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重型车辆多轴转向系统设计综述Multi-axle古玉锋方宗德张国胜戚玉轩Heavy-dutySysteml重型车辆多轴转向系统设计概述2重型车辆多轴转向系统研究现状·综述·(西北工业大学)主题词：重型汽车多轴汽车转向系统设计中图分类号：U463．4文献标识码：A文章编号：1000—3703(2009)01—0001—05DesignofTruckSteeringtruck．Thetruck,Multi-axle对于多轴转向重型车辆，如转向系统设计不合理，会造成不同转向轴上轮胎转角之间的相互影响，导致轮胎的非正常磨损，整个转向杆系的受力增大，车辆的转向性能降低，甚至影响车辆行驶安全性。图1所示为某8x4载货汽车双前桥转向系统示意。重型车辆多轴转向系统的设计主要包括：动力转向器及转向助力与转向系统的匹配，匹配时主要考虑转向系力特性及转向路感等；转向系统传动机构的优化设计，主要是转向摇臂机构及转向梯形机构的优化设计；转向系统总成与整车其它总成系统的匹配，主要考虑转向系统与悬架系统的相互作用及转向系统对于整车操纵稳定性影响；对于主动转向系统的多轴转向还包括转向控制器及控制策略的设计。对转向系统设计的主要要求⋯有：正确的转向运动规律以降低转向误差及轮胎磨损；良好的回正性；小的转弯半径以提高机动性；转向系统不得摆振，应具有操纵轻便、工作可靠、调整方便、良好路感等特点。重型车辆多轴转向技术多与军工有关，国外对我国蕈型车辆多轴转向技术处于封锁状态，系统的研究报道很少。国内对于重型载货汽车多轴转向的研究主要集中在双前桥转向系统的机构优化设计Ⅲ，【摘要】综述了重型汽车多轴转向系统设计的现状、主要内容及方法，分析了目前我国在该领域研究所存在的主要问题，提出了基于整车底盘系统集成优化匹配平台的转向系统设计方法。以某8x4载货汽车双前桥转向系统为例，阐述了基于该方法的横拉杆设}I％t程。结果表明，该设计方法能够充分发挥所集成的各优化分析软件的优势，实Guosheng，QiYuxuan【Abstract]Thisdesignsystem．Theanandsystem,Designl、5．中间拉杆2．一轴商拉杆3．一轴转向节臂二轴转向节臂9．二轴转向梯形机构图1某8x4载货汽车双前桥转向系统示意现各车型设计的高效率与自动化。(NorthwesternUniversity)chassisbasedWasefficiencyKeywords：Heavy-dutyvehicle，Steering2009年第1期’’√’’4．中间摇臂6．二轴摇臂7．二轴转向助力缸8．lO．二轴直拉杆11．一轴转向梯形机构12．转向节13．车轮14．一轴摇臂15．转向机16．转向盘GuYufeng，FangZongde，ZhangPolytechniealpaperdescribesthestatus，mainmethodsheavy-dutytruckmulti—a】【lesteeringsystemdesign，analyzesessentialproblemsinthisresearchfield，andputsforwardintegratedoptimizedmatchingplatformprocesstie-rodmethodpresentedwithexampledual-frontaxle8X4resultsshowthatcouldgivefullplayadvantagesanalysissoftware，andachievehiishautomationvehicledesign．currentcontentstoona
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一一一厍莉磊再丽翮一一——一2一·综述-此外还有液压助力转向匹配特性[3]、轮胎磨损及转向系统的振动H1等方面，而对于多轴转向系统与整车其它系统的匹配的研究却很少；对于大型的专用车辆如油田钻机底盘多轴转向系统吲及起重机械㈣研究的重点是转向传动机构的优化设计、转向控制策略及操纵稳定性；对于军用特种车辆多轴转向系统口]贝0趋向于采用断开式转向梯形机构及独立悬架系统。2．1转向系统的结构优化设计目前，对于转向系统结构的优化设计主要有平面投影及多体动力学优化两种方法。平面投影方法是将转向摇臂机构拆分成若干个分机构，并将摇臂投影到垂直面内，转向节臂投影到水平面，即假定摇臂在垂直面内转动，而转向节臂则在水平面内转动，然后分别建立各分机构的数学模型，再与梯形机构组合得到机构的总体模型【8】。如对于图1所示的双前桥转向摇臂机构，可拆分成一轴转向节臂至一轴摇臂、一轴摇臂至中间摇臂、中间摇臂至二轴摇臂、二轴摇臂至二轴转向节臂4个分机构，如图2所示，这样再与两个梯形机构结合就可以得到各个转向轮的转角关系，进而利用阿克曼转角关系即可建立优