）：乘用車(chē)（主要轎車(chē)）可實(shí)現(xiàn)，但在商用車(chē)上，幾乎沒(méi)有一型可實(shí)現(xiàn)。在下面梯形機(jī)構(gòu)中展開(kāi)ii）：輪胎磨損因素諸多被動(dòng)：抗干擾能力路面對(duì)車(chē)輪沖擊側(cè)風(fēng)對(duì)車(chē)體干涉主動(dòng)：可操作性、隨動(dòng)性2：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包含的機(jī)構(gòu)a：轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，指方向盤(pán)到轉(zhuǎn)向器輸入端之間的機(jī)構(gòu)

b：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：指轉(zhuǎn)向器輸出端到梯形機(jī)構(gòu)之間的機(jī)構(gòu)c：轉(zhuǎn)向器d：梯形機(jī)構(gòu)機(jī)械式齒輪齒條式蝸桿滾輪式循環(huán)球式動(dòng)力式常流液壓式靜壓式電動(dòng)式電控液壓式3：商用車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的主要工作：a：和整車(chē)合作選擇一個(gè)前橋：和轉(zhuǎn)向有密切關(guān)系的幾個(gè)參數(shù)最大軸荷落差鋼板彈簧中心距內(nèi)外輪最大轉(zhuǎn)角接地偏距：40～60上節(jié)臂長(zhǎng)度（回轉(zhuǎn)半徑）及位置

b：選擇轉(zhuǎn)向器及油泵

c：布置轉(zhuǎn)向器的位置d：設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向垂臂和拉桿校核與制動(dòng)協(xié)調(diào)性與懸架運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性車(chē)身側(cè)傾車(chē)輪垂直跳動(dòng)二、轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)及最小轉(zhuǎn)彎半徑的計(jì)算1：轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)位置前置后置結(jié)構(gòu)整體式斷開(kāi)式目前商用車(chē)多數(shù)是整體式、后置結(jié)構(gòu)。不管哪種結(jié)構(gòu)和形式，理論都一樣。下面從整體式、后置結(jié)構(gòu)為例述說(shuō)。梯形機(jī)構(gòu)（阿克曼）是試圖讓汽車(chē)上所有輪子在轉(zhuǎn)彎過(guò)程（各種轉(zhuǎn)角）都純滾動(dòng)，不產(chǎn)生側(cè)滑。但實(shí)際情況卻不是這樣：a：梯形機(jī)構(gòu)只有在某一點(diǎn)上符合純滾動(dòng)要求，其他轉(zhuǎn)角都不能純滾動(dòng)。b：輪胎為側(cè)偏角受到各種因素影響，無(wú)法預(yù)測(cè)在某工況下側(cè)偏角c：商用車(chē)是一根前橋配一個(gè)系列軸距的整車(chē)d：輪胎的磨損由諸多因素造成結(jié)論：轉(zhuǎn)向梯形無(wú)法使汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，每個(gè)輪胎都處在純滾動(dòng)狀態(tài)。理論上轉(zhuǎn)向梯形特性曲線(xiàn)2：最小轉(zhuǎn)彎半徑的計(jì)算：

