汽车原地转向阻力矩计算方法的探讨

XXXXXXX转向系统计算书编制：审核：批准：前言XXXXXXXXXXXXXXXXXX市场的需求而开发的旅游客车。

转向系统设计既要满足整车设计要求，又要遵循以下原则：1.尽可能采用通用件，提高零部件的通用性；2.系统良好的可靠性、操纵性；3.系统及零部件调整及维修的便利性。

1、输入数据前轴负荷：N G 441008.945001=⨯≤。

转向器参数：转向泵参数：发动机参数：2、根据原地转向阻力矩R M 选择转向器根据半经验公式，原地转向阻力矩可由下式计算：PG f M R 313=--------------公式1 式中：R M 车轮转向阻力矩Nm ；f 轮胎与地面的滑动磨擦系数，一般取f =0.7； 1G 前轴负荷（N ）；P 前轮气压(MPa)（双钱轮胎气压830kPa ）； 代入数据得：Nm M R 90.237183.04410037.03==转向器最大输出扭矩K M 选取时，要满足R K M M ≥，一般取Nm M M R K 9.211712.1=≥，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工况。

2.1原地转向时作用在转向盘上的手力如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理，h R M M 2为：+==sg w h R i d d M M ηβϕ0 -----------------公式2 式中：h M 为作用在转向盘上的力矩；0w i 为转向系角传动比；+sg η为转向器正效率，取0.85。

0w i 又由转向器角传动比w i 和转向传动机构角传动比'w i 所组成，其中27.23=w i 、12'w L L i =。

1L 为垂臂长210mm ，2L 为转向节臂长234mm 。

作用在转向盘上的手力h F 为：swhh D M F 2= -----------------公式3 式中：sw D 为转向盘直径。

将公式2代入公式3后得到： N i L D L M F sg w sw R h 795x 14.0x 0.850.45x 0.23421x 2371.9x 0.2221===+η按上式计算出的作用力超出了人的正常体力范围，但采用动力转向即可解决这一问题。

转向回正力矩引言在机械工程中，转向回正力矩是指使车辆或机器从转向动作中回复到原始位置的力矩。

它是保证车辆稳定性和操纵性的关键因素之一。

转向回正力矩不仅适用于汽车工程，还广泛应用于航空、航天、船舶等领域。

本文将重点讨论转向回正力矩的原理、影响因素以及相关的控制方法。

原理转向回正力矩的产生是由于前轮与地面之间的摩擦力和车轮结构设计所引起的。

当车辆进行转弯时，前轮与地面之间会产生一个侧向摩擦力。

这个侧向摩擦力会使前轮倾斜，并产生一个垂直于前进方向的力矩，即转向回正力矩。

具体来说，当车辆进行左转时，左前轮受到侧向摩擦力作用而倾斜，右前轮则相对抬起。

由于左前轮倾斜产生了一个垂直于前进方向的分量力，这个分量力与右前轮抬起所产生的力矩相互抵消，从而使车辆回到直行状态。

同样的道理适用于右转。

影响因素转向回正力矩受多种因素影响，下面将介绍一些主要因素。

悬挂系统车辆的悬挂系统对转向回正力矩起着重要作用。

悬挂系统的刚度和减震性能会影响前轮与地面之间的摩擦力大小，进而影响转向回正力矩的大小。

轮胎特性轮胎是车辆与地面之间唯一接触点，它的特性对转向回正力矩起着决定性作用。

轮胎的侧向刚度、侧滑角以及胎压等参数都会影响转向回正力矩。

车速车速对转向回正力矩有显著影响。

一般来说，低速时转向回正力矩较大，高速时转向回正力矩较小。

这是因为在低速情况下，侧向摩擦力更容易产生，并且由于惯性作用，车辆需要更大的力才能恢复到直行状态。

车辆质量车辆的质量也会对转向回正力矩产生影响。

较重的车辆在转向时需要更大的力矩才能回正。

控制方法为了保证转向回正力矩的稳定性和操纵性，人们提出了多种控制方法。

动态稳定控制系统（DSC）动态稳定控制系统是一种基于车辆动力学模型的控制方法。

它通过感知车辆状态并对车轮进行独立刹车来实现转向回正力矩的控制。

DSC可以根据需要调整每个车轮的刹车压力，从而实现更好的转向回正效果。

电子助力转向系统（EPS）电子助力转向系统是一种通过电子控制单元（ECU）来实现转向回正力矩控制的技术。

第1篇一、引言随着汽车工业的不断发展，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。

在车辆行驶过程中，阻力是影响车辆速度和能耗的重要因素。

因此，对车辆行驶阻力进行计算和分析，对于提高车辆性能、降低能耗具有重要意义。

本文将对车辆行驶阻力进行详细的分析和计算。

二、车辆行驶阻力概述车辆行驶阻力主要包括以下几种：1. 空气阻力：车辆在行驶过程中，与空气发生摩擦而产生的阻力。

空气阻力与车辆的速度、形状、表面粗糙度等因素有关。

2. 滚动阻力：车轮与地面接触时，由于滚动而产生的阻力。

滚动阻力与轮胎的滚动阻力系数、地面粗糙度、车轮负载等因素有关。

3. 摩擦阻力：车辆各部件之间相对运动时产生的阻力。

摩擦阻力与部件间的接触面积、材料性质、运动速度等因素有关。

4. 悬挂系统阻力：悬挂系统在车辆行驶过程中产生的阻力。

悬挂系统阻力与悬挂系统的结构、刚度、阻尼等因素有关。

三、车辆行驶阻力计算方法1. 空气阻力计算（1）公式法：根据车辆的速度、形状、表面粗糙度等因素，利用公式计算空气阻力。

公式如下：F_air = 0.5 ρ v^2 C_d A其中，F_air 为空气阻力；ρ 为空气密度；v 为车辆速度；C_d 为空气阻力系数；A 为车辆迎风面积。

