4-论文-前轮定位参数研究及优化设计.pdf

毕 业 设 计 报 告 (论 文 )报 告 (论 文 )题 目 ： 汽 车 前 轮 定 位 参 数 研 究及 优 化 设 计作 者 所 在 系 部 ： 机 电 工 程 学 院作 者 所 在 专 业 ： 车 辆 工 程作 者 所 在 班 级 ： 姓 名 ： 陈 浩作 者 学 号 ： 201322377指 导 教 师 姓 名 ： 赵 秋 芳完 成 时 间 ： 2017 年 5 月 26 日北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业论文转 向 轮 定 位 参 数 主 要 有 ： 主 销 后 倾 角 ， 主 销 内 倾 角 ， 前 轮 外 倾 角 和 前 轮 前 束 。 这 四个 参 数 的 设 定 是 否 合 适 ， 直 接 决 定 着 汽 车 直 线 行 驶 时 操 纵 稳 定 性 、 转 向 操 纵 轻 便 性 和 转向 轮 回 正 性 能 的 好 坏 。本 文 为 提 高 该 车 的 操 纵 稳 定 性 ， 利 用 动 力 学 仿 真 软 件 件 建 立 了 简化 的 虚 拟 样 机 模 型 ， 进 行 双 向 轮 跳 仿 真 实 验 ， 分 析 评 价 该 车 的 前 轮 定 位 参 数 。 最 后 利 用 块 优 化 其 前 轮 定 位 参 数 ， 从 而 改 善 其 因 为 定 位 参 数 不 合 理 而 导 致的 轮 胎 磨 损 。论 文 首 先 讲 述 了 汽 车 前 轮 定 位 参 数 的 重 要 意 义 ， 并 按 照 标 准 评 价 了 各 参 数 的 合 理 与否 ， 接 着 列 出 了 前 束 和 外 倾 角 的 数 学 关 系 。因 整 车 分 析 建 模 工 作 量 巨 大 ， 合 理 的 简 化 转 向 系 统 和 悬 架 模 型 尤 为 重 要 ， 前 悬 架 单侧 车 轮 跳 动 仿 真 能 够 代 表 整 车 的 操 纵 稳 定 性 。关 键 词 前 轮 定 位 参 数 虚 拟 样 机 向 车 轮 跳 动 仿 真北华航天工业学院毕业论文of of a so up a is a is to of is to we to of of on is to of of of of ey he he 摘 要 章 绪 论 题 背 景 纵 稳 定 性 的 概 念 轮 定 位 参 数 轮 外 倾 角 与 前 轮 前 束 值 销 后 倾 角 销 内 倾 角 轮 定 位 参 数 的 研 究 课 题 研 究 的 主 要 内 容 轮 定 位 参 数 与 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 的 关 系 轮 定 位 参 数 的 影 响 因 素 弗 逊 悬 架 模 型 的 建 立 与 仿 真 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。 课 题 研 究 意 义 2第 2 章 前 轮 定 位 参 数 与 汽 车 操 纵 稳 定 性 销 后 倾 角 的 影 响 销 内 倾 角 的 影 响 轮 外 倾 角 的 影 响 轮 前 束 值 的 影 响 5第 3 章 影 响 前 轮 定 位 参 数 的 因 素 架 与 前 轮 定 位 参 数 架 概 述 种 常 见 悬 架 与 前 轮 定 位 动 类 型 与 前 轮 定 位 向 机 构 与 前 轮 定 位 向 器 的 性 能 与 前 轮 定 位 7第 4 章 汽 车 前 轮 定 位 角 的 设 计 要 求 言 轮 定 位 角 的 变 化 轮 外 倾 角 轮 前 束 销 后 倾 角 于 车 轮 最 小 侧 滑 量 的 前 轮 定 位 参 数 优 化 理 论 于 轮 胎 磨 损 的 前 轮 前 束 与 前 轮 外 倾 角 的 优 化 理 论 10第 5 章 悬 架 模 型 的 建 立 与 仿 真 模 轮 定 位 参 数 的 运 动 学 仿 真 真 结 果 果 分 析 轮 定 位 参 数 的 优 化 合 结 果 页 格 式 查 看 灵 敏 度 大 因 子 选 择 化 结 果 分 析 17第 六 章 结 论 文 的 主 要 工 作 轮 定 位 参 数 的 研 究 与 展 望 192. 