转向系统匹配
齿轮齿条转向知识讲座
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2、在管子的直角拐弯处，两端必须加一个固定支架，以免引起管子 振动 3、软管的安装 应避免急弯，R≥（9-10）D，软管接头至开始弯曲处 的最短距离L=6D。软管受压时，长度和直径均有变化，一般长度 变化约±4％,因此长度需有余量。 4、油箱的回油管需回到其油面以下，以免引起气泡和飞溅。 5、软管过长或急剧振动的情况下，宜用夹子夹牢，但在高压下使用 的软管应尽量少用夹子，因为软管受压变形，在夹子处发生磨损。
HENGLONG ENTERPRISES GROUP/CHINA AUTOMOTIVE SYSTEMS CONFIDENTIAL AND POSSESS Edition Number:CHL0501
五、油罐的设计
转向油罐的功能
1· 为动力转向系统提供加液压油的容器。 2· 为动力转向系统提供检查液压油的地方。 3· 为动力转向系统液压油热膨胀提供空间。 4· 当系统使油管膨胀时(如限压时)，提供补偿液压油。 5· 使动力转向系统能够排除空气。
三、转向系统参数设计
液压转向系统的主要参数如下： 1.转向器最大输出力 2.油泵最大油压 3.转向器传动比 4.油泵流量曲线 5.转向器扭矩-压力曲线
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三、转向系统参数设计
转向器最大输出力的计算
车轮转向所需的最大转动扭矩为: Mr=（G3÷P）1/2×f÷3 其中:Mr——最大转动扭矩 G ——最大前轴载荷 P ——轮胎气压 f ——轮胎与地面间的滑动摩擦系数 转向器的最大输出力为： F=Mr ÷r 其中：F——最大输出力 r ——最小转向节臂半径
浅谈汽车电动助力转向系统调校
图1 某7座运动型多功能车电机特性曲线图2 某7座运动型多功能车转向助力曲线
106
2018.12
图4 转向机安装点结构
2.3 转向系统刚度
经过多轮实车验证，转向管柱和转向机总成刚度的提升，最终
使转向系统刚度提升为1.8～1.9 N·m/°，再配合转向助力曲线调校，
能有效改善中间位置感觉，增强路感。
针对上述电动助力转向系统调校方法的陈述，电机输出力矩，
即转速曲线是在车型整车参数确定之后，EPS计算选型时进行确定。
一般情况下，电机特性曲线一经确定，后续调校过程不再更改。
转
向助力曲线和主动回正曲线是整个转向系统匹配调校过程中的主要图3 某7座运动型多功能车主动回正参数
2 硬件调试
某款运动型多功能车助力曲线调整到极限时，仍存在中间位置
感差问题，此时需从转向管柱和转向机硬件上，提升整个系统的刚
度以改善中间位置感。
2.1 转向管柱总成刚度
转向管柱总成刚度值低，转向时扭杆响应迟滞，产生较大的
中间位置“死区”；转向管柱总成刚度高，转向手力值大。
因此，合
适的总成刚度是提升转向性能的重要参数。
针对某款运动型多功能。
转向系统设计计算匹配
1 转向系统的功能1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。
对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。
装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。
这时，基本上是角输入。
而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。
1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。
这种反馈，通常称为路感。
驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可缺少的部分。
反馈分为力反馈和角反馈从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。
2 转向系统设计的基本要求转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
转向系的基本要求如下：2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。