（2）图表法：通过查阅相关图表，根据车辆的速度、形状、表面粗糙度等因素，查找相应的空气阻力系数和迎风面积，进而计算空气阻力。

2. 滚动阻力计算（1）公式法：根据轮胎的滚动阻力系数、地面粗糙度、车轮负载等因素，利用公式计算滚动阻力。

公式如下：F_roll = F_z f_roll其中，F_roll 为滚动阻力；F_z 为车轮负载；f_roll 为轮胎滚动阻力系数。

（2）实验法：通过实验测定轮胎在不同负载、地面粗糙度条件下的滚动阻力系数，进而计算滚动阻力。

3. 摩擦阻力计算（1）公式法：根据车辆各部件间的接触面积、材料性质、运动速度等因素，利用公式计算摩擦阻力。

公式如下：F_friction = f_friction F_normal其中，F_friction 为摩擦阻力；f_friction 为摩擦系数；F_normal 为正压力。

汽车方向盘扭矩的测量原理
汽车方向盘扭矩的测量原理可以基于牛顿力学和力矩的原理进行理解和分析。

在汽车行驶过程中，方向盘的扭矩是影响车辆转向的重要因素之一，因此，准确测量方向盘扭矩对于车辆的安全性和性能评估具有重要意义。

首先，扭矩是一个描述力矩的物理量，可以用公式T=F*d表示。

其中，T表示扭矩，F表示作用力，d表示力臂，即作用力到旋转轴的距离。

在汽车方向盘扭矩的测量中，作用力可以理解为驾驶员对方向盘的施加力，力臂则是由方向盘的形状和大小决定的。

测量方向盘扭矩的关键在于准确测量作用力。

一般来说，可以使用力传感器或压力传感器来测量作用力。

在实际测试中，通常将传感器安装在转向机的中心，直接检测方向盘所产生的力。

作用力大小与驾驶员对方向盘的施加力强度有关，因此可以通过传感器读数来确定方向盘扭矩的大小。

除了测量作用力外，还需要测量作用力产生的力臂长度。

在测量过程中，可以使用专门的距离测量工具来测量作用力到旋转轴的距离。

距离与力臂的长度成正比，因此测量结果也可以用来确定方向盘扭矩。

除了这些基本原理外，测量方向盘扭矩还需要考虑一些实际因素。

例如，驾驶员对方向盘的施加力可能不是连续的，而是变化的。

为了准确反映这种变化，需要选用高精度的传感器，并使用高速采样率来记录数据。

此外，还需要加入修正因
素，如环境温度和湿度变化，以确保测量结果的准确性和一致性。

总之，汽车方向盘扭矩的测量原理是基于牛顿力学和力矩原理的，通过测量驾驶员对方向盘的施加力和力臂的长度来计算方向盘扭矩大小。

在实际测试中需要注意一些实际因素，以确保测量结果的准确性和一致性。

编号北奔威驰8×4宽体矿用车1950轴距转向系统开发计算说明书编制审查审定标准化审查批准包头北奔重型汽车有限公司研发中心2010年7月22日1 计算目的双前桥四轴车在转向过程中，理论上要求所有车轮都处于纯滚动，或只有极小滑动，为达到这一目的，要求所有车轮绕一瞬时转动中心作圆周运动。

每个转向桥的梯形角匹配设计，是为满足车轮的理论内外转角特性曲线与实际内外转角特性曲线尽可能的接近；第一、二转向前桥转向摇臂机构设计是为了让第一、二转向前桥最大内转角与轴距之间的理论关系与实际关系尽可能的相匹配。