：外輪最大轉(zhuǎn)角a：偏角多軸汽車(chē)計(jì)算軸距選擇見(jiàn)下圖：L=L1+(1/2)L2L=L1+(1/3)L2三、汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系、轉(zhuǎn)向器和油泵的選擇1：轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定：影響轉(zhuǎn)向阻力有諸多因素轉(zhuǎn)向軸負(fù)載路面阻力輪胎結(jié)構(gòu)及氣壓前輪定位參數(shù)（內(nèi)傾角、后傾角和接地偏距）因此要精確計(jì)算有困難，而且沒(méi)有必要。現(xiàn)在，推薦的轉(zhuǎn)向阻力距是半經(jīng)驗(yàn)公式：：原地轉(zhuǎn)向阻力距（N）f：輪胎和路面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，一般為0.7p：輪胎氣壓（N.mm）這個(gè)公式作為機(jī)械轉(zhuǎn)向主要依據(jù)這個(gè)公式對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器選擇僅供參考這個(gè)公式最早見(jiàn)（美）米奇爾著：汽車(chē)動(dòng)力學(xué)N.mm2：動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的選擇：以轉(zhuǎn)向器負(fù)荷為主要參數(shù)，參照樣本選擇，各樣本會(huì)推薦此型號(hào)適用于多少軸荷。（打開(kāi)轉(zhuǎn)向表）a：要注意油壓：隨著科技發(fā)展，油壓不斷提高，油缸直徑逐步小型化。從6MPa（多數(shù)齒輪泵，共軛曲線(xiàn)泵）到14MPa（多數(shù)葉片泵）。一般原裝進(jìn)口的油壓高于國(guó)產(chǎn)。b：要注意旋向：左置還是右置左輸出還是右輸出國(guó)內(nèi)用卡車(chē)：左置左輸出國(guó)內(nèi)用客車(chē)：多數(shù)左置右輸出（6～7m及臥式另議）c：現(xiàn)在都采用轉(zhuǎn)伐，轉(zhuǎn)矩就是扭桿阻力矩，不像滑伐有發(fā)作用室，因此路感較差。d：要注意長(zhǎng)伐還是短伐，上置還是下置；目前常用是上置短伐e：國(guó)內(nèi)引進(jìn)主要兩個(gè)系列：ZF系列TRW系列f：要注意是否有限位泄荷伐目前D=85mm以上都能加泄荷伐有限位泄荷伐可以防止系統(tǒng)過(guò)載要注意限位泄荷伐調(diào)試方法g：要注意轉(zhuǎn)向機(jī)放氣伐的設(shè)置和位置這點(diǎn)對(duì)臥式布置（公交車(chē)或獨(dú)立懸架常用）尤其重要3：轉(zhuǎn)向油泵的選擇：目前轉(zhuǎn)向有本多數(shù)采用葉片泵。內(nèi)回流二回路。油壓由轉(zhuǎn)向器定。這里選流量：Q流量L/minD油缸直徑dmS轉(zhuǎn)向螺桿螺距dmK容積效率倍數(shù)1.1～1.2客車(chē)一定要驗(yàn)標(biāo)a：高速客運(yùn)車(chē)，尤其8～10m后置客車(chē)，嚴(yán)格控制流量b：公交車(chē)Vmax≯80km/h流量可放大些另外：油管和電線(xiàn)束分二側(cè)布置；在萬(wàn)不得已情況下；電線(xiàn)束不要放在油管下方。d.管夾間距：管接頭兩側(cè)一定要有管夾直管1m～1.5m4：轉(zhuǎn)向油管設(shè)計(jì)要點(diǎn)：a.管徑選擇：影響功耗、溫升和噪聲控制流速壓力管7m/s回油管3m/s管路名稱(chēng)最小轉(zhuǎn)彎半徑（mm）高壓軟管100回油膠管45吸油膠管30金屬硬管20（或者外徑2倍）其他零件鋼管膠管排氣尾管＞15＞60運(yùn)動(dòng)件＞25＞30固定件＞10＞30b.管子轉(zhuǎn)角最小半徑：c.轉(zhuǎn)向管路與其他零件間距四、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)載荷的確定：按方向盤(pán)輸入：手輸入最大力（700N）×方向盤(pán)直徑×轉(zhuǎn)向器速比（機(jī)械式）或動(dòng)力轉(zhuǎn)向器最大輸出扭矩（最大油壓）按路面最大附著力計(jì)算：米奇爾經(jīng)驗(yàn)公式但是對(duì)機(jī)構(gòu)另一部件強(qiáng)度剛度來(lái)說(shuō)，以最大載荷計(jì)。尤其對(duì)直拉桿的壓桿穩(wěn)定性說(shuō)。2：轉(zhuǎn)向器位置的確定：a：轉(zhuǎn)向節(jié)上節(jié)臂球心位置：對(duì)板簧懸架來(lái)說(shuō)會(huì)影響制動(dòng)跑偏；b：轉(zhuǎn)向器輸出端球心位置：要考慮左右轉(zhuǎn)向圈數(shù)差最少；和懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性；c：轉(zhuǎn)向器垂臂——直拉桿——轉(zhuǎn)向節(jié)上節(jié)臂夾角關(guān)系：任何位置時(shí)三者之間夾角，應(yīng)大于45°，小于135°。決不允許出現(xiàn)死角。球心位置

前后：前橋中心線(xiàn)到向后50mm之間上下：板簧主片中性層到上表面之間3：幾個(gè)運(yùn)動(dòng)校核：轉(zhuǎn)向、懸架、總布置設(shè)計(jì)都要做這三種校核。車(chē)身側(cè)傾時(shí)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與懸架運(yùn)動(dòng)干涉校核，按側(cè)傾7°。車(chē)輪垂直跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與