实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角内（内轮15°～25°范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。
2．2 良好的回正性能汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率等。
整车设计失效模式分析-DFMEA
有毒有害物质 检测
3
座椅VOC超标
2
按 2005/673/EC 有毒有害物质
设计
检测
3
动力系统匹配不 当
5
整车总布置报告
NVH测试
2
噪声大：
传动系统匹配不 当
4
整车总布置报告
NVH测试
4
驾驶员耳旁
噪声不合 格； 车内噪声不
顾客抱怨，引 起驾驶疲劳
6
S
合格；
行驶系统设计不 当
4
车身各总成刚度 设计值不足
1999测定；
S
制动系统设计不 合理
3
设计评审 与参考车型对比
3
制动异响
顾客抱怨制动 有异响
7
S
制动系统设计不 合理
4
设计评审 与参考车型对比
样车动态评价
4
灯光照度不 够
影响行车安 全,违反法规
9
R
灯光照明系统设 计不合理
3
计算校核设计评 审
按 GB 459994附录D测 定；
2
灯光指示和信号 报警系统设计不 3 设计评审
2
设计计算
按GB
2
T6323.6-1994
悬架匹配计算
测定；
3
FMEA日期
造型
车身造型不美观 5
不美观
造型不美观顾 客不满意
6
R
外装饰系统造型 美观
5
造型评审 造型评审
样车评价 2 样车评价 2
跑偏
制动时方向
侧滑
稳定性差 失去转向能力
9
影响乘员安全
S
制动系统泄露
3
设计评审 与参考车型对比 按 GB 12676-
某客车转向系统匹配计算报告
XXXXXXX转向系统计算书编制：审核：批准：前言XXXXXXXXXXXXXXXXXX市场的需求而开发的旅游客车。
转向系统设计既要满足整车设计要求，又要遵循以下原则：1.尽可能采用通用件，提高零部件的通用性；2.系统良好的可靠性、操纵性；3.系统及零部件调整及维修的便利性。
1、输入数据前轴负荷：N G 441008.945001=⨯≤。
转向器参数：转向泵参数：发动机参数：2、根据原地转向阻力矩R M 选择转向器根据半经验公式，原地转向阻力矩可由下式计算：PG f M R 313=--------------公式1 式中：R M 车轮转向阻力矩Nm ；f 轮胎与地面的滑动磨擦系数，一般取f =0.7； 1G 前轴负荷（N ）；P 前轮气压(MPa)（双钱轮胎气压830kPa ）； 代入数据得：Nm M R 90.237183.04410037.03==转向器最大输出扭矩K M 选取时，要满足R K M M ≥，一般取Nm M M R K 9.211712.1=≥，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工况。
2.1原地转向时作用在转向盘上的手力如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理，h R M M 2为：+==sg w h R i d d M M ηβϕ0 -----------------公式2 式中：h M 为作用在转向盘上的力矩；0w i 为转向系角传动比；+sg η为转向器正效率，取0.85。
0w i 又由转向器角传动比w i 和转向传动机构角传动比'w i 所组成，其中27.23=w i 、12'w L L i =。
1L 为垂臂长210mm ，2L 为转向节臂长234mm 。
作用在转向盘上的手力h F 为：swhh D M F 2= -----------------公式3 式中：sw D 为转向盘直径。
将公式2代入公式3后得到： N i L D L M F sg w sw R h 795x 14.0x 0.850.45x 0.23421x 2371.9x 0.2221===+η按上式计算出的作用力超出了人的正常体力范围，但采用动力转向即可解决这一问题。
丰田转向角匹配安装方法
丰田转向角匹配方法转向角传感器损坏后，通常仪表内VSC，防滑指示灯和方向盘故障灯会同时点亮。
检测仪读内部故障C1433，C123，C120A读取ABS系统故障码为C1433:转向传感器内部电路故障。
遇到这种情况修复一下数据即可。
数据修复需要编程器改芯片程序，修改可以联系我，根据不同转向角传感器型号，89245-74010/0N020/0E020/06060/0D060/30110等型号，初始化数据修改数据修改之后装车，将转向角对0°，如果不对0°，跑一会数据还会损坏。
