1026b型皮卡车低速转向回正后主销内倾角的计算

1026b型皮卡车低速转向回正后主销内倾角的计算

车辆前倾斜参数主要指主倾斜、内倾斜、车轮外倾斜和前梁值。在车辆设计过程中，这些设计参数主要通过经验、半经验和经验获得的数据，不能完全解释。在科学计算和实验验证的科学方法方面还有许多问题需要研究。在中国一家制造的皮卡车的研究对象中，用于研究该车辆的主倾斜转向。由于车辆的低速带急剧下降后，综合判断值较低，因此通过实验研究和理论分析，确定主倾斜角度的设计值非常小。因为主倾斜角度的回波力与低速无关，因此主倾斜角的自由空间组成的回波力与低速的平方成正比。在对样品车辆进行理论分析和计算后，可以通过主倾斜角的内倾斜角来确定主倾斜角的设计值，然后通过实验验证理论计算的准确性。1回正性能分析对前轮定位参数的合理选择,要综合地考虑汽车多方面性能要求合理地取值.例如从提高汽车直线行驶稳定性、行驶方向保持性及转向后的回正性能考虑回正力矩应大些为好,但从操纵轻便性考虑回正力矩小些为好,处理好两者的矛盾是一个比较难的问题,要综合地考虑两方面的性能要求,一般认为回正力矩只要等于或稍超过其系统的内摩擦能自动回正就满足要求了,同时也基本满足了操纵轻便性要求.1.1前旋转后回归正矩阵数学模型1.1.1轮加大阵风下传统轮进展计算表轮胎的侧偏特性是指侧偏力和回正力矩与轮胎侧偏角之间的关系,它是研究汽车操纵稳定性的基础.在微小侧偏角时轮胎的侧偏力可用下式表示Fy=12cbl2tanθFy=12cbl2tanθ(1)式中Fy——车轮的侧偏力,Nc——胎面横向弹性系数,对轻型贷车c=0.05pb——轮胎接地印迹宽度,ml——轮胎接地印迹长度,mθ——轮胎侧偏角,rad,在很小的侧偏角时θ=0.0267(4.5-L)+0.0064L——轴距,ml的值可选用匈牙利学者科曼第(G.Komandi)等推荐的半经验公式计算l=√(D1-Δ)Δl=(D1−Δ)Δ−−−−−−−−−√Δ=c1Q(0.5G1)0.85b0.71D0.45p0.6Δ=c1Q(0.5G1)0.85b0.71D0.45p0.6式中Δ——在前桥垂直载荷作用下的径向变形量,mmc1——系数,径向帘布轮胎取7.22,子午线轮胎取11.2Q——系数,Q=0.0015b+0.42G1——前桥垂直载荷,Nb1——轮胎断面宽度,mmD1——前轮名义外径,mmp——轮胎气压,MPa对于具有主销后倾的轮胎,它的总拖距为气胎拖距与主销后倾拖距之和,而该样车的主销轴线近似通过车轮中心,主销后倾角为α=1.5°±20′,cosα≈1,则有下式成立:ζ=ζt+ζc≈αr+l/6(2)式中ζ——轮胎的总拖距,mζt——气胎拖距,mζc——主销后倾拖距,mα——前轮主销后倾角,radr——轮胎半径,m当前轮转向回正时由侧偏力Fy对主销产生回正力矩,在微小的侧偏角下回正力矩近似为M1=Fyζcosα≈Fyζ(3)将式(1)、(2)代入式(3)可得在微小的侧偏角下由轮胎侧偏力产生的回正力矩为Μ1=Fyζcosα≈Fyζ=12cbl2tanθ(αr+l6)(?4?)M1=Fyζcosα≈Fyζ=12cbl2tanθ(αr+l6)(?4?)1.1.2q—主销内倾产生的回正力矩由于前轮主销内倾前轮偏转时,使前轮有抬高的倾向,由这种位能提高产生回正力矩数学模型如下,设W=csc2δsin[arccot(B/L+cotδ)]1+(B/L+cotδ)2+sinδW=csc2δsin[arccot(B/L+cotδ)]1+(B/L+cotδ)2+sinδΜ2=14G1qsin(β+γ)WM2=14G1qsin(β+γ)W(5)式中q——前轮安装中心到转向节节点之间距离,mmβ——主销内倾角,radδ——前轮转向角,(°)1.1.3转向回正力的生成由于左右轮胎纵向力对主销产生的回正力矩方向相反,可以近似看作相互抵消,它只占回正力矩中的百分之一左右.