汽车转向杆系国内外研究现状
时间:2017-02-27 16:04 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 近年来，随着国家实施西部大开发和中原崛起战略，为我国工程机械行业的发展提供了更为广阔的空间。国家投入巨资加强乡村公路和基础设施建设，将对工程机械行业起到强有力的拉动作用，对重载车辆的需求也将明显增加[2-3]。汽车转向杆系是典型的空间连杆机构,其动力学分析计算是汽车转向系统设计过程中重要步骤。准确地计算出前轮转角关系、各个杆件之间的传动比、传动角等参数,是展开该系统零部件详细设计的前提和基础[4]。多轴转向车辆转向机构是车辆转向时实现内、外轮理想转角关系的核心部件。根据汽车车轮转向特性，利用阿克曼定理，应用ADAMS软件建立多轴转向车辆转向机构的仿真模型，同时对转向机构进行了优化。和传统的设计方法相比，这种方法提高了精度和效率。对其它多轴车辆转向机构的优化设计也有一定的参考价值[5]。以阿克曼理论为基础, 分析了汽车前轮定位参数对阿克曼理论转向特性的影响, 提出了一些新的设计观点和设计方法。试验表明,提出的设计观点和设计方法, 在提高汽车操纵性能及汽车运输的社会经济效益方面, 有着一定的应用价值[6]。近代随着世界经济的不断膨胀发展，大吨位重型车辆不断出现。为了满足交通法规的要求，重型车辆多采用多轴技术。由于重型车辆质量大、惯性矩大、质心高、轴数多，故其行驶性能受到多方限制。全轮转向和多轴动态转向技术在提高重型车辆高速操纵稳定性和低速机动灵活性具有显著的功效。至今国际上工程行业技术巨头利勃海尔公司已经推出了9轴的多模式动态转向车辆，此外格鲁夫、沃尔沃等公司也相继推出了5轴以上的多轴转向重型车辆[7]。6130 多轴转向车辆的转向系统目前主要分为机械式液压助力转向系统和液压助力转向与动态控制相结合的转向系统。国内在多轴转向车辆上还主要采用前一种形式。由于多轴转向车辆的工作环境条件比较恶劣，为安全起见，一般在设计中保留了机械式转向系统。而随着智能控制技术和液压技术的发展，出现了液压助力转向与计算机动态控制相结合的系统。近年来，有些公司又推出新的转向系统，利用转向杆系来控制所有转向桥，公路行驶时，后桥转向角度较小，保证行车安全，场地行驶时，转向杆系中有锁死油缸，锁死解除后，后桥转向角度增大或和前桥转向角度相同，实现小转弯半径行驶和横行行走。而正常行驶时，后桥转向锁死。在研究方法上，国外大型汽车制造商普遍采用虚拟样机技术进行设计和优化分析，由此降低对实车的试验依赖。虚拟样机技术已被广泛应用在航空航天、汽车制造、工程机械、铁道、造船、军事装备、机械电子等领域。在产品研发过程中，先进设计应用工具的应用大大缩短了研发时间和制造原型机的数量，并节约了成本。国外多轴车辆的研究发展已经达到了较高的水平，凭借其卓越优良的性能特性迅速占领了世界市场。然而重型车辆多轴转向技术多与军工有关，国外对我国重型车辆多轴转向技术又处于封锁状态，系统的研究报道很少。上个世纪，受制于科技落后和技术封锁，我国市场上重型车辆基本上全部依赖于进口，市场一度被欧美等发达国家工程机械行业巨头所垄断。近年来，国内各高校及科研机构对多轴转向技术进行了一定的研究[8-12]。清华大学，吉林大学和华中科技大学等高校针对多轴转向技术均进行了相关应用研究，主要是建立转向系统的多自由度动力学模型，对转向杆系进行优化设计，操纵稳定性进行实验，并针对多轴转向的动态控制算法和策略进行了研究。但对转向杆系只进行了静止状态的优化，忽略了车辆在动态转向过程中的杆件受力变化，转向机构的杆件多被假定为刚性，从而造成优化结果与实际情况有一定的出入。在车辆工作时，轮胎磨损和转向杆系的受力过大的问题依然没有得到很好的解决。随着虚拟样机技术的发展和应用，产品研发周期大大缩短，研发成本降低。通过建立整车虚拟样机模型，可以对整车的动态特性(操纵稳定性、平顺性等)进行模型效验和性能优化[13]。 (责任编辑：qin) |