即使换新的转向角传感器，也需要正确匹配安装才能解决故障安装方法：把写好初始化数据的转角传感器和气囊游丝扣在一起，气囊游丝应该旋转到最中间位置。
（即例如，气囊游丝可以转6圈，我们应该转到第3圈位置，让气囊游丝可以左右旋转的圈数都相等，再和转向角传感器扣在一起。
如果不是扣在气囊游丝中间圈数，到时候向左或向右打尽方向就会把气囊游丝缆线拉断。
）传向角传感器把插头插好，点火开关必须处于关闭状态。
(游丝上不上都可以）转向角传感器角度调整：用431或其他解码器连接车辆，打开点火开关，进ABS看转向角度数据流，我们调整目标是0度，但实际上很难调整到0度，我们只要调整到正负偏差3度以内就可以了。
千万要记住，点火开关打开以后，我们只能通过431看度数，绝对不能碰传向角传感器。
如在点火开关打开的状态下调整，传向角传感器的数据又会损坏，必须在关闭点火开口后，拔掉插头，才能去调传向角传感器。
例如，现在看到显示是正40度，我们就关闭点火，拔掉插头，再去旋转转向角传感器一个角度，在插上，再打开点火，看角度数，反复这样操作，直到调整到接近正负3度以内。
最后安装上方向盘气囊完成。
（游丝装上）注意事项：这时候有又可能出现一个问题，气囊游丝的突出的插头位置和方向盘插头凹进去的位置对不上？这就说明气囊游丝里的大齿轮圈装错位置了，此时需要记住错误的位置，再拆卸气囊游丝，分开转向角传感器，调整大齿圈的位置，再用以上方法进行反复调整，让插头刚好在12点的位置，方向盘插头位置能对凹口上，转向角接近0度。
奥迪Q5动态转向系统原理及匹配方法等
栏目编辑：胡凯溶 ******************专家门诊Expert Clinic如在升降台上维修时)。
但是在此时的转向过程中动态转向系统不进行转向角的叠加，即不实现可变特性线。
在这个过程中可以看到指示灯闪烁，并且在发动机起动时显示屏上出现“初始化”字样。
如果汽车在初始化过程中移动，那么显示内容保持激活，直到初始化结束。
在这种情况下，初始化在后台运行，驾驶员几乎感觉不到。
利用位置传感器和转向角传感器的信号进行初始化。
转向角传感器把方向盘的当前位置的告知控制器。
而位置传感器报告空心轴的位置以及轴承的偏心度。
控制器计算出电动机的标准位置与实际位置之差，并通过控制电动机进行必要的修正。
如果误差大于8°方向盘转角，那么在汽车静止时就已开始修正。
汽车一旦起步就终止修正，并通过转向过程中的修正来代替。
如果偏差较小，一般会在下一次驾驶员转向过程中修正。
当下一次系统启动时，即随着发动机的起动，前轮的转向角不再符合可变特性线，根据相应的方向盘转角而规定的车轮转向角。
现在初始化的任务是确定这个与标准值的误差，并实现必要的转向角叠加，以恢复前轮的正确转向角。
停车初始化过程中，驾驶员不进行操作，方向盘也会自行运动。
2.故障后的初始化如果J792因某个严重故障而不能在关闭点火开关时，可靠存储位置传感器的信号，那么一个专门的初始化程序开始运行。
该过程需要初始化传感器在转向器处于中间位置时发出的一个信号。
通过基本设置， J792获得转向角传感器(方向盘位置)、位置传感器(偏心度位置)和初始化传感器(转向机构主动齿轮的位置)测量值之间的对应关驾驶员在方向盘上施加的转向角度之和。
叠加角度的三个功能分别是增加驾驶员施加的转向角、减少驾驶员施加的转向角以及在驾驶员无转向动作情况下实现转向角。
J792计算实现可变转向传动比而需要的叠加角度，主要依据当时的车速和驾驶员施加的转向角，这一调节功能在系统无故障时是始终激活的。
客车转向系统的设计
大客车转向系统设计方法摘要：简要介绍大客车转向系统零件选型及匹配设计方法关键词：大客车；转向系统；设计方法；前言转向系统作为汽车的重要系统之一，直接决定着车辆的操纵稳定性，安全性。
而大客车作为大型生命载体，对转向系统可靠性要求更高，设计时来不得半点马虎，下面就以WG6120CHAE 型车辆转向系统设计为例从客车装配厂家的角度简要介绍一下大型客车转向系统的设计方法。
1、转向器的选型1.1根据前轴的轴荷选定方向机类型一般转向轴轴荷超过3.5吨，推荐使用动力转向器，动力转向器液压缸的缸径要求大于m 5.42（m 为前轴轴荷），对比厂家转向器的参数选择即可。
转向轴轴荷小于3.5吨的车辆，原则上可以不使用动力转向器，但应特别注意转向垂臂长度，车桥转向节上臂的回转半径，注意力矩计算，使转向盘不至沉重。
