卡车考虑轮胎侧偏影响的内外轮转角关系试验研究.pdf

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试验研究
Experimental stud
卡车考虑轮胎侧偏影响的内外轮转角关系试验研究
晁鹏翔
(陕西重型汽车有限公司陕西西安710200)
摘要:介绍了一种考虑轮胎側偏影响的车轮内外角关系研究的方法,并通过试验分析了车轮内外轮的
转角关系变化,同时使用该方法对车轮转角关系进行了分析。结果表明,在小转角的时候,百分比阿克
曼校正率在合理范围内,随着转角增大该值逐步增大,轮胎内外轮侧偏角的差值也逐渐增大,使得轮胎
磨损趋势增加。
关键词:重卡;整体式转向梯形;转角关系
Experiment Study on Inner and Outer Tire Steering Angle with Considering
Lateral Sliding Angle for Heavy Duty Automobile
Pengxiang Chao
Shaanxi Heavy Duty Automobile CO, LTD, Shaanxi Xian, 710200)
Abstract: It is introduced method about the relationship of inner and outer steering angle by considering lateral
sliding. And with this method, the change of inner and outer steering angle by turning the steering wheel is analysed by
experiment. It is showed that ackerman correction benefits the decrease of tire wear at small angle. But when steering
angle increases step by step the difference of inner and outer steering angle is increasing which makes ackerman
correction high to accelerate tire wear.
Key Words: Heavy Duty Automobile, Integral steering trapezoidal mechanism, Steering angle relationship
能够在理想状态下转向,需要保证车轮各个转角关系如
1、前言
图2.1,图中0点即为 ACKERMAN转向中心。图中
目前卡车主要采用的是整体式转向梯形,这种转向所示各个轮胎的瞬时转向中心均重合于同一点,这样在
机构并不能够在整个转角范围内保证内外车轮的转角汽车转向的过程中可以保证每一轮胎是纯滚动状态。由
关系都符合最理想的状态。如粜按照传统的理论转角关此可以推出前轴内外轮转角关系叫
系进行设计,将会忽略轮胎侧偏的车辆转角的影响,使
cot6。-cote=r
得设计与实际需求有较大差别。本文考虑轮胎侧偏对车
轮转角的影响,并通过试验研究,分析了内外轮胎转角
其中:9是外轮转角,θ是内论转角,K是主销延
关系,能够给车的转向机构设计提供依据与参考,减长线与地面交点间的距离,L是轴距。
少轮胎的非正常磨损。
2.2车辆行驶中的实际情况
由于在实际情况中轮胎是具有弹性的,在转向过程
2、车轮内外轮转角关系
中,由于侧向力的存在,使其发生了侧向的变形,产生
2.1 ACKERMAN转向中心
了侧偏角。故考虑到轮胎側偏后转向过程中各个轮胎转
在忽路汽车行驶时轮胎侧偏的影响后,要保证汽车角关系如图2.2。
试验俩2011年第11-12
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验研究
Experimental study
AUTO" a
在侧偏力的作用下,车辆的转向中心会向前轴移3、试验
动,如果仍按照 ACKERMAN转向中心进行转向梯形
3.1两种车型的内外轮转角关系
的设计,则会使得轮胎的磨损加快。在设计过程中,轮
为了求出百分比阿克曼校正率,需要进行试验测出
胎侧偏的影响是不能够忽略的,故需要一个考虑到轮除内外轮转角的实际参数。试验用设备为四个机械式车轮
侧偏对阿克曼转角关系进行修正?。
转角测量转盘,如图3.1所示。其中上盘可以转动,并
Mile等人提出了衡量实际转角关系和且在水平面内两个方向都有自由度,以便避免轮胎转动
ACKERMAN转角关系一致程度的参数:百分比阿克曼时不在转盘中心而出现的干涉现象。在转盘的一侧有刻
校正率Ae
度,轮胎转动时,刻度跟着上盘转动,指针不动,从而
0,-台X100%
可以读出车轮转角读数,测得的转角参数如表3.1和表
其中:Ac是百分比阿克曼校正率,0。是阿克曼外32所示。
轮转角,0是内论转角,0or是实际外轮转角。
该参数反映了车轮实际转角与理论转角的关系,
实际转角差较大的时候,百分比阿克曼校正率小于1
按照阿克曼转角关系得到的内外轮转角中,外轮的侧偏
角要小于内轮的侧偏角,如图22所示,故需增大外轮
的转角,从而保证内外轮的侧偏角趋于一致,从而提供
趋于一致的侧偏力,如此能够保证内外轮的磨损速度趋
于一致,延长轮胎的使用寿命。也就是说百分比阿克曼
校正率小于1时对减小轮胎的磨损是有利的
图3.1机械式车轮转角测量转盘
表3.1车型1转角试验数据
车型
左打方向
右打方问
6
试验内容左轮转右轮转「左轮转「右轮转
角
角
角
角
初始(°)
2.4
0.4
-2.8
图2.1阿克曼转角关系
9.1
11.6
12.9
11.2
15.3
15.7
14.2
12.5
18.6
18.5
16.3
转角(
25.7
23.5
21.5
22.9
30
26.2
3.7
25.8
28.3
25.6
28.5
7.3
27.8
31.8
图2.2轮胎侧偏对内外轮转角的影响
45
32.7
40.2