1 外 倾 角 与 前 束 值 192. 2 主 销 后 倾 角 19致 谢 20参 考 文 献 21北华航天工业学院毕业论文1第 1 章 绪 题 背 景人 们 对 汽 车 的 追 求 不 再 满 足 于 单 纯 的 速 度 和 性 价 比 ， 而 开 始 关 注 更 好 的 汽 车 的 操 纵稳 定 性 和 行 驶 时 的 安 全 性 。 合 理 的 的 前 轮 定 位 参 数 可 以 使 车 辆 更 平 稳 的 直 线 行 驶 和 不 费力 的 转 向 ， 并 降 低 车 辆 在 行 驶 过 程 中 各 部 分 零 件 的 磨 损 。 转 向 轮 的 定 位 参 数 的 改 进 可 以直 接 满 足 人 们 新 的 需 求想 要 准 确 细 致 的 分 析 车 辆 的 运 动 学 参 数 ， 就 不 得 不 综 合 各 部 分 机 件 的 运 动 ， 创 建 符合 实 际 的 模 型 。 将 汽 车 各 种 子 系 统 加 以 简 化 ， 抽 取 本 质 因 素 ， 辅 以 计 算 机 ， 建 立 合 适 的虚 拟 样 机 ， 汽 车 动 态 特 性 的 研 究 得 以 发 展 。美 国 的 的 是 目 前 应 用 最 广 泛 的 机 械 系 统 动 力 学 仿 真 分析 软 件 ， 可 以 实 现 对 前 轮 定 位 参 数 的 优 化 设 计 和 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 的 研 究 。 纵 稳 定 性 的 概 念车 辆 驾 驶 的 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 能 ， 即 汽 车 能 够 按 照 驾 驶 员 在 清 醒 状 态 时 给 予转 向 车 轮 的 指 令 行 驶 ； 即 使 车 辆 受 到 外 界 不 稳 定 因 素 影 响 ， 依 然 能 不 过 分 受 干 扰 并 稳 定行 驶 的 性 能 。 轮 定 位 参 数汽 车 转 向 轮 的 定 位 主 要 参 数 主 要 保 证 前 轮 在 底 盘 上 位 置 的 精 确 确 定 、 车 辆 行 驶 的 执行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 、 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 及 转 向 后 的 自 动 回 正 ， 且 前 束 和 外倾 角 应 符 合 列 出 的 数 学 公 式 。 轮 外 倾 角 与 前 轮 前 束 值关 于 前 轮 定 位 参 数 的 研 究 起 源 于 原 始 的 马 车 。 为 了 提 升 马 车 的 承 载 能 力 和 减 少 车 轮横 向 滑 脱 的 趋 势 ， 外 倾 角 取 值 较 大 ， 这 样 做 能 够 增 大 车 厢 底 部 面 积 ， 使 马 车 行 驶 时 不 至于 将 泥 水 飞 溅 到 乘 客 身 上 。19 世 纪 末 ， 在 英 国 人 邓 禄 普 发 明 了 充 气 轮 胎 以 后 ， 因 早 期 的 车 轮 外 倾 角 过 大 导 致 的轮 胎 磨 损 严 重 ， 使 减 小 车 轮 外 倾 角 提 上 了 日 程 。 为 了 消 除 因 左 右 车 轮 制 动 力 不 平 衡 造 成的 制 动 转 向 ， 并 减 小 轮 胎 侧 移 量 ， 将 前 轮 外 倾 角 减 少 了 3 左 右 。 