1.2国内转向器厂家一般根据转向轴轴来对应相关转向器产品，例如东风转向器厂IPS45的转向器对应的前轴是4.5吨，IPS55的转向器对应的前轴是5.5吨，IPS65的转向器对应的前轴是6.5吨，所以选型时可以直接对应选择就是了。
对于我司生产的WG6120CHAE 型车，因前轴载荷为6.5吨，所以选用了东风的IPS65型转向器，并根据布置形式选定了左旋左输出旋向，传动比为21.48：1，摇臂轴转角为±47.5°，方向盘总圏数为5.67圏。
IPS65型转向器2、转向系统匹配设计2.1确定内外轮转角，转向梯形及最大转弯直径选定转向器之后，我们首先要根据车辆的转弯直径的要求计算实际所需转向轮转角。
老标准以外轮中心画出来的轨迹为车辆的最大转弯直径，不太准确，新标准以通道圆直径不大于25m ，通道宽度不大于6.7米来定义转弯直径则更合理。
WG6120CHAE 型车相关参数首先找出车轮的旋转中心，转向轮的旋转中心是主销延长线与地面的交点。
现求出左右转向轮旋转中心联线的距离：中L =销B +2×r ×tg ɑ=1974.4 ①式考虑了主销后倾角的轴距：轴L =L+ r ×sin β=6312.9 ②式计算车辆的外轮转角外β=ctg 内β+B/L ③式车辆最内点的最小转弯半径 内r =轴L / tg 外β-[B-( B-中L )/2] ④式车辆最外点的最小转弯半径 外r =22)()B r L L +++内前（ ⑤式计算出车辆最外点的最小转弯半径后直接乘以2倍，便计算出了车辆的最大转弯直径，而通道宽度见下式：通道B =外r -[B L L r r -+-⨯2)(前外外] ⑥式对于WG6120CHAE 型车，我们设定前内轮转角为47°，那么依据①式和③式，我们可以算出前外轮转角为38.8° ，这可做为给车桥厂签订协议时转向梯形的依据。
奥迪Q3三代方向机的更换及匹配方法
录下来输入到新的方向机上 。
单元和气囊油丝上，该情况选择数值１）。
更 换方向机 后的设置
断 开 接 通 断 开 接通 断开 接通 在 Ｊ５００ 在 转 向 柱
３一点击 “开／关 ”，第二 区域由不正 常变 成 正 常 ，设 置 完 成 （图２）。
图２设置 完成 ３．路 试 ，将 方 向 盘 往 左 右 打 到 极 限 位 置 停 顿 ２ｓ以 上 ，直 到 方 向 机 故 障 灯 熄 灭 ， 清 除 故 障 码 。 ４．注 意 ：有 时 在 ４４方 向 机 系 统 里 面 设 置 不 了 角 度 传 感 器 ，也 可 以 进 入 到 ０３ ＡＢＳ系 统 做 角 度 传 感 器 设 置 ，设 置 方 法 同上 。 ５．设 置 完 成 后 ，故 障 码 已 完 全 清 除 ， 方 向机 故 障 灯 已熄 灭 ，路 试 时 如 果 发 现 方 向跑 偏（注 意四轮定 位必 须准确），找 一条
３．在 更换 方向机前 ，用朗１１ＰＳ９０诊 断 仪 读 取 旧 方 向 机 的 匹 配 通 道 数 值 ，更
更 改 数 值 ； 通 道 ３是 刹 车 系统 ，一 般 的 车型 选 择
换 新 方 向 机 后 要 输 入 旧 的 方 向机 匹 配 通 道 数 值 ，方 向 机 才 能 正 常 工 作 。如 果 旧 的
是 数 值 ２； 通 道 ４是 自动 泊车 系 统 ，根 据 车 型 配
方 向 机 系 统 无 法读 取 ，则 找 同 一 款 车型
通 道 ５一 般 选 择数 值 是 ０；
ｆ１）选 择 车 型 进 入 地 址 码 ４４动 力 转 向
４４进 入 ，选 择 “安 全 访 问 ”，输 入 登 陆 码 地 址 码 ４４，选 择 安 全 访 问 ，输 入 ４０１ ６８确
某超重型越野汽车全轮转向系统转角匹配研究
ＣＬＣ ＮＯ． ： Ｕ４ ６ ３ ． ４ ２ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ３ ０ － ０ ４
在 车辆 在高速 行 驶 时 ， 采用 前 组单独 转 向模式 ，
Ｗｅ ｉ Ｚｈａ ｎ ｆ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｈｅ ａ ｖ ｙ Ｄｕ ｔ ｙ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｃ ｏ ． Ｌｔ ｄ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ＆Ｄ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ ｌ ０ ２ ０ ０）