本次计算是为新开发的8×4宽体车XC3700KZ 匹配北奔高位宽体前桥的转向系统中转向传动机构和转向动力机构中各元件的选型及尺寸提供理论依据。

2 采用的计算方法、公式来源和公式符号说明符号定义及赋值如下：1α为第一转向前桥外转角，1β为第一转向前桥内转角 2α为第二转向前桥外转角，2β为第二转向前桥内转角1L 为第一转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离 2L 为第二转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离3 计算过程及结果 3.1 转向动力系统参数计算3.1.1 原地转向阻力矩计算① 状态一：第一、二转向桥载荷按标准载荷13T 计算 已知参数如下：第一转向桥、第二转向桥的轴荷为1G =2G =13000×9.8=127400 N 轮胎气压1P =0.77Mpa滑动摩擦系数μ=0.6（干燥土路）滚动摩擦系数f =0.035（干燥压紧土路推荐0.025-0.035） 轮胎自由半径0r =685mm 轮胎静力半径1r =670mm 侧偏距a =204mm内轮最大转角max α=35.74°[借用现有一桥拉杆及垂臂W3400112AE 极限内转角]（新设计垂臂936 463 00 01使转角能达到车轮极限转角38度）轮胎宽度1B =375mm轮胎接地面积8212BK ==175782mm ，K=132.6mm主销内倾角Φ=6°对于单桥的原地转向阻力矩，有如下计算方式： A.按半经验公式计算131P G 3μ＝半M =77.012740036.03 =10364271 N.mm =10364 N.mB.按采用雷索夫公式()2s 201r r 0.5a f G -+⋅⨯μ＝雷M=127400×（0.035×204+0.5 ×0.6×22670685-）=6358499 N.mm =6358 N.mC.采用经验公式max11sin sin a G a G αφμ＝经⋅⋅⋅+⋅⋅M=127400×204×0.6+127400×204×sin6°×sin35.74° =17181 N.mD.算术平均求阻力矩为了使计算更趋合理，避免上述四种公式单独使用时与实际工造成的误差，故用以上三种方式求得的阻力矩的算术平均值作为静态原地转向阻力矩0s M 。