伴 随 着 前 轮 外 倾 ， 轮胎 与 地 面 接 触 出 现 了 相 对 滑 动 。 这 不 光 使 轮 胎 磨 损 境 况 更 严 峻 ， 随 之 附 带 的 地 面 摩 擦 力更 是 使 轮 胎 向 一 侧 扭 转 。 前 轮 前 束 应 运 而 生 。 前 轮 前 束 可 以 在 轮 胎 扭 转 之 前 使 轮 胎 预 备 ，进 一 步 减 少 轮 胎 的 磨 损 。 前 轮 前 束 与 前 轮 外 倾 角 必 须 有 呈 下 式 中 的 比 例 ：其 中 ， T 为 前 轮 前 束 值 ； d D 是 前 轮 轮 缘 的 直 径 ； l 为 前 轮 接 地 印 记 长 度 ； 伽 马 是 前北华航天工业学院毕业论文2轮 的 弯 度 ； r 为 轮 胎 的 滚 动 半 径 。 销 后 倾 角德 国 查 特 林 从 优 先 考 虑 前 轮 转 向 后 自 动 回 正 角 度 ， 得 出 主 销 后 倾 角 最 好 为 15 ， 这个 角 度 的 主 销 后 倾 角 可 以 尽 可 能 的 保 证 前 轮 回 正 速 度 。 此 外 ， 较 大 的 后 倾 角 也 带 来 了 比较 差 的 驾 驶 体 验 ， 转 向 轮 甚 至 出 现 左 右 摇 摆 。 终 于 到 1950 年 ， 低 压 轮 胎 的 广 泛 使 用 大大 改 善 了 车 轮 的 回 正 能 力 ， 主 销 后 倾 角 的 值 普 遍 减 小 。 研 究 发 现 前 轮 前 束 的 改 变 可 以 减少 前 轮 摆 振 及 异 常 磨 损 。 销 内 倾 角为 了 保 证 车 辆 低 速 时 转 向 回 正 性 、 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 及 行 驶 执 行 驾 驶 员 指令 的 准 确 性 ， 车 辆 的 主 销 内 倾 角 取 值 较 大 。 轮 定 位 参 数 的 研 究前 文 提 到 ， 因 为 主 销 内 倾 角 会 导 致 较 大 的 摆 振 峰 值 ， 所 以 现 代 汽 车 在 设 计 时 普 遍 趋向 于 减 小 主 销 内 倾 角 ， 这 还 会 消 除 部 分 回 正 力 矩 ， 使 转 向 更 轻 便 。前 轮 外 倾 角 减 小 。 为 保 证 车 辆 高 速 转 向 时 的 车 身 的 稳 定 能 力 和 延 长 轮 胎 使 用 寿 命 ，现 代 汽 车 设 计 时 采 用 的 前 轮 外 倾 角 趋 于 负 值 ， 即 前 轮 内 倾 。主 销 内 倾 角 增 大 ， 增 大 了 稳 定 力 矩 ， 提 高 了 轿 车 行 驶 的 安 全 性 ， 可 以 改 善 汽 车 在 面对 突 发 状 况 的 适 应 能 力 。前 束 通 过 上 述 公 式 计 算 得 出 ， 负 的 前 束 和 内 倾 才 能 与 公 式 相 符 合 ， 减 小 车 轮 的 侧 滑 ，降 低 轮 胎 磨 损 。 课 题 研 究 的 主 要 内 容本 文 利 用 件 建 立 麦 弗 逊 悬 架 系 统 的 模 型 ， 研 究 该 悬 架 的 前 轮 定 位参 数 ， 并 优 化 悬 架 的 硬 点 坐 标 ； 研 究 包 括 以 下 的 内 容 ： 轮 定 位 参 数 与 操 纵 稳 定 性 的 关 系研 究 各 前 轮 定 位 参 数 分 别 是 如 何 影 响 车 辆 行 驶 时 的 抗 干 扰 能 力 、 转 向 施 加 指 令 后 的灵 敏 度 及 前 轮 的 自 动 回 正 。 轮 定 位 参 数 的 影 响 因 素研 究 前 悬 架 子 系 统 和 转 向 机 构 的 上 主 销 内 倾 角 的 影 响 ,主 销 后 倾 角 、 前 轮 前 束 和 车 轮外 倾 角 和 四 轮 之 间 的 关 系 进 行 了 分 析 。 