第２期（总第１７１期）

２０１２年４月机械工程与自动化

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　＆　ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２

（）文章编号：１６７２４１３２０１２０２１９１２－６－０－０

整体车辆两轮转向和四轮转向分析

（）太原理工大学山西　太原　０３００２４

摘要：根据车辆四轮转向和两轮转向的不同特点，比较了两轮转向和四轮转向应用于整体车辆时车轮转向角度关系和车辆转弯半径分析总结了兩种转向系统的优缺点，指出它们分别适合于哪种整体车辆的转向关键词：两轮转向；四轮转向；转弯半径；转向方式中图分类号：Ｕ４６３．４２　　　文献标识码：Ｂ

汽车转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，通过对左右转向车轮不同转角之间的合理匹配来保证汽车沿着设想的轨迹运动的机构两轮转向

本文将分别叙述和四轮转向是两种不同的转向系统，他们各自的特点以及适合的车辆

１　两侧车轮偏转角之间的理想关系及转弯半径

为使汽车实现车轮无侧滑的转向，车轮的偏转必须满足阿克曼特性即在汽车前轮定位角都等于零、行走系统为刚性、汽车行驶过程中无侧向力的前提下，整个转向过程中全部车轮必须围绕同一瞬时中心相对于地面作圆周滚動即要求所有车轮的轴线都相交于一点。１．１　两轮转向转角理想关系及转弯半径１．１．１　前内轮转角和前外轮转角之间的关系圖１为两轮转向时两侧车轮偏转角之间的理想关系示意图其中，ＲＲ１为汽车外侧转弯半径２为汽车内侧转弯半径，Ｏ为汽车转向中惢Ｂ为两侧主销轴线与地面相交点的距离，Ｌ０为汽车的轴距前内轮转角β０和前外轮转角α０之间应满足如下阿克曼转向特性公式：

／）……………………（ｃｏｔｃｏｔＢＬ１α０－０＝０。β

内半径、外半径）１．１．２　汽车转弯半径（

／）Ｒ１＝Ｌｓｉｎ２α００。……………………………（

／）……………………………（Ｒ２＝Ｌｓｉｎ３００。β

当外转向轮偏转角α转向外０达到最大值α０ｍａｘ时半径最小为：

／）………………………（Ｒ外ｍＬｓｉｎ４αｉｎ＝００ｍａｘ。

当内转向轮偏转角β转向内０达到最大值β０ｍａｘ时，

；修回日期：２收稿日期：２０１１１９０１１２８－１－２－１－１

／Ｒ内ｍＬｓｉｎｉｎ＝００ｍａｘβ

………………………（５

图１　两轮转向时两侧车轮偏转角之间的理想关系示意图

１．２　四轮转向转角理想关系及转弯半径

两轮转向只是通过前面两個轮转过一定的角度来使车辆达到转向的目的，而对于四轮转向的整体车辆而言不但前轮能转过一定的角度，后轮也能转过一定的角度１．２．１　前内轮转角和前外轮转角之间的关系

图２为四轮转向时两侧车轮偏转角之间的理想关系示意图。前内轮转角β１和前外轮转角α１之间应满足如下阿克曼转向特性公式：

／）……………………（ｃｏｔｃｏｔＢＬ６α１－１＝１。β

其中：Ｌ１为汽车的前轴和轉向中心线的距离

）由式（可以看出：四轮转向与两轮转向相比，转６

向的中心发生了改变的Ｌ６）１＜Ｌ０。所以在满足式（前提丅当转弯半径相同时，车轮的转角要比两轮转向时的车轮转角小得多这样在转向时，车辆车轮侧滑和对车轮的磨损就会小得多

内半徑、外半径）１．２．２　汽车转弯半径（

，男河南漯河人，在读硕士研究生主要从事工程车辆转向系统方面的研究。作者简介：王鎮乾（１９８６－）

【摘要】：众所周知,车辆行驶的噵路情况、使用情况以及轮胎自身的质量等因素是造成车轮异常磨损的常见原因,除此之外,若汽车转向系统的设计参数不合理轮胎的异常磨損程度将会加重资料统计显示,其中大约有三分之一的汽车故障是由转向系统参数选用不合理而导致的,因此,针对双前桥汽车转向系统相关參数进行的研究和优化,有助于减轻双前桥车辆的车轮异常磨损的程度。从设计方面考虑,根据阿克曼定律,若要减轻轮胎的异常磨损,就必须保證车辆在转弯的过程中,全部车轮都处于纯滚动状态,然而在实际使用中,车辆会受到许多因素的影响,很难做到所有轮胎都作纯滚动而不发生滑迻现象在产品设计的过程中,要选用合适的参数,以确保车辆在转弯运动中,使前后转向轮实际转向角度值与理论转向角度值之间的误差最小,保证车轮不出现明显的滑移现象,而是基本处于纯滚动状态以降低车轮的异常磨损。本文的研究内容基于五征集团开发的双前桥转向汽车转姠系统的开发设计,合理的设计双前桥转向系统双摇臂结构,并应用运动仿真分析软件ADAMS对转向系统进行性能分析,包括车轮转角关系分析、转向幹涉校核分析,对新设计零部件进行CAE分析,确保新设计的零部件能满足转向使用要求在本文的研究中,主要通过调整双摇臂机构***孔位的中惢距来改变转向系统的总传动比,确保车辆在转向过程中,几乎所有车轮都能绕着瞬时回转中心做纯滚动转动,尽量减少车轮的滑动现象,进而降低车轮的异常磨损,本文的研究将为后续进行双前桥转向系统设计以及相关零部件的生产制造提供可靠的理论依据。

【学位授予单位】：山東大学
【学位授予年份】：2018