類菱形車轉向系統(tǒng)研究與分析.pdf

1、轉向機構作為汽車的一級部件，在整車的設計中占有重要的地位。轉向系統(tǒng)的好壞不僅影響著整車的操縱性，也會對車輛的安全性產生很大的影響。針對類菱形車的底盤布置形式而專門開發(fā)的轉向機構與傳統(tǒng)車輛的轉向機構是有很大差別的。本文首先對類菱形車轉向機構的結構進行了詳細地介紹，并對轉向拉桿機構進行了建模以及優(yōu)化，得到了滿足前后輪同步轉向的結構參數(shù)；其次，對類菱形車的轉向性能進行了分析，并分析了構件的柔性變形對轉向機構以及整車響應的影響；然后，對類菱形車

2、進行了非線性三自由度側向動力學分析，以及考慮了駕駛員模型和道路模型的人—車—路閉環(huán)系統(tǒng)分析；最后，通過類菱形車操縱穩(wěn)定性試驗，驗證了類菱形車在所設計的轉向機構作用下具有操縱靈活、響應靈敏、安全、可靠的操縱性和穩(wěn)定性?；诖怂悸?，本論文開展和完成了如下研究工作：
　　 1.類菱形車的底盤結構與傳統(tǒng)車的差異，導致類菱形車的轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構的具體形式又與傳統(tǒng)車不一樣，最明顯的區(qū)別在于傳統(tǒng)車一般是通過前輪轉向，而類菱形

3、車是通過前后輪同步轉向。本文從轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分分析了適用于類菱形車底盤結構的轉筒式轉向機構，并通過對四連桿機構的建模以及優(yōu)化，使得轉向輪向左轉和向右轉的角度差降到最低，并盡可能減小車輪跳動時產生的被動轉向角。
　　 2.類菱形車的一大優(yōu)點是操縱靈活，通過對類菱形車最小轉彎半徑和傳動比特性的分析很好地驗證了類菱形車操縱靈活的特點。類菱形車轉向輪的結構導致其轉向輪定位參數(shù)無法實現(xiàn)回正，本文通過附加的轉向回正

4、機構很好地解決了這種問題。建立了類菱形車的線性二自由度模型，考慮了整車質心的變化對輪胎的側偏剛度的影響。并對類菱形車的線性二自由度模型進行了穩(wěn)態(tài)響應和瞬態(tài)響應分析，分析結果表明，類菱形車不僅轉向靈活，在操縱穩(wěn)定性響應時間指標上，也具有較好的響應性能。
　　 3.類菱形車的轉向機構是前后輪聯(lián)動轉向，縱穿了整車的前后，導致了轉向機構中的拉桿較長。本文利用ADAMS軟件建立了類菱形車轉向機構的動力學模型和前輪懸架轉向模型，并利用ANS

5、YS軟件對一些關鍵構件進行柔性化，得到了類菱形車轉向機構的柔性模型和前輪懸架轉向柔性模型。通過對剛性模型和柔性模型的仿真，得到了構件的柔性變形對前后輪同步轉向的影響以及前懸架上下擺臂的柔性變形對被動轉向的影響。將類菱形車簡化為三點支撐的連續(xù)梁，分析了軸轉向對整車穩(wěn)態(tài)響應和瞬態(tài)響應的影響。
　　 4.本文在類菱形車線性二自由度模型的基礎上，加入了縱向運動自由度來描述類菱形車在轉向運動中車速的變化，并應用Pacejka 輪胎模型描述

6、輪胎側偏特性，由此構建了具有實時在線仿真功能的類菱形車非線性三自由度側向動力學模型。而不同轉向類型的汽車，面對同一行駛道路，經駕駛員判斷后產生的轉向盤輸入是不同的，這就需要在進行側向動力學分析時加入駕駛員模型和道路模型。通過蛇行試驗驗證了類菱形車非線性三自由度側向動力學模型和基于人—車—路的閉環(huán)系統(tǒng)模型的正確性。
　　 5.在全文的最后，按照國家標準對類菱形車進行操縱穩(wěn)定性的六個基本試驗，并按照操縱穩(wěn)定性指標限值與評價方法對各個