课 题 研 究 意 义前 轮 定 位 的 主 要 参 数 主 要 保 证 前 轮 在 底 盘 上 空 间 位 置 的 精 确 确 定 、 车 辆 行 驶 的 执 行北华航天工业学院毕业论文3驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 、 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 及 转 向 后 的 自 动 回 正 。 为 防 止 轮 胎 磨损 ， 前 轮 前 束 和 外 倾 角 应 按 相 应 公 式 计 算 得 出 。北华航天工业学院毕业论文4第 2 章 前 轮 定 位 参 数 与 汽 车 操 纵 稳 定 性前 轮 定 位 能 够 确 保 车 辆 能 够 按 照 驾 驶 员 的 指 令 直 线 行 驶 ， 这 就 需 要 前 轮 和 主 销 能 够具 有 确 定 的 空 间 结 构 。 主 销 后 倾 角 、 主 销 内 倾 角 、 前 轮 外 倾 角 、 前 轮 前 束 。 这 四 个 参 数设 计 是 否 合 理 将 很 大 程 度 的 决 定 了 汽 车 能 正 确 执 行 驾 驶 员 指 令 的 能 力 和 轮 胎 的 磨 损 。 销 后 倾 角 的 影 响 图 2 示 了 主 销 后 倾 角 ,与 路 面 的 接 触 点 主 销 轴 和前 轮 中 心 线 与 道 路 表 面 相 交 ,如 图 中 的 位 置 。 车 辆 直 线 行驶 ， 车 轮 因 外 界 因 素 影 响 转 动 时 ， 产 生 与 偏 转 方 向 相 反的 离 心 力 的 反 作 用 力 ， 使 转 向 轮 回 正 ， 保 证 了 车 辆 能 都抵 抗 外 界 干 扰 而 正 确 执 行 驾 驶 员 指 令 的 能 力 。 主 销 后 倾角 变 化 的 影 响 ： 1） 后 倾 角 较 大 时 ， 转 向 需 要 驾 驶 员 施 加更 大 的 操 纵 力 后 倾 角 较 小 时 ， 不 能 保 证 操 纵 执 行 驾 驶 员指 令 的 准 确 性 ， 甚 至 发 生 摆 振 ； 3） 车 轮 向 后 倾 角 较 小 的一 侧 跑 偏 。图 2 销 后 倾 销 内 倾 角 的 影 响主 销 内 倾 角 与 主 销 后 倾 角 协 同 作 用 辅 助 车轮 回 正 。 因 为 存 在 主 销 内 倾 角 ， 车 轮 绕 主 销 旋转 时 ， 地 面 对 车 轮 产 生 向 上 的 力 。 内 倾 角 使 和 路 面 交 线 距 离 小 ， 使 转 向 灵 敏 度 变高 。 当 主 销 内 倾 角 变 化 时 ， 有 ： 1） 内 倾 角 过大 ， 转 向 所 需 驾 驶 员 操 纵 力 变 大 ， 轮 胎 磨 损 严重 ;2)倾 角 太 小 ,转 向 力 过 大 ,行 驶 抗 干 扰 能 力 变差 异 (3)车 轮 朝 着 测 试 的 较 小 方 向 运 行 。图 2 销 内 倾 轮 外 倾 角 的 影 响前 轮 外 倾 角 可 以 避 免 因 为 前 轴 受 力 变 形 而 使 车 轮 内 倾 导 致 的 轮 胎 磨 损 。 外 倾 角 也 可以 在 一 定 程 度 上 使 转 向 更 轻 便 。 外 倾 角 还 降 低 了 零 件 的 负 荷 ， 保 证 了 行 驶 安 全 性 。 外 倾角 变 化 时 有 以 下 影 响 ： 1） 外 倾 角 过 大 ， 车 轮 外 侧 受 力 较 大 ， 磨 损 严 重 ； 2） 外 倾 角 过 小 ，车 轮 内 侧 受 力 变 大 ， 磨 损 严 重 ， 转 向 费 力 。 轮 前 束 值 的 影 响因 为 前 轮 外 倾 角 的 值 不 为 零 ， 且 转 向 横 拉 杆 限 制 了 轮 胎 外 侧 滑 动 趋 势 ， 导 致 了 轮 胎磨 损 严 重 ， 行 驶 阻 力 增 加 。 