因此将左右轮胎纵向力产生的回正力矩近似为零.M3≈0(6)由上可得前轮转向后产生的总回正力矩为∑Μ=Μ1+Μ2+Μ3=G1qsin(β+γ)W+12cbl2tanθ(αr+16l)(7)式中M1——侧偏力产生回正力矩M2——主销内倾产生回正力矩M3——纵向力产生回正力矩1.2旋转带的二次阻力数学模型前轮转向回正时产生的阻力矩主要由以下三部分组成.1.2.1摩擦阻力矩1026B型皮卡车前悬架为双横臂独立悬架,前轮绕主销上下球头回正时,主销上下球头摩擦阻力矩为Μ′1=G1Κ(f1r1+2qhf2r2)(8)式中f1,f2——真实的或假想的主销轴承及衬套的摩擦系数r1,r2——转向节上下球头座孔半径,mmh——转向节上下球头中心线间的距离,mmK——前桥动载荷系数1.2.2转向回正产生的阻风力M′2=30.5(9)路面对轮胎的阻力矩M′3=0.001G1K·r(10)由上可知转向回正产生的总回正阻力矩为∑Μ′=G1Κ(f1r1+2qhf2r2)+30.5+0.001G1Κ⋅r(11)式中M′1——绕主销摩擦力矩,N·mM′2——转向器逆转阻力矩,N·mM′3——路面对轮胎阻力矩,N·m2残留横摆角速度的计算前轮转向后开始回正时∑M>∑M′,随着轮胎侧偏角的减小由侧偏力产生的回正力矩也逐渐减小,同时由前桥位能产生的回正力矩也随着前轮转角的减小而减小,直到前轮总回正力矩与总回正阻力矩二者相平衡时,转向轮停止回正,此时有下式成立∑M=∑M′(12)14G1qsin(β+γ)W+12cbl2tanθ(αr+16l)=G1Κ(f1r1+2qhf2r2)+30.5+0.001G1Κr(13)由式(13)求得主销内倾角的表达式为β=arcsin{4G1qW[G1Κ(f1r1+2qhf2r2)+30.5+0.001G1Κr-12cbl2tanθ(αr+16)]}-γ(14)(1)当前轮回正力矩等于回正阻力矩时,上式中的前轮转向角δ就变成了残留转角Δδ,而Δδ与残留横摆角速度Δr有如下函数关系Δr=uLΔδ(15)式中Δr——残留横摆角速度,(°)/sΔδ——前轮残留转角,(°)u——汽车速度,m/s将式(15)改写为Δδ=LuΔr(16)将式(16)代入式(14)得β=arcsin{4G1q[A1/B1+sin(L/uΔr)]×[G1Κ(f1r1+2qhf2r2)+30.5+0.001G1Κr-12cbl2(αr+16)]}-γ(17)式中A1=csc2(LΔr/u)sin[arccot(B/L+cot(LΔr/u))]B1=1+[B/L+cot(LΔr/u)]2(2)根据GB/T6323.4-94中的“转向回正性能试验”要求,按松开转向盘(方向盘)3s时的残留横摆角速度绝对值Δr及横摆角速度总方差Er两项指标进行评价计分ΝΔr=60+40Δr60-Δr100(Δr60-Δr)ΝEr=60+40Er60-Er100(Er60-Er)式中NΔr——转向回正性能试验残留横摆角速度绝对值的评价计分值Δr60——转向回正性能试验残留横摆角速度绝对值的下限值Δr100——转向回正性能试验残留横摆角速度绝对值的上限值Δr——转向回正性能试验残留横摆角速度绝对值的试验值NE——转向回正性能试验残留横摆角速度总方差评价计分值Er60——转向回正性能试验残留横摆角速度总方差上限值Er100——转向回正性能试验残留横摆角速度总方差下限值Er——转向回正性能试验残留横摆角速度总方差试验值轿车、客车和货车(最大质量小于2.5t)残留横摆角速度绝对值及横摆角速度总方差上下值如表1所示.对于1026B型皮卡车做低速转向回正性能试验时,评价计分要获得60以上才能合格,因此残留横摆角速度不能大于低速下限值,式(15)中的Δr取值为2.0,式(14)中的主销后倾角仍取原车设计值的1.5°±20′.将Δδ=L/uΔr、l和表2中的数据代入式(17)中可求得主销内倾角为β=0.1897rad≈11°,取β=10.5°±20′.3低速旋转回正性能试验3.1回正实验前轮主销内倾角改为计算值:β=10.5°±20′,做了低速转向回正试验,试验结果如表3所示.3.2回正性能试验(1)残留横摆角速度Δr评价计分ΝΔr=60+402.0-0(2-0.89)=82.2ΝΔr=60+402.0-0(2-0.42)=91.6(2)横摆角速度总方差Er评价计分ΝEr=60+400.6-0.3(0.6-0.50)=73.3ΝEr=60+400.6-0.3(0.6-0.47)=77.3(5)根据Δr与Er两项评价计分值ΝΗ=ΝΔr+ΝEr2=82.2+73.32=77.8＞60式中NH——转向回正性能试验综合评价计分根据综合评价计分值表明改进后1026B型皮卡车转向后的回正性能得到了提高,说明理论分析的计算得出的主销内倾值是合理的.4皮卡车车轮车轮车轮车轮车轮车轮车轮车轮车轮转向回正试验结果