摘 要 ：本文 对 全轮 转 向系 统 的使 用 工况 、安全 性 设计 等进 行 了解 析 ，并初 步 归纳 了不 同转 向模 式 的使 用条 件 。根据 分析 ，对 转 向瞬心 的 布置 、转 向系统 的转 角分 配 、车轮 转角控 制 要求 等进 行
了阐述 ，为 全轮 转 向 的工程 应用 提供 了理 论基 础 。 关键 词 ：全 轮转 向 ；瞬 心布 置 ；转角 匹配
概 述
为 了保 持行 驶 的稳定 性 ， 在 有 限空 间转弯 或 倒车 时 ，
即后 组车轮 相对 前 组反 向转 向 ， 随 着 军事 形 势 的发展 ，对 多轴特 种 军 用越 野 车 采 用全 轮转 向模 式 ， 辆机 动 性 、安 全 性和 可靠 性 提 出 了更 高 的要求 。采 车辆 的转弯 半 径显 著减 小 。车 辆 在狭 小场 地 调整位 蟹行 ）转 向模 式 ，即前 、后 组 同 用 了 电控 液压 全 轮转 向系 统 ，可 保证 车 辆 具有 良好 置 时 ，采用 斜 行 （ 车辆 可在 姿态 不变 的情 况 下能够 平行 移动 ， 的通 过 性 、协 同性和 机动 性 。 由于 车辆 具 有前 组 转 向转 向，
浅谈汽车底盘系统集成匹配
浅谈汽车底盘系统集成匹配作者：李森来源：《中国科技博览》2016年第06期[摘要]分析底盘强度和底盘整车系统集成的基本思路，提供一条适合于中国的系统可行性的试验方法。
[关键词]底盘汽车系统集成中图分类号：U463.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0046-011 引言目前，为提高车辆的综合性能，将底盘各控制系统有机地融合起来，构成可靠性高和开放式的综合的、相互协调工作的控制系统——集成控制系统，在这一方面的研究已经取得了较大进展。
从目前已有的文献报道看，对电动助力转向与防抱死制动系统进行集成控制研究尚不多见。
但在助力转向制动工况下，汽车转向和制动两系统之间存在相互影响和制约的动力学耦合关系，而在此工况下汽车整体性能的提高依赖于这两系统之间的协调工作，因此，对两系统进行集成控制研究具有重要意义。
2 底盘系统匹配底盘系统匹配主要涉及转向系统功能匹配、底盘调校、制动性能匹配和车轮总成系统集成。
2.1 转向系统匹配转向系统匹配主要涉及转向力舒适性匹配、转向系统噪声水平优化、转向系统极限温度验证、转向精准特性以及转向舒适性匹配。
根据不同的用户定位，有针对性地进行转向力匹配，通常运动型车辆的转向力会调整得稍为偏大，以保证车辆在行驶过程中，提供给驾驶员更多的路面反馈和运动驾驶快感。
但是，转向力过大，要求驾驶员的输入力过大时，会大大降低可操控性和转向舒适性。
针对女性市场的车辆，在转向力的匹配上可以朝着偏轻的趋势调整。
如果过小，又会失去路感，丧失了太多的驾驶乐趣甚至安全性。
经过试验对比分析，客观测量和主观评价证明，针对中国用户，方向盘的转向力矩在4Nm到4.5 Nm范围内是比较合理的，过大与过小都会有用户抱怨的风险。
2.2 转向噪声的匹配针对EPS或者CEPS主要是电机驱动的噪声，可以通过减低电机噪声或者隔断噪声传播途径的方式解决。
针对HPS的液压噪声要复杂的多，转向泵功率和流量，回流管的备压，高压管的内部消音结构、长度，转向机内部零部件的装配精度，转向机阀系特性的压力梯度等诸多因素，都会带来各种不同的影响，通过泵，管路，油壶结构以及转向机特性的系统匹配来实现系统噪声的优化。
转向器最大齿条力的计算与验证
Ｃａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｖａ ｌ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｘ Ｒａ ｃ ｋ Ｆｏ ｒ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ Ｇｅ ａ ｒ
Ｗａ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｌ ｅ ｉ
计助力过大 ， 造成 了性能浪费和成本上升。
原地转 向阻力矩可根据经验公式ｆ ２ ＿ ３ ］ ：
ＶＧ ＇ ， ／ ｐ
（ １ ）
式中： 厂 为轮胎和路面 间的滑动摩 擦系数 ， 一般 取 ０ ． ７ 左
右； Ｍｒ 为转 向阻力矩 ， Ｎ・ ｍ； Ｇ为前轴 负荷 ， Ｎ ； Ｐ为轮胎
