雙前橋汽車轉(zhuǎn)向回正性能的分析與改正

雙前橋汽車轉(zhuǎn)向回正性能的分析與改正摘要:返回性是指車輛在遇到外界干擾時抵抗干擾并保持直線穩(wěn)定運行的能力。由于雙前軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特殊性，車輛往往存在轉(zhuǎn)向不足、正響應(yīng)慢、對稱性差等缺陷。采取雙前橋汽車為研究對象，本文修正了評價方法的可回收性測試,并分析影響可回收性的主要因素,活動復(fù)原力矩的測試和分析，操舵裝置，液壓輔助力，扶正機械阻力和操舵裝置，和兩個高液壓輔助力和復(fù)原阻力的問題發(fā)現(xiàn),有效地提高車輛的轉(zhuǎn)向復(fù)原性能,本文系統(tǒng)地介紹了汽車轉(zhuǎn)向扶正性能的解決方案。關(guān)鍵詞:雙前軸汽車;指導(dǎo)糾正性能;分析；1車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及扶正性能評價1.1雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)車輛轉(zhuǎn)向由駕駛員控制，方向盤由轉(zhuǎn)向裝置、直拉桿、軸等傳動機構(gòu)驅(qū)動。雙前軸汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常采用液壓助力，主要由方向盤、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、轉(zhuǎn)向裝置、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向泵、助力缸、儲油罐、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)的液壓回路和傳動系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)向軸的液壓阻力、機械阻力和運動協(xié)調(diào)降低了雙前軸車輛的轉(zhuǎn)向性能。1.2轉(zhuǎn)向回正性試驗與評價采用殘留橫擺角速度絕對值和橫擺角速度總方差，作為車輛回正性能的評價指標(biāo)，測量參數(shù)包括車輛前進速度、偏航率和橫向加速度。該評價方法對測試場地和測試設(shè)備要求較高，缺乏駕駛體驗的主觀評價內(nèi)容。指的是國家標(biāo)準(zhǔn)測試方法，本文采用主觀與客觀相結(jié)合的方法來評估回正性能，并采用更直觀的參數(shù)如回正率、回正對稱和回正響應(yīng)為目標(biāo)測試評價指標(biāo)，增加了主觀評價和液壓協(xié)助測試。2影響車輛回正性的因素影響車輛扶正性能的因素主要包括車輪端提供的主動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，影響方向盤扶正的主要因素有5個:1）方向盤主動扶正力矩。在車輛具有良好的扶正性能的前提下，車輛本身需要提供足夠的扶正力矩，通常通過主銷腳輪傾斜角、主銷傾斜角、前輪外傾角、前輪頂入、主銷偏置等方向盤對準(zhǔn)參數(shù)的合理設(shè)計來實現(xiàn)。2）轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)運動學(xué)。轉(zhuǎn)向機構(gòu)的傳動效率與協(xié)調(diào)性、轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的阿克曼角關(guān)系、傳動桿系統(tǒng)的運動協(xié)調(diào)性、轉(zhuǎn)向橋間的轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)性等因素對轉(zhuǎn)向扶正有重要影響。3）液壓助力轉(zhuǎn)向。液壓動力輔助系統(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)時間,改善液壓對稱的可回收性,并幫助提高可回收性。4）扶正過程的機械阻力力矩。車輛的回轉(zhuǎn)力矩通過車輪、軸、桿系、轉(zhuǎn)向裝置和轉(zhuǎn)向管柱傳遞后逐漸消耗掉。通過減小轉(zhuǎn)向銷、球銷、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向管柱的機械阻力扭矩，可以提高零部件機械阻力的左右對稱性，有利于提高回退性能和回退對稱性。5）舵機。分析了轉(zhuǎn)向器的傳動比、反變速器的機械效率、轉(zhuǎn)向力矩的對稱性、液壓阻力力矩和轉(zhuǎn)向壓力特性等。3問題描述及改進方向3.1問題描述對于一輛雙軸卡車，隨機選取3輛樣車，測試其扶正性能。樣車質(zhì)量為2980+1700+3960=8640kg，輪胎規(guī)格為10.00R20/0.9MPA。測試條件：初始轉(zhuǎn)向角為540°,穩(wěn)定速度15公里/小時，恢復(fù)正常的性能進行測試，等物理量，記錄速度和轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向角時間曲線作為評價指標(biāo)和方法。