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轉向相位角設定及波動率分析

2019-05-20 09:51
汽車底盤
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目的與作用

為了轉向操縱機構布置方便，減少由于裝置位置誤差及部件相對運動所引起的附加載荷，同時考慮汽車碰撞的安全性以及便于拆裝，在轉向軸與轉向器的輸入端之間安裝兩個轉向萬向節。

由于轉向操縱機構包含了不等速萬向節。不可避免存在轉向力矩波動問題。轉向力矩波動會導致產生轉向力時輕時重的現象。影響到駕駛員對轉向系統的感覺從而引起駕駛員的不舒服和疲勞，給駕駛帶來潛在的危險因此，在轉向系統布置過程中．必須考慮如何減少轉向系統力矩波動。

以下確定轉向柱下軸最優相位角，并根據生產工藝，規定相位角設計公差，來指導轉向柱布置設計工作，使轉向系統傳動比滿足設計要求。

十字萬向節傳動計算：

中間軸相位角：

中間軸相位角：轉向柱下軸兩端的萬向節叉平面的夾角；

其方向判定方法：

做轉向管柱中間軸軸線L0的法面Plane A（如上圖）；

做出中間軸上下兩個萬向節叉的軸線L1，L2；

將L1，L2分別投影到Plane A上，投影結果為L1’，L2’；

從駕駛室端向轉向器端觀察（如圖3），L1’順時針轉到L2’的角度為中間軸相位角ψ。

平面夾角：

平面夾角α：

做輸入軸（轉向管柱）軸線L3與中間軸軸線L0的平面Plane B；

做中間軸軸線L0與輸出軸（轉向機）軸線L4的平面Plane C；

從駕駛室端向轉向器端觀察平面Plane A（如圖），Plane C順時針轉到Plane B的角度為α。

波動力矩：

定義轉向管柱軸線L3與中間軸軸線L0的空間夾角為β1，轉向器輸入軸L4與中間軸L0的空間夾角為β2。

其當量夾角越小傳動性能越好，而當量夾角與轉向柱管的布置形式密切相關，要得到最佳傳動性能，在轉向柱管的空間軸交點確定以后可以通過調整相位角來進行進一步的優化，當當量夾角取得最小值的時候的相位角即為最佳相位角，計算其等效當量夾角：

為了達到最佳的傳動性能，要求等效當量夾角βe盡可能小。

從上式可以看出，當α＋ψ＝180°時，等效當量夾角βe最小，

根據萬向節傳動瞬時功率相等的條件，從動軸上的轉矩為：

當θ＝90°和270°時，從動軸上的轉矩達到最大值：

T2max＝T1／cosβe

當θ＝0°和180°時，從動軸上的轉矩達到最小值：

T2min＝T1cosβe

因此轉向管柱波動力矩范圍為：

乘用車力矩波動范圍控制目標值K≤7％；

貨運車力矩波動范圍控制目標值K≤10％。

聲明： 本文由入駐維科號的作者撰寫，觀點僅代表作者本人，不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題，請聯系舉報。

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