客
３ ４ 第４ 期
车Байду номын сангаас
技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ ＣＯＡ ＣＨ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯ ＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
转向器最大齿条力的计算与验证
王文建 ，张 雷
２ ３ ６ ０ ０ １ ） （ 江 淮汽 车技术 中心 乘用 车研 究院 ， 合肥
摘 要 ： 乘 用车 转 向 系统 的 匹 配设 计 中 ， 齿条 力 的 确 定 至 关重 要 ， 最 大 齿 条 力 的计 算 为 转 向 系统 匹 配 设 计 提供依据。 本 文 结合 实 际 工作 经 验 ， 对 转 向 系统 最 大 齿 条 力 的计 算 进 行 研 究和 验 证 。 该 方 法在 ＣＡＥ整 车 模
Ｂｙ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｒ ａ ｃ ｋ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ＣＡＥ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｕ ｓ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ
转向系统NVH研究综述
转向系统NVH研究综述陈书明;王登峰;苏丽俐;昝建明【摘要】转向系统的NVH性能是影响整车NVH性能的重要因素之一,研究转向系统的NVH具有重要的意义.本文综述了转向系统NVH方面的研究,介绍了制动引起的方向盘抖动现象及其机理,阐述了制动力矩波动、制动压力波动以及制动盘端面跳动等对方向盘抖动产生影响的因素；对电动助力转向器助力电机产生的振动和液压动力转向器的振动导致转向系统的振动进行了回顾,重点介绍了液压助力转向泵引起的振动和噪声问题,以及改善其NVH性能的方法和途径；同时回顾了转向轮摆振现象及其机理,以及转向轮摆振的多体系统动力学研究方法,着重阐述了将转向轮摆振系统看成一个多输入多输出的复杂非线性系统的研究方法,并对其它原因引起的方向盘振动进行了介绍.最后,对未来的研究工作提出了一些展望.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2011(001)005【总页数】13页(P429-441)【关键词】转向系统;制动抖动;转向泵;前轮摆振;噪声【作者】陈书明;王登峰;苏丽俐;昝建明【作者单位】吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林,长春130022;汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室,重庆400039;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林,长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林,长春130022;汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】U467.4转向系统的振动、噪声、声振粗糙度统称为转向系统NVH（Noise，Vibration and Harshness）问题，它可以被驾驶员直接感知，是影响整车NVH水平的重要组成部分。
转向系统中的NVH表现形式主要有以下几种：一是汽车在特定行驶工况下或发动机怠速时激起方向盘抖动，以及由于制动管路压力波动、制动器摩擦副受热蠕变和接触不均产生的制动力矩波动引起转向系统的振动；二是电动助力转向器助力电机产生的振动和液压动力转向器的振动导致转向系统的振动；三是汽车以一定的车速行驶时引起转向轮摆振。
汽车开发设计作业流程及各阶段工作内容
1.概念设计市场定位分析早期总部署设计整车动力性经济性分析和计算造型设计指导书参考样车分析供给商平台调查成本分析编制产品描述书。
1.1.1早期总部署依据市场及用户需求，选定各分总成初步确定整车基础参数人体部署和各类运动分析视野分析手触及空间分析和仪表可视性分析等整车动力性、经济性分析和计算确定造型设计方向确定初步外部尺寸整车技术参数造型风格和内部配置。