1 汽车转向体系的功效1.1 驾驶者经由过程偏向盘掌握转向轮绕主销的转角而实现掌握汽车活动偏向.对偏向盘的输入有两种方法：对偏向盘的角度输入和对偏向盘的力输入.装有动力转向体系的汽车低速行驶时,操纵偏向盘的力很轻,却要产生很大的偏向盘转角输入,汽车的活动偏向纯粹是由转向体系各杆件的几何干系所肯定.这时,根本上是角输入.而在高速行驶时,可能消失偏向盘转角很小,汽车上仍感化有必定的侧向惯性力,这时,主如果经由过程力输入来把持汽车.1.2 将整车及轮胎的活动.受力状况反馈给驾驶者.这种反馈,平日称为路感.驾驶者可以经由过程手—---感知偏向盘的震撼及运转情形.眼睛—---不雅察汽车活动.身材—---推却到的惯性.耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感到.检测汽车的活动状况,但最重要的的信息来自偏向盘反馈给驾驶者的路感,是以优越的路感是优秀的操稳性中不成缺乏的部分.反馈分为力反馈和角反馈从转向体系的功效可以得知：人.车经由过程转向体系构成了人车闭环体系,是驾驶者对汽车把持掌握的一个症结体系.2转向体系设计的根本请求转向系是用来保持或者转变汽车行驶偏向的机构,在汽车转向行驶时,包管各转向轮之间有调和的转角关系.转向系的根本请求如下：2．1 汽车转弯时,全体车轮应绕瞬时反转展转中间（瞬心）扭转,任何车轮不该有侧滑.不知足这项请求会加剧轮胎磨损,并降低汽车的操纵稳固性.现实上,没有哪一款汽车能完整知足这项请求,只能对转向梯形杆系进行优化,一般在经常应用转向角内（内轮15°～25°规模）使转向表里轮活动关系逼近上述请求.2．2 优越的回正机能汽车转向动作完成后,在驾驶者松开偏向盘的前提下,转向轮能主动返回到直线行驶地位,并稳固行驶 .转向轮的回正力矩的大小重要由悬架体系所决议的前轮定位参数肯定,一般来说,影响汽车回正的身分有：轮胎侧偏特征.主销内倾角.主销后倾角.前轮外倾.转向节高低球节的摩擦损掉.转向节臂长.转向体系的逆效力等.2．3汽车在任何行驶状况下,转向轮不得产生自振,偏向盘没有摆动.2．4转向机构与悬架机构的活动不调和所造成的活动干预应尽可能小,因为活动干预使转向轮产生的摆动应最小.汽车转弯行驶时,感化在汽车质心处的离心力的感化,内轮载荷减小,外轮载荷增长,使悬架上的载荷产生响应变更.若转向桥采取非自力悬架.钢板弹簧机构时,则内侧板簧因载荷减小而长度缩短,外侧板簧因载荷增长而长度增长,导致车轴在程度面内相对车身转过一个角度,产生轴转向效应.转向直拉杆和纵拉杆的活动关系必须与之顺应,使轴转向效应趋于缺乏转向.当转向桥为自力悬架.螺旋弹簧机构时,内侧弹簧因载荷减小而长度增长,车轮相对车身下跳,外侧弹簧因载荷增长而长度减小,车轮相对车身上跳,因转向横拉杆外球头从活动学上来说,是转向轮的一部分,内球头属于车身的一部分,外球头随车轮高低跳动所形成的轨迹必须与内球头地点中间点相顺应.这就是传统转向理论中所说的断开点校核.现实上,现代汽车设计中,合理应用这个活动轨迹的干预,使得活动干预造成的车轮偏转偏向（侧倾转向）与转向偏向相反,有助于实现缺乏转向.2．5优越的灵活性为了使汽车具有优越的灵活机能,必须使转向轮有尽可能大的转角,并要达到按前外轮轨迹盘算,使其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍.最小转弯直径是汽车灵活性的评价指标.影响最小转弯直径的身分有：汽车轮距.轴距.轮胎侧偏刚度.有用转向节臂长,转向器行程（齿轮齿条式转向器）.转向摇臂摆角（循全球式转向器）.转向摇臂长（循全球式转向器）.转向梯形的安插情势等.2．6 转向把持简便性转向把持简便性的评价指标平日有两项：驾驶者感化在偏向盘上的切向力大小和偏向盘总圈数.机械转向体系的轿车,在行驶中转向时的切向力应为50～100N.有助力转向体系的轿车,此力为20～50N.K1哈弗为27N±3N.轿车偏向盘总圈数不得大于4圈,货车不得大于6圈.M11机械转向体系偏向盘总圈数 3.825,液压助力转向体系偏向盘总圈数3.083.对于无助力体系,偏向盘上的切向力大小由转向系力传动比决议,偏向盘总圈数等于转向器总圈数.偏向盘总圈数多和切向力越大都轻易使驾驶者疲惫.依据机械道理,偏向盘总圈数越多, 切向力就越小,两者成反比.只有合理对偏向盘总圈数和切向力取值,才干有一个好的转向把持简便性.对于有助力转向体系,可以实现少的偏向盘总圈数和小的偏向盘切向力.但须要留意助力特征,固然实现了好的转向把持简便性,却轻易消失转向高速发飘.转向发贼现象,损坏把持稳固性.2．7直线行驶稳固性转向体系和悬架体系亲密相干,必须使转向体系与悬架体系合理匹配,使汽车具有优越的直线行驶稳固性,优越路面不得消失的行驶跑偏.行驶跑偏与车辆的制作装配有很大关系.当转向轮碰到一个小的障碍物时,车轮产生偏转,这时汽车应具有快速回到直线行驶地位的才能.循全球式转向器设计成变传动比,摇臂轴扇齿的中央齿（转向器的中位）齿厚比双方的大,与螺母齿条啮应时,转向器中央地位有相当于锁紧的功效.以达到保持直线行驶稳固的目标.齿轮齿条式转向器将齿条中央经常应用几齿的齿间设计得比较小,与小齿轮啮应时,转向器中央地位有相当于锁紧的功效.以达到保持直线行驶稳固的目标,同时也达到间隙抵偿的目标.2．