如 果 ： 1） 前 轮 前 束 过 大 ， 加 剧 磨 损 轮 胎 ， 丧 失 执 行 驾 驶 员指 令 的 准 确 性 ； 2） 前 轮 前 束 过 小 ， 边 滚 边 滑 ， 同 样 失 去 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 。 前轮 前 束 变 动 ， 将 丧 失 一 定 程 度 的 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 能 ； 反 之 ， 使 车 辆 转 向 接近 于 不 足 转 向 ， 将 提 高 车 辆 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 。综 上 所 述 ， 前 轮 定 位 的 四 个 参 数 设 计 是 否 合 理 ， 将 很 大 程 度 上 影 响 车 辆 直 线 行 驶 时对 驾 驶 员 指 令 执 行 准 确 程 度 的 能 力 、 转 向 时 驾 驶 员 指 令 执 行 的 灵 敏 度 、 车 轮 快 速 回 正 的能 力 、 轮 胎 的 正 常 磨 损 ， 合 理 设 计 四 个 参 数 将 对 整 车 的 动 力 性 、 安 全 性 等 有 重 要 意 义 。北华航天工业学院毕业论文6第 3 章 影 响 前 轮 定 位 参 数 的 因 素想 要 研 究 及 优 化 车 辆 的 前 轮 定 位 参 数 ， 势 必 要 仔 细 斟 酌 轮 胎 、 悬 架 等 其 他 因 素 的 影响 。 轮 胎 跳 动 时 的 运 动 轨 迹 和 车 轮 定 位 参 数 的 确 定 由 悬 架 本 身 的 导 向 机 构 决 定 。 此 外 ，行 驶 过 程 中 的 车 轮 角 还 会 受 到 转 向 系 统 和 轮 胎 侧 向 特 性 的 影 响 。 架 与 前 轮 定 位 参 架 概 述悬 架 是 现 代 车 辆 上 的 关 键 部 件 ， 还 是 车 架 和 车 轴 的 桥 梁 。 它 能 够 转 移 车 轮 和 车 架 上承 载 的 负 载 ； 保 证 汽 车 的 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 ， 允 许 汽 车 获 得 更 高 的 运 行 速 度 。悬 架 的 布 置 方 案 和 结 构 参 数 必 须 合 理 ， 当 车 轮 在 轮 跳 试 验 台 上 时 ， 使 主 销 定 位 角 在很 小 范 围 内 变 动 、 导 向 机 构 的 运 动 特 性 要 与 实 际 轮 跳 匹 配 ， 消 除 转 向 轮 的 摆 振 现 象 ； 车辆 应 呈 现 略 微 的 不 足 转 向 特 性 。 种 常 见 悬 架 与 前 轮 定 位麦 弗 逊 式 悬 挂 。 其 主 要 结 构 是 悬 架 弹 簧 与 减 震 器 的 结 合 ,采 用 减 震 器 消 除 螺 旋 弹 簧超 时 时 的 载 荷 位 置 发 生 的 左 右 晃 动 现 象 ， 约 束 弹 簧 使 其 只 能 上 下 收 缩 或 拉 伸 ， 减 震 器 的性 能 参 数 的 动 态 变 化 泳 衣 调 控 悬 架 的 舒适 度 。麦 弗 逊 式 悬 挂 因 为 其 构 造 简 单 ， 重 量得 以 大 大 降 低 ， 反 馈 灵 敏 度 很 高 。 它 的 特殊 的 下 摇 臂 和 支 柱 的 空 间 布 置 使 得 车 辆可 以 自 适 应 改 变 车 轮 外 倾 角 ， 让 其 能 在 过弯 时 对 路 面 的 变 化 相 互 适 应 ， 让 轮 胎 更 大程 度 上 接 触 地 面 ， 但 是 因 为 构 造 原 因 ， 对两 侧 变 化 因 素 抵 抗 能 力 差 ， 有 比 较 明 显 的急 刹 车 现 象 ， 悬 挂 刚 度 较 弱 ， 执 行 驾 驶 员指 令 的 准 确 性 差 ， 转 弯 时 车 辆 晃 动 较 大 。 图 3 弗 逊 悬 架双 叉 臂 式 悬 挂 。 