参考样车分析对参考样车进行分析研究，确定其优势和不足，结合市场情况提出所开发产品目标定位。
供给商平台调查对潜在供给商进行货源可行性评定评价她们在满足质量、供货能力及开发水平前提下提供总成和部件能力识别价格及质量含有相对竞争力供给商，以满足产品定位要求。
在供给商和制造者之间建立信息沟通成本分析确定各系统和整车目标成本。
编制产品描述书描述书作为产品开发依据文件，将所要开发产品项目标背景、目标、车型计划、总成选择、装备、进度等进行具体描述。
1.2团体一支有着丰富汽车理论知识和设计经验优异团体，熟知中国汽车配套资源及现有车型。
以敏锐眼光洞察中国汽车市场，能很好把握中国汽车发展时尚。
1.3市场定位从消费者调查、市场调研、竞争对手分析及，企业制造能力分析来确定产品市场定位。
2.汽车造型分析造型设计任务书搜集和整理相关资料并进行样车准备工程和造型契合确定设计理念，提出设计方案阶段评审初步草图设计方向性评审细化效果图草图设计设计评审效果图设计效果图评审效果图修改及提交依据用户意见修改效果图效果图同意进入零部件造型细节设计阶段团体要求：含有锐意创新精神，透过设计表面来了解设计本身所代表设计师对生活形态和消费心理了解，给予设计更多实际意义。
高雅艺术品味、丰富设计经验、全方面汽车相关专业知识和衍生材料学、流体力学、热能学、人体工程学、社会学、环境保护学等众多方面知识。
对消费者及成本了解和极富魅力创意思维使她们不停推陈出新，发明出更符合国际趋势和品牌定位作品。
设计部门负担整车造型、总体部署及整车集成，内容涵盖了从美学表面质感、动感、内外饰创意、计算机辅助曲面设计到产品外型最终数据公布。
某车型转向系统匹配工作
从 以上 分 析 可 知 ，在 转 向 管 柱 和 转 向 器 输 入
＋ 一．ｏ ’ ・ ＿ －卜 ＋ ・ 卜 ．Ｅ｝．‘ ＿ ＿ 一 ・－卜 ＿ ＋ ・ 卜 ．Ｅ 一一 ・ ＿ ＿） ．． －卜 ‘
以上 结 果 是 与 实 际 相 符 的 。
三个车门锁处微动开关突然的切换 。使车门Ｉ
＝ 总成 为前 进 后排 式 发 动 机 。 按 原 动 力输 出 中心 装在 动 。 从 双 万 向联 轴 节 传 动 的 工 作 原 理 可 知 。等 角 速 Ｉ ＝
根 据 双 万 向 联 轴 节 的 传 动 原 理 。转 向 系 统 总 ： 和相关的隔热罩布置都有一定困难。动力输出中心 ． ‘ 虽 作一定变动 。驱动半轴常用角度便达不到 ≤ 。的 布 置 必 须 满 足 以下 空 间 几 何 关 系 。才 能 实现 从 转 向 ６ 年 要 求 。所 以 为 了满 足现 动 力 总 成 接 近 原 动 力 总 成 的 盘 到转 向 器 输 入 轴 的等 角 速 传 动 。 条 件 １ 中 间轴 与 转 向 轴 之 间 的 空 间 夹 角 必 须 ： 求 。满 足 排 气 系 统 的布 置 。故 提 出修 改 前 横 梁 。原 等 于 中 间轴 与 转 向 器 输 入 轴 之 间 的 空 间夹 角 。
所 在 的平面（ 这样 。被 中 间轴连 接 的两个 万 向联 轴
节 之 间 有 一 个 相 位 角 的 要 求） 。
滑移式装载机行走转向液压系统的匹配计算
（ ３）确定驱动泵所需的扭矩 。单驱动泵所需的驱 动扭矩 （ ｎ ） Ｎ．１
Ｍ Ｐ＝盟
９ｆ ￣ ｌｒ
２９７ ． １． Ｎ ｍ
（ ２） ２
式中：Ｐ 系统的最大工作压力，３ ０ ａ；ｑ 为 ０ｂｒ 为液压 泵的排量 。４ ｃ／ ｖ ６ ｃｒ 。 ｅ
根据式 （ ２ ２ ）补油泵所需的驱动扭矩 （ ． ） ＮＭ
实际上制动距 离比上述计算 的要大 ，因为驾驶员反应时间和从制 动操作机构到制动器开始作用 ，这一段延续时间内，车辆有一段行程 Ｓ， ． Ｉ， 为制动延迟时间 ， ＋ ＝ Ｓｖ ‘ ＝ｔ Ｉ Ｓ称为制停距离。制停距离反映
了车辆实际制动情况。 （ ４）制动 时间 在水平 、坚 硬的路面上匀速直线行驶制动 ，且
（ ８） １
：
强
： １
（ ４） ２
（ 停 车制动器的最大制动力矩 。滑移式装载机停 驻的最大坡 Ｂ） 角 ａ～可按下式 计算 ：
％ ｒｔｑ＝８ ＞６ ：ａｃ ￣３６ １。 ｇ
可 以满足产 品设计行驶速 度需求 ，所 以所选择 的泵和 马达能够满 足产品设计需求 。
七 ０５ ． ３ ｓ
（ ４ １）