8 转向轮碰着障碍物后,传递给偏向盘的后坐力要尽可能小.转向轮碰着障碍物后,传递给偏向盘的后坐力要尽可能小,不然会消失“打手”现象.防止“打手”现象的有用措施有：在转向把持机构中增长挠性万向节,加装转向阻尼器（减振器）,进步转向体系逆效力等手腕.2．9 应该有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构当产生车祸时,一方面,车辆前端被压溃,使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就是向窜向驾驶者头胸部）.另一方面,驾驶者紧迫制动或则被撞时汽车骤然停滞,驾驶者在壮大惯性力感化下,上半身冲向偏向盘,损害驾驶者.为防止这种伤害,就请求转向管柱在轴向不克不及是刚性的,在转向管柱两个偏向应具有溃缩和吸能功效,缓冲车身前部的冲击和驾驶者的冲击.趁便提一下,系安然带是异常有用的一个措施. 2．10 转向轮与偏向盘偏转偏向一致转向体系必须做活动剖析,最起码要包管的是：汽车在进步时,往左迁移转变偏向盘时,汽车应向左转,右打右转.2．11合适的缺乏转向度（懂得）汽车等速行驶时,敏捷给偏向盘一个角度输入,使转向轮敏捷产生偏转,汽车进入一个稳态响应---等速圆周行驶.这时,汽车产生一个绕Z轴线的横摆角速度,横摆角速度与转向轮转角的（或者偏向盘的转角）的比值称为转向敏锐度.横摆角速度增益---横摆加快度与车速成线性关系时,即它们函数关系为一向线,斜率为定值,称汽车具有中性转向特征.表示为：保持雷同的偏向盘转角,进步车速,汽车的转弯半径保持在一个恒定值.横摆加快度与车速成非线性关系,其斜率呈减小趋向,称汽车具出缺乏转向特征.表示为：保持雷同的偏向盘转角,进步车速,汽车的转弯半径越来越大.横摆加快度与车速成非线性关系,其斜率呈增长趋向,当车速度超出临界车速时,横摆角速度趋于无限大,称汽车具有过多转向特征.表示为：保持雷同的偏向盘转角,进步车速,汽车的转弯半径越来越小.中性转向很轻易转化为过多转向,过多转向汽车达到临界车速时将掉去稳固性,因为其转弯半径越来越小,横摆加快度越来越大,汽车将产生激转而侧滑摔尾或者翻车,是以汽车都应具有合适的缺乏转向特征.转向敏锐度和转向特征重要影响身分：吊挂体系.转向体系以及整车的质心地位.轴距.轮距等参数.3 转向轮定位参数主销的概念：转向节绕车身（或车架）迁移转变的轴线.对于大多半货车客车的非自力吊挂,其主销是转向节与转向桥拳部衔接的实其实在的主销.对于自力吊挂的轿车,双摆臂构造的主销是下摆臂外球心与上摆臂球心的连线.麦弗逊吊挂的主销是下摆臂外球心与前滑柱与车身铰接点的连线.3．1 主销后倾角当汽车程度停放时,在汽车的纵向垂面内,主销上部向后竖直一个角度r,称为主销后倾角.当主销具有后倾角时,主销轴线与路面交点A 将位于车轮与路面接触点的前面.当汽车直线行驶时,若转向轮有时受到外力感化而稍有偏转（例如向右偏转,如图中箭头所示）,能产生回正感化.也就是说,因为主销后倾角,汽车具有了保持直线行驶的才能.轮胎接地点B向主销作垂线,B点与垂足点的距离L 是车轮产生回正力矩的力臂,因主销后倾角一般不大,如K1为3°±30’°±30’,在三维模仿技巧尚不成熟的传统设计理论中,便于盘算,一般以主销穿地点A与B点距离作为评价回正力矩的主参数.这个距离叫做后倾拖距ξ.回正力矩M=ξ* F y附加转角δ= F y/C sF y----汽车受到的侧向力,与汽车质量.侧向加快度成正比.C s----转向体系刚度,包含转向节.转向器.转向管柱的刚度.回正力矩M,附加转角δ就是转向体系的力反馈和角反馈.ξ越大回正力矩越大,同时,车辆转向时,这个力矩就成了转向须要战胜的阻力矩,转向也变得艰苦.回正力矩与后倾拖距ξ和车速v的平方都成正比例关系.汽车中高速的回正力矩重要来自于后倾拖距ξ.3．2 主销内倾角当汽车程度停放时,在汽车的横向垂面内,主销轴线与地面垂线的夹角为主销内倾角.主销内倾角的感化是使车轮主动回正.平日车轮轴线不在程度面,为了便利解释,这里假设直线行驶时车轮轴线在程度面上.对于车轮轴线不在程度面的情形,只要把下图的程度面改为锥面.如下图所示,斟酌该程度面上和主销有交点的直线,主销与这些直线的夹角有一个最大值.而汽车直线行驶时,车轮轴线与主销的交角恰为这个最大值.车轮轴线与主销夹角在转向进程中是不变的,当车轮转过一个角度,车轮轴线就分开程度面往下竖直,致使车身上抬,势能增长.如许汽车本身的重力就有使转向轮答复到本来中央地位的后果.因为主销内倾,前轮转向时将使车身有举高的偏向,这种体系位能的进步产生回正力矩M＇.假设Q为轮荷,δ为前轮转角,有如下关系：M＇=(Q*C*sin(2β)*sinδ)/2可以看出,M＇与侧向力F y无关,有：M比M＇在高速时大得多,低速时,M＇比M大得多.所以说：汽车低速时回正重要由主销内倾角决议.同样主销内倾角β越大,转向越艰苦.3．3 车轮外倾角当汽车程度停放时,在汽车的横向垂面内,车轮平面与地面垂线的夹角为前轮外倾角.假如空车时车轮的装配正好垂直于路面,则满载时车桥因承载变形而可能消失车轮内倾,如许将加快车轮胎的磨损.别的,路面临车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承,加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷,降低它们的寿命.