转向与悬架干涉量校核新方法

孙江平

摘 要：探索一种新型转向与悬架干涉量校核方法，采用三维空间参数化设计、动态校核，完全抛弃二维作图法校核。相比原校核方法，可大幅度提高校核准确率，将干涉量以转向盘转角体现。

关键词：转向干涉量；参数化设计；动态校核

作者简介：孙江平（1984-），男，本科，工程师，就职于山东五征集团飞碟汽车研究院，研究方向为汽车总布置、车架开发工作。

引言

传统转向与悬架干涉量校核过程中，采用二维图以满载状态板簧为基准进行校核，这种校核存在如下问题：1、校核的干涉量为二维平面投影，未反馈真实的干涉量状态；2、校核图中的钢板弹簧主片中心的摆动中心根据行业经验确定，误差较大； 3、校核以某一个板簧状态（满载）进行静态校核，板簧状态改变后的干涉量需要重新作图校核，效率低下且对后悬架运动过程中的转向干涉量动态变化趋势没有整体把握。

1前桥节臂球销中心坐标计算

1.1加紧U型螺栓状态下钢板弹簧弧长、弦长和弧高之间的关系

图中：u—U型螺栓跨距；

1.2节臂球销中心坐标计算

以悬架前卷耳中心为坐标原点，X、Z轴正方向与整车坐标系保持一致，方便计算结果转为整车坐标。

式中：

M、N为后板簧固定支架中心孔之间的水平距离和垂直距离；

r为后板簧吊耳板孔中心长度；

T为后板簧厚度；

t为后桥板簧安装面与后桥中心之间的距离；

O（X5，Z5）为节臂球销坐标值，随板簧弧高Co而变化。

说明：Y向坐标值为常数，由前桥确定。

2.转向器垂臂球销中心坐标

式中：

X6、Z6为转向器垂臂输出轴坐标；

R为垂臂旋转半径；

γ为转向器垂臂初始角度，向前为-，向后为+。

说明：Y向坐标值为常数，由转向器和垂臂确定。

3.直拉杆长度计算

L0=

4.转向与悬架系统干涉量计算

△干涉量=L-L0

式中：

L——直拉杆实际制作长度；

L0——直拉杆理论长度。

说明：因直拉杆实际制作长度是固定值，直拉杆理论长度随板簧弧高而变动，产生的差值即转向与悬架系统干涉量。

5.虚拟干涉量与实际干涉量

虚拟干涉量：按照转向垂臂设计初始位置校核的干涉量；

实际干涉量：装车后，因直拉杆长度改变转向垂臂设计初始位置后校核的干涉量（装车时转向盘角度会相应调整）。

6.转向盘实际转角计算

转向与悬架干涉量的直接体现即转向盘的打手现象，故需要将干涉量转换为转向盘转角变化。

△转向盘转角=

式中：

i——转向器速比。

7校核实例

7.1某轻卡车型相关参数

技术参数名称	符号	数值（mm或°）
悬架前卷耳中心线	O (X1，Z1)	-650，-252
前吊耳中心与主簧上平面间距	ｅ	-4.75
板簧前段长度	Ｓ1	650
板簧后段长度	Ｓ2	650
前后吊耳支架中心X距离	M	1275
前后吊耳支架中心Z距离	N	3
后吊耳板孔中心长度	r	90
U型螺栓跨度间隔	u	88
板簧厚度	Ｔ	57
板簧垫铁厚度	ｔ	6
板簧垫铁角度	α‘’	0
主簧板面～球销中心高度	E	85.2
节臂球销位置	F	-20
板簧自由弧高	C自由	57.5
空载弧高	C空载	28.9
满载弧高	C满载	11.5
1.8g状态下孤高	C1.8g	-26.1
2.5g状态下弧高	C2.5g	-59
直拉杆长度	L	750
转向器输出轴坐标	G,H	116.2，47.2
转向器垂臂半径	R	180
初始角度	γ	2.18

7.2转向与悬架干涉量计算结果

转向与悬架干涉量校核

实际干涉量

虚拟干涉量

校核结果：

以空载为基准状态，静挠度下的最大干涉量为0.2mm，动挠度下的最大干涉量为3.5mm；

以满载为基准状态，静挠度下的最大干涉量为0.2mm，动挠度下的最大干涉量为3.3mm。

说明：以上均为装车后实际干涉量。

7.3转向盘转角计算结果

校核结果：

以空载为基准状态，静挠度下最大左转1.2°，动挠度下最大左转21.1°；

以满载为基准状态，静挠度下最大回转1.2°（以满载转向盘位置为准），动挠度下最大左转19.9°。

8 结束语

整车计算模型一旦建立，操作简便，校核结果形象、直观；

该方法可扩展至双前桥产品，适用于所有前板簧悬架车型，适用性广；

按照该方法优化转向干涉量，可大幅度减少校核工作量，有效提升驾乘感受，实用性强。

参考文献

[1] 孙江平.一种传动轴夹角动态校核方法[J]. 汽车实用技术，2017（13）：94—97.

[2] 王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社,2009.