它 通 常 由 两 个 叉 臂 构 成 ， 这 样 的 构 造 让 车 轮 在 运 行 时 能 本 实 用 新 型可 自 动 适 应 外 倾 角 ,也 可 减 少 因 车 轮 打 滑 而 造 成 的 轮 胎 磨 损 ,使 轮 胎 更 好 地 贴 合 路 面 ,具有 良 好 的 地 面 附 着 力 。 此 外 ,还 有 一 对 双 横 臂 悬 架 ,这 是 类 似 的 双 横 臂 悬 架 ,但 结 构 简 单 的双 叉 臂 ,也 可 以 称 为 前 者 的 删 节 版 。 双 横 臂 式 悬 挂 正 常 也 是 纵 向 不 等 长 摇 臂 的 构 造 ， 加强 了 横 向 的 刚 度 。北华航天工业学院毕业论文7多 连 杆 悬 挂 。 它 能 获 得 最 优 的 主 销 后 倾 角 参 数 ， 很 大 程 度 上 消 除 路 面 赋 予 车 轮 的 无用 功 ， 提 高 了 非 匀 速 行 驶 时 的 乘 客 感 官 ， 也 可 以 确 保 在 直 线 行 驶 的 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准确 性 ， 因 为 由 弹 簧 变 形 引 起 的 车 轮 左 右 偏移 量 很 小 ， 更 容 易 获 得 直 线 行 驶 的 趋 势 。在 车 辆 运 行 工 况 改 变 时 ， 悬 挂 的 结 构会 使 后 侧 车 轮 出 现 较 大 的 前 束 值 ， 提 高 了车 辆 性 能 ， 降 低 出 现 不 足 转 向 的 概 率 。 多连 杆 悬 挂 的 外 倾 角 和 前 束 值 能 适 应 路 面起 伏 而 自 动 改 变 。 只 要 对 连 接 处 动 点 的 限制 优 化 就 能 使 得 悬 挂 在 螺 旋 弹 簧 压 缩 时图 3 连 杆 悬 架 能 自 动 适 应 车 轮 定 位 参 数 ， 可 以 多 方 面针 对 特 定 车 型 做 出 优 化 以 最 大 程 度 的 提 高 轮 胎 抓 地 力 进 一 步 提 高 整 车 的 驾 驶 适 应 度 。 动 类 型 与 前 轮 定 位前 轮 外 倾 角 ： 麦 弗 逊 悬 架 和 基 于 它 改 进 的 烛 式 悬 架 等 前 驱 悬 架 与 后 驱 悬 架 的 工 作 特性 不 同 。 前 者 的 悬 架 系 统 在 上 升 行 程 中 ， 车 轮 上 部 有 向 外 侧 倾 的 趋 势 。 因 此 ， 多 数 麦 弗逊 悬 架 的 前 轮 外 倾 角 为 负 值 ， 最 大 为 0 。主 销 内 倾 角 ： 传 统 的 后 驱 汽 车 都 采 用 正 偏 距 ， 内 倾 角 的 范 围 是 68 ， 正 向 偏 距4060 代 汽 车 趋 向 于 将 主 销 偏 移 距 设 计 成 负 值 ， 这 样 不 仅 可 以 使 车 辆 正 常 停 泊 ， 也 一 定程 度 上 平 衡 了 两 侧 制 动 力 ， 提 高 了 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 与 行 驶 安 全 性 。 向 机 构 与 前 轮 定 位前 轮 定 位 参 数 还 影 响 着 汽 车 的 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 和 自 动 回 正 能 力 ， 而 车 辆的 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 和 自 动 回 正 能 力 还 与 车 辆 的 转 向 机 构 的 转 向 器 的 性 能 参数 有 很 大 关 系 。 向 器 的 性 能 与 前 轮 定 位1、 转 向 器 的 正 效 率 是 转 向 摇 臂 输 出 功 率 与 转 向 轴 输 入 功 率 之 比 :在 模 型 中 , 转 向 轴 输 入 功 率 , 转 向 齿 轮 的 摩 擦 损 失 功 率 。