是以,为了前轮有一个外倾角.但是外倾角也不宜过大,不然也会使轮胎产生偏磨损.现代汽车设计中也有将车轮外倾角α取为负值,比方M11的车轮外倾角α为-1°±30’,其目标是使转向轮在转向时,车轮高低跳动引起的车轮偏转偏向与车身在离心力感化下的偏转偏向一致,进步操纵稳固性.3．4 车轮前束车轮有了外倾角后,在滚动时就相似于滚锥,从而导致两侧车轮向外滚蛋.因为转向横拉杆和车桥的束缚车轮不致向外滚蛋,车轮将在地面上消失边滚边向内滑的现象,从而增长了轮胎的磨损.为了防止这种因为圆锥滚动效应带来的不良后果,将两前轮恰当向内偏转,即形成前轮前束.前束的器量方法有两种：在程度面内,阁下车轮中央平面在前后两侧的间距差,既A-R,如M11为0～2mm.另一种是车轮中间平面与纵向平面的夹角.驱动轮的前束形成推力线,推力线必须与车辆纵向对称平面重合,不然消失行驶跑偏.4 机械转向体系构造下面是机械转向体系重要部件介绍4．1 机械转向器—转向履行机构4．1．1齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器有四种情势：正面输入,两头输出.这是广泛采取的情势.M11也是这种.中央输入两头输出,其最大的利益是：一个汽车同时开辟阁下舵时,转向器可以共用,不必从新开辟.其缺陷是：斟酌共用,齿轮轴和齿条轴线必须垂直,齿轮和齿条的螺旋角不克不及取的较大.如许,齿轮齿条重叠系数低,承载才能也低,齿轮齿条平顺性也差.正面输入,中央输出,如许转向横拉杆可以做得较长,主如果知足与吊挂匹配和安插的须要.正面输入,一端输出.很少采取.长安奥托采取这种构造齿轮齿条式转向器的根本参数：在整车坐标系下,表里球头中间坐标.输入轴与齿条沿压块中间线的投影点.输入轴与齿条夹角（即装配角）,这须要在整车安插阶段肯定.特殊是表里球头中间必须与吊挂所决议的转向节的活动轨迹充分调和.转向器基赋机能参数：力特征.线角传动比.齿条行程.输入轴总圈数（一般来说就是偏向盘总圈数）.转向器逆效力.转向器正效力.齿轮齿条啮合间隙特征.静扭刚度.线角传动比i=m n*z*π/cosαi 输入轴迁移转变一圈,齿条的行程m n齿轮.齿条法面模数z小齿轮齿数α齿条倾角必须的实验：力特征实验.正驱动疲惫实验.逆驱动疲惫实验.冲击强度实验.静扭损坏实验.耐腐化性实验.齿轮齿条式转向器的长处：A 构造紧凑简略,重量轻,安插轻易,不须要象循全球式转向器所必须的转向摇臂.直拉杆.纵拉杆;B 传动效力高,可达90%以上;C 有主动抵偿间隙装配,还可以转变转向体系刚度,防止工作时产生的冲击和噪音;D 因其逆效力高,对车轮的回正力矩传递到偏向盘的阻滞力小,转向体系轻易回正.齿轮齿条式转向器的缺陷：A 因其逆效力高,易消失打手现象;B 因齿轮齿条模数一般取的较低,承载才能低,一般只能用于轿车和小型客车.4．1．2其他类型转向器介绍4．1．2．1 循全球式转向器循全球式转向器循全球式转向器是今朝国表里应用最广泛的构造型式之一, 一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副.为了削减转向螺杆转向螺母之间的摩擦,二者的螺纹其实不直接接触,其间装有多个钢球,以实现滚动摩擦.转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不合心圆弧构成的近似半圆的螺旋槽.二者的螺旋槽能合营形成近似圆形断面的螺旋管状通道.螺母正面有两对通孔,可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内.转向螺母外有两根钢球导管,每根导管的两头分离拔出螺母正面的一对通孔中.导管内也装满了钢球.如许,两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自自力的关闭的钢球"流道".转向螺杆迁移转变时,经由过程钢球将力传给转向螺母,螺母即沿轴向移动.同时,在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶感化下,所有钢球便在螺旋管状通道内滚动,形成"球流".在转向器工作时,两列钢球只是在各自的关闭流道内轮回,不会脱出.循全球式转向器的长处：A 因为在螺杆螺母间有可以轮回的钢球,将滑动摩擦变成滚动摩擦,因而传动效力高,可达85%以上;B 可以包管足够的耐磨机能,因而有足够的应用寿命;C 间隙调剂轻易（很难实现主动调剂）,工作安稳靠得住;D 很轻易实现变传动比功效.循全球式转向器的缺陷：A逆效力高,易消失打手现象;B 构造庞杂,制作精度请求高;C 安插艰苦,一般用于安插空间大的货车和客车（也因为其承载才能高）.4．1．2．2 蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗杆为主动件,其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销.转向蜗杆迁移转变时,与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧活动,并带摇动臂轴迁移转变.