斯太尔汽车双前轴转向机构分析及其应用.pdf

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汽车实用技术
2012年第9期
工艺?设备?材料
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2012N0.9
斯太尔汽车双前轴转向机构分析及其应用
邵国强,王继峰
(陕西汽车集团有限责任公司,映西西安710200
摘要:本文在对斯太尔重型汽车的双轴转向传动机构进行分析的基础上建立了数学模型,研
究了各部分的传动过程,并采用 MATLAB语言编写了转向传动机构分析程序,对转向轴内外
轮之间,前后轮间的转角匹配,以及最小转弯半径的匹配关系进行了优化。
关键词:双轴转向;数学模型;转角匹配;最小转弯半径
中图分类号:U260.331+7文献标识码:A文章编号:1671-7988(2012)09-38-05
Analysis and application of double front axle steer mechanism for Styer truck
Shao Guoqiang, Wang Jifeng
Shaanxi Automobile Group Co, Ltd, Shaanxi Xi,an 710200
Abstract: The mathematics model was built in this paper after analysis of double axle steering drive
mechanism for Styer heavy duty truck. And in this paper, transmission process of every drive mechanism
part be studied, steer drive mechanism anal ysis program be wrote. At the same time, the matching turn angle
between wheel of steer axle inside and outside, front and rear, and the matching relation of Minimum turn
radius be optimized
Keywords: double axle steering; mathematics model; turn angle matching; Minimum turn radius
CLC No. U260331+7 Document code: A Article ID: 1671-7988(2012) 09-38-05
内外两个车轮的转角关系可通过合理选择梯形机构
的有关参数来近似的实现。不同转向轴的同侧车轮
随着我国新的道路运输法规的实施及高速公路的转角匹配则通过合理设计转向传动机构的连杆参
总里程的迅猛増长,大吨位、多轴(四轴及以上)数来实现。
车以其明显的经济优势,越来越受到市场的青睞。
多轴汽车一般具有二个或多个转向轴,为避免车舲1、双前轴转向汽车的基本原理
在转向过程中发生的横向滑移,实现纯滚动,在设
双前轴转向汽车在转向过程中,要避免车轮横
计中应使所有车轮的轴线在任一瞬时都交于一点,向滑移,车轮保持纯滚动,所有车轮都必须绕同
各转向车轮的转角均应保持一定的对应关系。为达瞬时中心点转动,各转向车轮的转角应保持一定的
到这一点,对整体式梯形机构而言,同一转向轴的对应关系。图1即为双轴转向汽车转角分析图,为
保证汽车转弯行使时,全部车轮绕同一瞬时转向中
作者简介:邵国强,高级工程师,就职于陕西汽车集团有限心旋转,在忽略轮胎侧偏影响的情况下,汽车
责任公司,主要从事产品设计、产品需求及开发管理。
二轴内外轮转角应满足如下关系
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2012年第9期
邵国强等:斯太尔汽车双前轴转向机构分析及其应用
LL1
LL2
1.2最小转弯半径计算
由图(1),设瞬时转向中心位于O点,81
62、83、64分别为前轴I、前轴Ⅵ和后轴I、
83
后轴Ⅱ的侧偏角,而01、62分别是前轴Ⅰ、前轴
V1
Ⅱ转向轮转角的平均值。各轴中点的速度方向由向
量V1、V2、V3、V4来決定。轴的侧偏角对于双后
轴的车轴决定于V3和V4的方向同汽车纵轴线间的
角度,而对于前轴Ⅰ、前轴Ⅱ则决定于转向轮转角
平均值01、02和速度V1、V2的方向之间的角度。
根据作用于汽车上的力平衡条件,通过理论分析
可以得到如下的瞬时转弯半径R,过转向中心且垂
图1双前轴转向汽车理论栽角分析图
直于汽车轴线的直线距后轴Ⅱ距离C值及最小转弯
B
ctga = ctg B
半径Rmn的公式
ILLI
R
ctga = ctgf
(2+22+ Sima+ST-)+22+
LL2
(2+)sin(l-e2)-Poslsin2+(n+)3sin6+2si2(8
LL2
(21+22+B)sn+(22+/)sn2tlsi(01-62)
gb=tg
LLI
+a
其中:Bー一转向主销中心线延长线与地面交
n(n-61)
点之间的距离:
式中:a为车轮转臂,指主销延长线至地面的
c,g-一第I,Ⅱ转向轴外轮转角;交点到轮胎接地中心的距离
B,B一第Ⅰ,Ⅱ转向轴内轮转角
en。为前轴I、前轴Ⅱ转向轮最大转角
LLI,LL2一第I,Ⅱ转向轴与过转的平均值。
向中心且垂直于汽车轴线的直线间的距离
满足了上述三个关系,则既保证了内外轮转角2、斯太尔双前轴转向机构分析
间的匹配,又保证了前后轮间的转角匹配,理论上
就保证了各车轮绕着一个瞬时转向中心旋转,避免
了车轮的横向滑移。
YS
1.1双前轴转向理论转角的计算
y0
Y
由式(1)、(2)和(3)我们可以得到以下的公
式
a=cg(cB、
(4)
02
04
图2双前轴转向传动机构运动简图
a =ctg(ctgb
图2为斯太尔重型车双轴转向传动机构运动简
图。在斯太尔双前轴转向机构中,双前轴的内外轮
(8.7
(6
之间的转角匹配关系是靠转向梯形来保证的,而左
其中,B为一轴内轮转角,实际计算中给定初侧前后轮之间的转角匹配则是靠转向连杆机构来保
始值;a,B,x分别为一轴外轮转角,二轴内轮转证。由2图示,双前轴转向的连杆机构靠中间摇臂
角和二轴外轮转角,可由(4)、(5)和(6)式得出。OLA和O3C,摆臂Ol1E和Oの3F,纵拉杆AB、EF和CD