浅析商用车方向盘歪斜.docx

浅析商用车方向盘歪斜摘要:随着90、00后加入卡车司机行业，司机对卡车的颜值、舒适性和驾乘感要求越来越高。但方向盘歪斜故障的频率越来越高，严重影响司机的驾乘感受。本文将对方向盘歪斜进行解析，并提出解决方案及预防措施，希望为商用车整车设计、防再发提供一点绵薄之力。关键词:商用车方向盘钢板弹簧Abstract：Withthepersonneljoiningthetruckdriverindustryafter90and00,thedriver'srequirementsfortruckcomfortanddrivingfeelingaregettinghigherandhigher.However,steeringwheelskewfaultsarebecomingmoreandmorefrequent,whichseriouslyaffectsdrivers'feelings.Thisarticlewillanalyzethesteeringwheeldeflectionandproposesolutionsandpreventivemeasures,hopingtoprovidealittlehelpforcommercialvehicledesignandpreventionofrecurrence.Keywords：commercialvehicleSteeringwheelLeafspring引言根据统计数据显示：卡车司机每天单次驾车的平均时间是7.8小时，有9.2%的卡车司机驾车平均时间在12小时以上[1]，可见车辆操控性的好坏对卡车司机的劳动强度有很大的影响。近来，在网上各大论坛中都可以看到司机抱怨方向盘歪斜的帖子，而网友给的处理意见大部分是给车辆进行“四轮定位”。方向盘歪斜是指车辆正常直线行驶时，方向盘的中性面与车辆行驶的方向不一致，他们之间存在一个夹角θ（见图1）。根据国标7258要求：机动车方向盘的最大自由转动量不允许大于20°[2]，则θ应≤10°。当θ＞10°时，我们称为方向盘歪斜。通过对方向盘歪斜进行的问题车辆跟踪落实，我们发现：卡车空车直线行驶时方向盘是对中的，但满载并直线行驶时方向盘是歪的；要么就是反过来。这也是造成众多卡车司机不解的地方。下面本文将对造成该问题的主要原因进行重点解析。正文通过前面介绍，我们知道：车辆空、满载时，主要变化的是前轴轴荷。轴荷变化致使板簧的弧高变化，出现转向-悬架运动干涉；由于地面对轮胎的阻力大，不会发生偏转，最终导致方向盘发生偏转而造成方向盘歪斜。1.转向-悬架运动干涉分析下面我们以某厂商的一款4x2载货车为例，分析其配多片簧和少片簧时，空、满载状态下方向盘的角度变化。经过测量：车辆空载时整车质量为6500kg，前桥簧上质量为3000kg；满载时整车质量为20000kg，前桥簧上质量为6400kg；与其匹配的多簧板簧刚度350N/mm，少片簧板簧刚度300N/mm。现在以空载状态为基准，同时要求此时方向盘对中。表1空-满载行程如下表1所示：该车辆由空载加载到车货总重20000kg时，多片簧和少片簧弧高变化分别是43.3mm和55.5mm。通过平面作图法，我们可知，该车加载到车货总重20000kg时，转向垂臂将会向前摆动α1=0.571度和α2=0.667度（如图2所示）。可知，转向器的传动比K=21;反馈到方向盘的转角为θ=K*α：多片簧时：θ1=21x0.571=12°＞10°；少片簧时：θ1=21x0.667=14°＞10°；综上分析：不管是多片簧还是少片簧，车货总重达到20000kg后方向盘已经出现歪斜现象。如果转向器的传动比更大或转向-悬架协调性不合理时，空、满载反馈到方向盘的转角差更大，更加影响司机的驾乘感。2.改善措施结合本文分析，造成方向盘歪斜主要的因素是转向—悬架运动干涉了，但对于现有传统的转向系统布置，为了确保整车的舒适性，随着板簧的刚度降低后，满载时方向盘不对中的问题是难以避免的；为了降低该问题的影响，目前常见处理措施有：2.1空载时，让方向盘向左偏转几度，以便抵消满载时方向盘偏转角，从而达到空、满载时，方向盘的偏转角θ≤10°；这样可以避免方向盘在空载或满载某一状态下方向盘明显歪斜的问题；2.2加大板簧刚度，减少板簧从空载到满载状态下的变形，从而降低方向盘偏摆角度；但该措施不符合发展趋势，不建议采用；2.3虽然前面两个措施可以降低方向盘歪斜的角度，但无法做到完全消除。为更好的解决该问题，建议转向器安装位置移到了前桥工字梁上，转向器与前桥之间是刚性连接，不存在弹性元件，转向器与前桥可视为一个整体，他们之间的相对运动将不会随着悬架的跳动而发生变化；另虽然角传动器（通过减震元件与车架连接）与转向器（通过前桥、板簧及板簧支架等零件与车间连接）之间存在板簧这个