蜗杆曲柄指销式转向器的长处：A 轻易实现变传动比;B 间隙调剂轻易,制作较循全球简略.缺陷太多：销子不克不及自转,磨损快;正逆效力都低等待,根本已经镌汰.4．2 转向管柱及万向节.偏向盘—转向把持机构4．2．2转向管柱及万向节M11转向管柱构造转向管柱及万向节的根本功效：1 将驾驶者给偏向盘的操舵力矩和角度位移传递给转向器;2 传递转向器获得的路面以及汽车行驶的状况等信息;3 驾驶者免损害功效.对高等轿车还应具有的舒适性功效：偏向盘角度可调;偏向盘高度可调等,对装有阻尼器（如挠性万向节）还具有衰减路面冲击的感化.别的还应具有：组合开关装配.焚烧开关.装潢罩等装配性的支撑功效.设计请求：除需知足上述功效请求外,还应知足如下请求：依据机械道理可知,双十字轴万向节的等速两个须要前提为：三订交轴轴线在统一平面内和两轴间夹角的绝对值相等.但因为整车安插缘故,根本不克不及知足等速前提,且偏向盘的迁移转变速度很低,对等速要不高.但也请求两轴间空间夹角α.β不得大于35°,最好低于30°,不然十字轴轴承工况恶化,寿命降低,且转向体系效力降低,回正机能差.转向管柱及万向节的根本实验：驱动力矩实验.水镇静态刚度.垂直静态刚度.扭转经久实验.扭转经久强度.转向柱抗扭强度. 偏向锁套抗扭力矩.轴承拉出力.滚针轴承的拔出力.滑动阻力.静扭强度.耐腐化性实验.4．2．2 偏向盘偏向盘一般为两辐条.三辐条或四辐条外形.偏向盘属于外不雅件,对其造型和概况质量有较高请求.其构造是采取内骨架,外包PV发泡材料,也有再外包真皮.骨架由焊接钢管或者镁合金制作,出于碰撞请求,骨架应具有向下曲折变形的才能,以达到吸能的目标.对于偏向盘的台架实验有多项请求,如：身材撞击实验.静扭强度实验.骨架总成扭转曲折实验.耐汗实验等.5 动力转向体系构造动力转向体系兼用驾驶员体力和发念头的动力为转向能源的转向体系,它是在机械转向体系的基本上加设一套转向加力装配而形成的.个中属于转向加力装配的部件是：转向油泵.转向油管.转向油罐以及位于整体式转向器内部的转向掌握阀及转向动力缸等.当驾驶员迁移转变转向盘时,转向横拉杆拉（推）动转向节,使转向轮偏转,从而转变汽车的行驶偏向.5．1 对动力转向机构的请求1）活动学上应保持转向轮转角和驾驶员迁移转变转向盘的转角之间保持必定的比例关系.2）跟着转向轮阻力的增大（或减小）,感化在转向盘上的手力必须增大（或减小）,称之为“路感”.3）当感化在转向盘上的切向力Fh≥0.025-0.190kN时（因汽车情势不合而异）,动力转向器就应开端工作.4）转向后,转向盘应主动回正,并使汽车保持在稳固的直线行驶状况.5）工作敏锐,即转向盘迁移转变后,体系内压力能很快增长到最大值.6）动力转向掉灵时,仍能用机械体系操纵车轮转向.7）密封机能好,内.外泄露少.5．2动力转向器动力转向器是在机械转向器增长了转向掌握阀和动力油缸构成,下面重要介绍掌握阀和动力油缸的工作道理.5．2．1工作道理汽车直线行驶时,阀芯与阀套的地位关系如图中所示.自泵来的液压油经阀芯与阀套间的间隙,流向动力缸两头,动力缸两头油压相等.驾驶员迁移转变偏向盘时,阀芯与阀套的相对地位产生转变,使得大部分或全体来自泵的液压油流入动力缸某一端,而另一端与回油管路接通,动力缸促进汽车左传或右转.5．2．2动力转向器的力特征动力转向器的掌握阀（以转阀为例）现实上是一个液压伺服阀,应用流体力学中的薄壁小孔道理,在活塞缸的两头树立压力差,这个压力差屈服伯努利方程,依据阀芯阀套的过流面积和体系流量进行盘算.施加在输入轴（偏向盘）上的力矩的变更引起阀芯阀套的过流面积的变更,过流面积的变更决议压力差的大小,以实现不合转向状况下的力输出.这个压力差与输入轴的输入力矩的关系就是转向器的力特征.下图是M11转向器力特征曲线.A区,是直线行驶地位邻近小角度转向区,称为不敏锐区.不敏锐区不克不及取得过宽,不然会消失操舵力偏大.假如过窄,汽车高速行驶时,稍微一动偏向盘,转向器敏捷助力,易消失“发飘”,行驶掉去稳固性,另一方面,转向动作停滞后,车轮回正力矩驱动阀芯,弹性元件（扭杆）的变形不克不及战胜转向管柱和偏向盘的迁移转变惯量,将打开掌握阀,产生压力,均衡回正力矩,汽车将不克不及回正.C区经常应用快速转向行驶区,称为建压区.要乞助力感化显著,油压曲线的斜率增长教大,曲线由平缓变陡.D 区汽车原地转向或调头时,输入转矩进入最大区段,要乞助力后果达到最大,故油压曲线呈直线上升.B区称为过度区,是A区和C区的过度区域,是其他三个区域较宽的腻滑过度区域.A.C.D区的过度必须腻滑,不然会恶化转向器手感,且易消失因液流突变而产生的冲击噪声和共振.曲线阁下两侧应对称,其对称性影响阁下操舵力大小,对称性应大于85%.转向器基赋机能参数：线角传动比.齿条行程.输入轴总圈数.转向器逆效力.转向器正效力.无油压驱动力矩特征.逆驱动力特征.掌握阀力特征.最大工作压力.体系流量.必须的实验：功效实验.内泄露实验.外泄露实验.力特征实验.正驱动疲惫实验.逆驱动疲惫实验.冲击强度实验.静扭损坏实验.耐腐化性实验.超压实验.干净度测定.5．2转向油泵转向油泵是助力转向体系的动力源.转向油泵经转向掌握阀向转向助力缸供给必定压力和流量的工作油液.转向油泵有多种构造：叶片泵.齿轮泵.柱塞泵等,轿车经常应用叶片泵.下图是叶片泵工作道理。