转 向 器 的 逆 效 率 是 转 向 轴 的 输 出 功 率 与 输 入 功 率 与 转 向 摇 臂 轴 比 :因 此 ， 正 效 率 的 值 越 大 与 其 相 适 应 的 所 设 计 的 主 销 内 倾 角 就 应 越 大 。 转 向 器 性 能 、P 23- 21 北华航天工业学院毕业论文8结 构 参 数 、 工 艺 水 平 综 合 决 定 了 转 向 器 的 正 效 率 值 。表 征 转 向 器 能 够 可 逆 能 力 的 参 数 是 转 向 器 的 逆 效 率 ， 逆 效 率 值 变 大 ， 则 车 轮 回 正 时从 转 向 器 传 递 的 有 用 功 率 就 愈 大 ， 转 向 回 正 阻 力 矩 越 小 。 所 以 转 向 器 的 逆 效 率 值 变 大 ，所 设 计 的 主 销 内 倾 角 应 适 度 减 小 。2、 转 向 轮 角 增 量 与 侧 转 向 节 角 相 应 增 量 的 比 值 称 为 转 向 角 传 动 比 。 角 驱 动 器 可 以 说 ,以 确 定 各 种 车 辆 转 向 参 数 。 增 大 角 传 动 比 ， 意 味 着 增 大 转 向 盘 的 力 传 动 比 ， 减 小 转 向 时转 向 轮 上 的 力 ， 所 以 转 向 器 的 角 传 动 比 不 仅 直 接 影 响 转 向 灵 敏 性 和 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准确 性 ， 对 车 辆 的 执 行 驾 驶 员 指 令 的 灵 敏 程 度 也 有 影 响 。 转 向 器 的 角 传 动 比 增 大 意 味 着 转向 盘 转 动 同 一 角 度 ， 所 对 应 的 转 向 轮 却 转 过 更 小 的 角 度 ， 转 动 同 一 角 度 所 需 时 间 延 长 ，转 向 轮 角 增 量 与 侧 转 向 节 角 相 应 增 量 的 比 值 称 为 转 向 角 传 动 比 。 角 驱 动 器 可 以 说 ,以 确定 各 种 车 辆 转 向 指 令 的 时 间 和 转 向 灵 敏 度 。北华航天工业学院毕业论文9第 4 章 汽 车 前 轮 定 位 角 的 设 计 要 言麦 弗 逊 前 悬 架 的 导 向 机 构 负 荷 着 大 部 分 的 力 和 力 矩 ， 它 也 决 定 了 车 轮 的 侧 滑 和 车 轮空 间 位 置 的 变 化 所 造 成 的 悬 架 跳 转 时 ,车 辆 正 在 运 行 的 变 化 。 所 以 ,对 悬 架 导 向 机 构 的 设计 有 重 要 的 意 义 。 轮 定 位 角 的 变 化静 态 时 ， 汽 车 前 轮 定 位 角 的 值 对 保 证 操 纵 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 有 突 出 贡 献 。 因此 ， 在 设 计 前 轮 定 位 参 数 时 ， 必 须 使 前 轮 定 位 角 的 变 化 趋 于 改 善 车 辆 执 行 驾 驶 员 指 令 的准 确 性 方 向 ， 才 能 确 保 车 辆 设 计 需 要 的 负 载 能 力 和 高 速 行 驶 时 驾 驶 员 和 乘 客 的 安 全 性能 。 轮 外 倾 角外 倾 角 : 轮 胎 运 行 时 车 轮 外 倾 角 的 变 化 对 车 辆 的 稳 态 响 应 特 性 有 很 大 的 影 响 。 因 此 ,在 运 行 时 ,要 尽 量 减 少 车 轮 相 对 于 车 体 的 外 倾 角 的 变 化 。 为 了 防 止 过 多 的 转 向 不 足 ,或 过度 的 轮 胎 转 动 ,车 轮 满 负 荷 下 。 40 围 内 跳 动 时 ,前 轮 的 外 倾 角 在 正 负 1 度 的 变 化 。 轮 前 束前 束 角 : 优 化 时 希 望 进 行 平 行 轮 跳 实 验 时 前 束 角 变 化 很 小 甚 至 是 不 变 。 