100t轻系列平板车转向液压系统设计

第3章 设计计算

3.1 汽车转向系主要参数的选择

3.1.1 汽车主要尺寸的确定

汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接

近角、离去角、最小离地间隙等，如图3-1所示。

图3-1汽车的主要参数尺寸 (1)轴距

轴距L的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。

轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。但轴距

过短也会带来一系列问题，例如车厢长度不足或后悬过长；汽车行驶时其纵向角

振动过大；汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性

变坏；万向节传动的夹角过大等。因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的

影响。当然，在满足所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等

要求的前提下，将轴距设计得短一些为好。

轻型货车、鞍式牵引车和矿用自卸车等车型要求有小的转弯半径，故其轴距

比一般货的短，而经常运送大型构件、长尺寸或轻抛货物的货车和集装箱运输车，

则轴距可取得长一些。汽车总质量愈大，轴距一般也愈长。

轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径

有影响。当轴距短时，上述各指标减小。

(2)前轮距B1和后轮距B2 改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、

最小转弯直径等因素发生变化、增大轮距则车厢内宽随之增加，并导致汽车的比功率、币转矩指标下降，机动性变坏。

受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。但在选定的前轮距B1范围

内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，

同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距B2时，应考

虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度以及它们之间应留有必要的间隙。

(3)外廓尺寸

汽车的外廓尺寸包括其总长、总宽、总高。它应根据汽车的类型、用途、承

载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。

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前言 ..................................................... 1

1 汽车主要参数的选择 ..................................... 2

1.1 汽车主要尺寸的确定 ................................... 2

1.1.1 轴距L ................................................................................................. 2

1.1.2 前轮距B1和后轮距B2 ................................................................... 3

1.1.3 外廓尺寸 ............................................................................................ 4

1.1.4 前悬LF和后悬LR ............................................................................ 4

1.2 汽车质量参数的确定 ........................................................................ 5

1.2.1 整车整备质量m0 ............................................................................... 5

1.2.2 汽车的载客量和装载质量 ............................................................... 6

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液压助力转向系统设计计算的一般方法

作者：王赛

来源：《中国科技博览》2017年第35期

[摘 要]转向系统是汽车底盘的重要组成部分，其性能直接影响汽车安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性；本文以齿轮齿条式液压助力转向系统为例，来说明液压助力转向系统的一般设计、计算流程。

[关键词]液压助力转向；系统设计；计算

中图分类号：U463.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0303-01

1 转向系统概述

转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。

2 转向系统种类

转向系统按动力来源可分为机械转向系统和动力转向系统；其中动力转向系统又分为电动助力转向系统和液压助力转向系统。

机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构（方向盘）、转向器、转向传动机构三大部分组成。

电动助力转向系统通过电机驱动转向器或转向管柱，实现转向助力。

液压助力转向系统动力来源于发动机，以液压泵对液压油实现驱动，进而实现转向助力。

3 方案选择

3.1 系统组成

转向系由转向盘、转向管柱、转向传动轴、转向器总成等组成。

3.2 转向盘

转向盘一般采用3～4根轮辐、骨架为镁铝合金，根据总布置、造型要求选取转向盘直径。 龙源期刊网

3.3 转向管柱与传动轴

由于转向管柱与转向器的输入轴不在同一轴线上，故在转向管柱下端及转向传动轴两端的联接方式均采用万向节。

3.4 转向器

本车选用齿轮齿条转向器带横拉杆总成，转向器侧面输入，两端输出，且位于前轴前方，前置梯形（见图1）。

车辆转向系统设计方案

一、背景

车辆转向系统是车辆中非常重要的一个部分，其主要功能是控制车辆的转向。在车辆通过方向盘操纵转向机构，通过各种传动装置将驾驶员操作的力量传递给车轮，使车辆向左或向右转向。在不同的路况下，车辆转向系统能够自动调节车轮的转向角度以提高整车的稳定性和控制性。因此，一个高效可靠的车辆转向系统对于车辆的安全性和性能至关重要。

二、设计目标

该车辆转向系统设计方案的主要目标包括：

1. 保证车辆的安全性；

2. 提高车辆的稳定性；

3. 降低转向系统的功耗；

4. 提高转向系统的运行效率和精度；

5. 降低转向系统的成本。

三、设计方案

1. 转向机构

转向机构是车辆转向系统的核心部分，它由转向齿轮、转向轴、转向机箱、万向节和转向倾角传感器等组成。

转向齿轮：应选用高强度合金钢，以确保其结构稳定性和寿命。

转向轴：应采用双向轴承来减少转向时的瑕疵，提高转向机构的稳定性。

转向机箱：应采用高强度铝合金或钢材来提高整个转向系统的刚度和耐用性。

万向节：应选用高精度的万向节，以确保转向系统的精度和可靠性。

转向倾角传感器：采用高精度的倾角传感器，利用MEMS技术制造，精度高达0.1度。

2. 液压转向系统

液压转向系统主要是由液压泵、液压缸和液压阀组成。其作用是将转向机构产生的转矩转化为液压功，从而使车轮偏转。

液压泵：选用低磨损的高压液压泵，降低转向系统的功耗。 液压缸：选用行程大的液压缸，以确保转向系统的升降速度。

液压阀：选用高精度的液压阀，通过构建先进的控制策略，可以实现液压转向系统的高效控制。

3. 电动转向系统

电动转向系统主要是由电动泵、电动缸、电动阀和控制器组成。其作用是利用电力产生转矩，从而使车轮偏转。

电动泵：选用高效稳定的电动泵，以降低整个电动转向系统的功耗。

电动缸：选用高速、高效、低摩擦的电动缸，以提高电动转向系统的灵敏度和精度。

电动阀：选用高速、高精度的电动阀，通过控制最小精度，实现高效的控制策略。