方向盘扭力计算公式方向盘扭力是指在驾驶汽车时，需要用力扭动方向盘的力量。

这个力量是由驾驶员用手臂和手腕施加在方向盘上的，它影响着车辆的转向性能和操控性。

在车辆设计和制造过程中，需要对方向盘扭力进行计算和测试，以确保车辆的操控性能符合标准要求。

本文将介绍方向盘扭力的计算公式及其影响因素。

方向盘扭力的计算公式如下：T = F r。

其中，T代表方向盘扭力，单位为牛顿米（N·m）；F代表施加在方向盘上的力量，单位为牛顿（N）；r代表方向盘的半径，单位为米（m）。

从这个公式可以看出，方向盘扭力与施加在方向盘上的力量和方向盘的半径有关。

施加在方向盘上的力量越大，方向盘扭力也越大；方向盘的半径越大，方向盘扭力也越大。

因此，在设计车辆的方向盘时，需要考虑这两个因素，以确保方向盘扭力符合驾驶员的操作习惯和操控要求。

影响方向盘扭力的因素有很多，下面将分别介绍这些因素。

1. 路面摩擦系数。

路面的摩擦系数是影响方向盘扭力的重要因素之一。

当车辆行驶在路面上时，路面的摩擦系数会影响车辆的转向性能和操控性。

如果路面的摩擦系数较大，车辆的转向时需要施加更大的方向盘扭力；如果路面的摩擦系数较小，车辆的转向时需要施加较小的方向盘扭力。

因此，在设计车辆的方向盘时，需要考虑不同路面摩擦系数下的方向盘扭力要求，以确保车辆在各种路况下都能够具有良好的操控性能。

2. 轮胎气压。

轮胎气压也是影响方向盘扭力的重要因素之一。

当轮胎气压较低时，车辆的转向性能会受到影响，需要施加更大的方向盘扭力才能完成转向；当轮胎气压较高时，车辆的转向性能会较好，需要施加较小的方向盘扭力才能完成转向。

因此，在设计车辆的方向盘时，需要考虑不同轮胎气压下的方向盘扭力要求，以确保车辆在不同轮胎气压下都能够具有良好的操控性能。

3. 车速。

车速也是影响方向盘扭力的重要因素之一。

当车辆以较高的速度行驶时，车辆的转向性能会受到影响，需要施加更大的方向盘扭力才能完成转向；当车辆以较低的速度行驶时，车辆的转向性能会较好，需要施加较小的方向盘扭力才能完成转向。

汽车原地转向方向盘转向特性试验及数据分析赵玉霞;孙华雨【摘要】本论文研究不同类型的汽车在在水泥路、泥土路、石子路三种路面上,不同轮胎气压下的原地转向方向盘转向特性.通过对试验数据进行整理和分析、曲线拟合,求得试验车的方向盘力矩与方向盘转角的关系式,得出了汽车原地转向时方向盘力和力矩的平均值.最终得出不同汽车在相同条件下和相同车在不同条件下的汽车原地转向方向盘转向特性.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】2页(P108-109)【关键词】汽车原地转向特性试验;方向盘力矩;方向盘回转力矩;方向盘转角【作者】赵玉霞;孙华雨【作者单位】河南机电职业学院,河南郑州451191;河南机电职业学院,河南郑州451191【正文语种】中文【中图分类】U463.4CLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-108-02 汽车原地转向阻力矩是汽车转向系统设计时的重要参数之一，是影响汽车操纵稳定性的主要因素。

目前,汽车转向特性的核心问题就是汽车转向助力特性和转向系统机构特性的研究[1-6]。

而实际驾驶中驾驶员操纵方向盘既有力输入又有角输入[7]。

本文所进行的原地转向试验主要是在原地转向时给方向盘角输入来观察汽车方向盘的力变化特性和车轮的变化状况。

目的主要是分析汽车实际应用中转向阻力矩对汽车转向系统的影响以及验证轮胎载荷渐变假设[8]。

汽车转向中要求有良好的路感，路感就是操舵力矩[9]，要做到路感清晰就要使汽车的前轮侧向力信息反映到方向盘上的力矩存在且不能太大。

最终折算到方向盘上的力矩是方向盘转动力矩，其中轮胎的回正力矩占绝大部分[10]。

1.1 试验目的进行汽车原地转向特性试验，目的是为了获得汽车在原地转向时方向盘转动的力矩变化区间,属于综合性试验。

1.2 试验对象试验选取三辆车作为研究对象，这三辆车分别为试验车1，试验车2，试验车3，它们的转向系统均为机械式转向系统，其基本参数如表1。

重型车辆轮胎原地转向阻力矩研究
张小江;丁宏刚;朱亚夫;赵建国;陈建凯
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2013(000)001
【摘要】轮胎原地转向特性对转向系统设计匹配至关重要.针对原地转向阻力矩经验公式不能描述转向阻力矩和轮胎转角之间关系这一问题,对轮胎原地转向阻力矩进行了实车测试,并将Lugre模型引入原地转向阻力矩的分析中,得到了很好的一致性.试验和分析表明:轮胎原地转向阻力矩和车轮转角呈非线性关系,阻力矩随着车轮转角的增加逐渐增大,最终趋于一个定值.该研究对重型车辆液压助力转向系统的匹配设计、安全性和可靠性提供了一定的理论依据和试验参考.
【总页数】3页(P217-219)
【作者】张小江;丁宏刚;朱亚夫;赵建国;陈建凯
【作者单位】吉林大学机械科学与工程学院,吉林长春130022;徐工集团徐州重型机械有限公司,江苏徐州221004;徐工集团徐州重型机械有限公司,江苏徐州221004;徐工集团徐州重型机械有限公司,江苏徐州221004;徐工集团徐州重型机械有限公司,江苏徐州221004
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TH213.6;U463.341+.1
【相关文献】
1.铰接式胶轮车原地转向阻力矩与车轮转角关系研究 [J], 陈艳梅;王俊元;杜文华;张鹏;宋宏宽
2.重型车辆旁通流量式电控液压转向附加力矩控制研究 [J], 唐斌;江浩斌;耿国庆
3.重型多轴转向车辆轮胎原地转向阻力矩 [J], 王云超;高秀华;张小江
4.偏置转向轴原地转向轮胎力学特性研究 [J], 周福阳;郭康权;李岩;党小选
5.轮胎转向残余回正力矩的有限元分析及关键影响因素研究 [J], 孟照宏;史彩霞;翟明荣
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