理 想 的 前 束值 变 化 规 律 为 : 前 轮 向 上 跳 动 时 , 前 束 值 为 负 前 束 值 ( 50 在 同 一 个 车 轮 上 ,如 果能 选 择 适 当 的 弯 度 和 角 度 ,可 以 使 外 倾 角 和 外 倾 角 引 起 的 外 倾 角 或 部 分 偏 移 ,减 少 轮 胎 侧偏 ,减 少 磨 损 的 目 的 。 关 系 应 该 得 到 满 足 :式 中 : D 轮 胎 测 量 直 径 ;R 轮 胎 滚 动 半 径 ;L 轮 胎 接 地 印 迹 长 度 ; 角 。 因 此 ,可 以利 用 上 文 中 提 到 的 公 式 计 算 出 前 轮 前 束 ,使 之 匹 配 合 理 。 销 后 倾 角主 销 后 倾 角 : 转 向 时 前 轮 外 倾 角 的 变 化 规 律 受 到 主 销 后 倾 角 的 很 大 影 响 。 若 主 销 后倾 角 大 于 应 有 的 设 计 范 围 , 外 侧 转 向 轮 呈 现 内 倾 角 趋 势 。 若 转 向 轮 主 销 后 倾 角 超 出 合 理范 围 , 需 要 额 外 增 加 用 以 转 动 前 轮 所 需 要 的 横 向 力 , 达 到 补 偿 外 倾 推 力 的 目 的 , 这 不 仅会 减 弱 ,而 且 会 增 加 水 平 方 向 上 的 最 大 加 速 度 。 通 常 主 销 后 倾 角 在 23 之 间 选 取 。）（ r*4 于 车 轮 最 小 侧 滑 量 的 前 轮 定 位 参 数 优 化 理 论我 们 总 是 希 望 轮 距 的 侧 滑 量 越 小 越 好 ， 由 于 左 右 轮 胎 间 距 不 稳 定 ,会 加 剧 轮 胎 的 磨 损程 度 ,车 轮 侧 滑 量 越 大 ， 其 产 生 的 侧 向 力 就 越 大 ， 这 会 降 低 汽 车 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确性 。 通 常 必 须 在 规 定 的 轨 道 之 间 变 化 10 正 、 负 ,相 应 的 车 轮 上 下 移 动 50 销 后 倾 角 越 大 , 行 驶 时 越 趋 于 保 证 车 辆 行 驶 时 执 行 驾 驶 员 指 令 的 准 确 性 ,但 主 销后 倾 角 过 大 可 能 会 降 低 车 内 人 员 的 主 观 感 受 ， 甚 至 在 低 速 时 ,会 导 致 前 轮 发 生 摆 振 ,因 此主 销 后 倾 角 应 该 在 3 6 之 间 变 动 。 在 进 行 平 行 跳 动 实 验 时 ,如 果 外 倾 角 过 大 ,则 会 使车 轮 出 现 偏 一 侧 磨 损 的 现 象 , 故 车 轮 外 倾 角 应 限 制 在 2 的 范 围 内 。 对 于 前 束 角 ,用 上 述 公 式 约 束 前 束 角 的 取 值 范 围 。 于 轮 胎 磨 损 的 前 轮 前 束 与 前 轮 外 倾 角 的 优 化 理 论汽 车 的 现 代 化 带 来 了 前 轮 外 倾 与 前 轮 前 束 ， 伴 随 着 的 是 汽 车 轮 胎 的 附 加 磨 损 ， 这 两个 参 数 对 轮 胎 的 磨 损 具 有 重 要 意 义 。1、 车 轮 外 倾 与 轮 胎 的 磨 损当 车 轮 向 外 倾 斜 时 ， 车 轮 随 着 车 辆 继 续 行 驶 想 要 向 外 运 动 ， 但 是 因 为 受 到 车 桥 的 控制 ， 车 轮 只 能 按 着 既 定 轨 迹 运 动 。 车 轮 想 要 向 外 运 动 的 内 能 产 生 的 侧 向 力 ， 即 外 倾 侧 向力 。 在 外 倾 侧 向 力 作 用 下 ， 轮 胎 受 到 侧 向 的 应 力 而 变 形 ， 导 致 轮 胎 在 与 地 面 切 合 的 平 面内 侧 向 偏 移 和 滑 动 ， 轮 胎 使 用 寿 命 降 低 。2、 前 束 与 轮 胎 的 磨 损具 有 前 束 角 的 车 轮 在 路 面 直 线 行 驶 时