結(jié)論為：3臺樣車左轉(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VIN：629613右轉(zhuǎn)回正性能很好，左轉(zhuǎn)幾乎不回，擬將該臺車作為分析對象，進一步測試分析原因?？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、左右回正對稱性較差。3.2改進方向鑒于影響回正性能的要素較多，需要根據(jù)樣車回正性的具體問題，有必要結(jié)合理論分析和實際測試根據(jù)具體問題恢復(fù)正常性能的原型車,檢查和分析主要的恢復(fù)力矩，操舵裝置，液壓動力輔助系統(tǒng)，機械阻力扭矩和轉(zhuǎn)向性能，并進行具體實現(xiàn)通過對比試驗，確保恢復(fù)正常原型的性能:提高恢復(fù)正常對稱，使從左到右轉(zhuǎn)回到正常性能相同的情況下，提高恢復(fù)正常價值，從左到右將恢復(fù)正常價值達(dá)到360°,并恢復(fù)正常的主觀評價性能快速響應(yīng)和無堵塞。4扶正表現(xiàn)不佳的原因分析4.1轉(zhuǎn)向輪端主動回正力矩分析試驗樣車存在右轉(zhuǎn)回正性較好的情況，從設(shè)計的角度來看，方向盤對齊后傾角等參數(shù)，主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角、前輪前束，主要人物抵消,車輛布局和復(fù)原力矩的理論計算滿足設(shè)計要求，因此，可以認(rèn)為該樣機可以提供足夠的扶正力矩。4.2轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)運動學(xué)分析通過建立轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的運動學(xué)模型，在不考慮轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)運動學(xué)副摩擦力的情況下進行了運動學(xué)仿真分析。通過仿真分析:方向盤轉(zhuǎn)動幅度在±25。內(nèi)，傳動比在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，樣機轉(zhuǎn)向器具有良好的運動協(xié)調(diào)性，對較差的轉(zhuǎn)向回程影響不大。4.3分析液壓動力輔助測試在測試車輛:物理參數(shù)包括系統(tǒng)背壓、流量、舵機進口和出口壓力，助力液壓缸進口和出口壓力，方向盤角度，轉(zhuǎn)向扭矩、車輛速度、等，重點是測試液壓動力輔助系統(tǒng)的動態(tài)性能的回頭了。右轉(zhuǎn)時，升壓缸兩端壓差較低，在右轉(zhuǎn)過程中，高壓室的泄壓效果較好。左右轉(zhuǎn)回正壓曲線對稱性較差。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)正常過程中盡可能低，和左右返回時間響應(yīng)曲線盡可能（響應(yīng)、壓力、壓差）。4.4機械阻力矩分析車輛轉(zhuǎn)向扶正力矩逐漸消耗通過車輪、車軸、酒吧系統(tǒng)、操舵裝置，轉(zhuǎn)向字符串，等等，通過減少機械的轉(zhuǎn)向阻力矩的風(fēng)口浪尖，領(lǐng)帶球銷，操舵裝置和轉(zhuǎn)向字符串,左右對稱的機械阻力可以改善的部分。因此，為了解決回線不足的問題，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)向器對回正性能的影響主要體現(xiàn)在3個方面：一是換向效率高的舵機具有較高的扶正力矩傳遞效率，容易獲得較好的扶正性能;液壓阻力和機械阻力較低的舵機容易獲得較高的扶正性能。最后，具有良好左右轉(zhuǎn)向?qū)ΨQ性的舵機容易獲得較好的扶正性能。5車輛扶正性能改善5.1改善措施1）車軸改善措施。主銷軸承采用第四代或以上阻尼軸承，并控制轉(zhuǎn)動時的阻力力矩，可有效提高回轉(zhuǎn)性。2）拉桿球頭的改進措施。通過在4-5n?m時控制操縱桿球頭的轉(zhuǎn)動和擺動力矩，可以有效地提高轉(zhuǎn)向回正。3）通過提高齒輪的精度部門和舵機的水溝，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)原機制和提高舵機的對稱性（阻力矩的糾正機制應(yīng)該控制不到70n?m）。4）合理布置液壓助力系統(tǒng)，降低背壓，改善受舵機影響的液壓助力特性。5.2改進效果1)液壓助力系統(tǒng)改進效果。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)陽性試驗數(shù)據(jù)。方面的恢復(fù)正常，測試表明,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),以及對稱是好的。3)主觀評價。轉(zhuǎn)向快，無停滯，積極的動態(tài)響應(yīng)更好。6結(jié)論總之,有許多因素影響車輛的性能，針對問題的雙前橋的表現(xiàn)不佳，影響汽車的性能的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)的全面的分析，分析了問題的原因，一個接一個用理論分析相結(jié)合的方法，客觀評價和主觀評價。參考文獻(xiàn)程杰.汽車起重機雙前橋轉(zhuǎn)向機構(gòu)分析與參數(shù)確定[D].大連理工大學(xué),2016.