实 际上制动时 间比上述计算值要大 。因为驾驶 员从 得到制 动信 号 时起 ，到制动器完全发生作用为止 ，需经过一段 时间 ，此段 时间决 定 于驾驶 员的反应时 间ｔ 动系统协调 时间ｔ 和制 ２ 中ｔ 。其 ２ 主要与制动传动
同时综 合考 虑泵和马达的匹配及系统安全性 ，将泵的限压阀调定压力
设定取值。
（） １ 制动 力的分配。车轮最 大有效 制动力取决于作用在轮胎 上 的附着重量及轮胎与地 面之 间的附着 系数 ，车辆向前行驶制动 ，减速 度在车辆重心一起的惯性 力造 成前后轴 问的载荷转移 ，使前轴的动载 荷将比静载荷大 而后轴上的动载荷将比静载 荷小。
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本人从事转向系统设计工作，今赋闲在家，偶然发现这个论坛，获益颇丰。
但见很多朋友所求助的问题得到的解答不是特别透彻，遂想从转向系统布置、匹配、零部件8D整改等方面分别做一个全面的总结。
希望对新手有所帮助，不对的地方也希望能得到各位前辈的指正。
言归正传，先介绍转向系统的匹配。
匹配篇：0 ? W6 I! m& P! \( A7 Q1、以循环球整体式转向器为例，首先要确定转向系统的载荷，根据转向系统的载荷确定出相应输出力矩的循环球转向器。
转向系的载荷计算方法多种多样，有公式计算法，也有图表法。
常用公式有原苏联半经验公式、雷雷索夫公式、塔布莱克公式等，各个公式的侧重点各有不同（不同的因素分别为有的考虑主销偏置距，轮胎静力半径，有的分别考虑计算左右轮的最大转向阻力矩然后叠加，有的考虑轮胎接地面积等）。
根据自己对各个方法的对比，载荷计算结果差别不是很大。
本人常用苏联半经验公式：Mr =[f×（G 13÷P）1/2]÷3: @# a# r" y. W; {0 N PMr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm；+ ?/ e1 f7 a& P$ ]' Gf--------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；+ k3 M+ n' w. Z5 lG1-----转向轴负荷，N；P-------轮胎气压，MPa；9 h+ M9 }: J( Q该公式适用于中轻型汽车，其悬挂为钢板弹簧时，用于计算最大转向阻力矩（即汽车的原地转向阻力矩）。
该公式仅考虑了前桥负荷和轮胎气压的影响。
公式中，转向轴荷G一般按设计轴荷超载30%计算。
在计算载荷确定之后，可根据载荷选取适合的动力转向器。
这里顺便介绍下转向器的选型，现在的动力转向器配套供应商做了大量的研究和实验，提出了适应不同轴荷的其产品系列，你只要按照你计算出的前轴负荷提供给他，他即可推荐给你相匹配的型号的转向器。
根据自己的经验，具体选型时要考虑以下几点因素：1、同一范围的轴荷在不同前轮最大转角的情况下2、根据车型使用工况进行斟酌。
以上两点主要从多种车型转向器模块化管理，减少转向器品种方面考虑的。
走题了，继续。
- A: Z2 F4 J, x# V5 n转向器流量计算Q=(1. 5~2)×60ntS/K! r& {* c* w, E6 I上式参数依次为汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，9 E2 {. D/ z: Q4 k1 l1 E! }4 T助力方向机丝杆螺距；助力方向机油缸实际工作面积；助力方向机效率系数(泄漏系数）! f, O' i0 }! \& O2、转向助力泵的匹配。
% F& \+ p2 ]* X- A4 o$ `5 l1 f5 G: J# V9 s系统压力的计算可根据下列公式) Z$ ` `9 [% d( k- D* y7 BP=4*M÷π÷D(平方) ÷r÷i÷n上式参数依次为转向阻力矩、转向器缸径、齿扇啮合半径、转向力传动比、转向机的正效率。
转向油泵的控制流量可根据以下公式$ r" H! N! G. R5 f0 _, K! [; d: wQ=S*n*t÷k9 U0 m/ v2 r# A A上式参数依次为活塞面积，方向盘转速，取1.5，螺杆螺距、转向器泄露系数取0.855 S$ z- {& @1 M( M+ x0 E转向泵怠速状态下流量可根据下公式7 ?: L$ ^8 O- {3 c1 P. cQ=qt* v 参数分别为油泵排量和转速，注意：该公式仅适用于油泵特性曲线拐点以下的线性段，这里需要注意的是发动机怠速状态下，如果泵选型时排量过小，会出现原地打方向沉重的问题。
一般潍柴速比较高，不会出现此类问题，但玉柴、康明斯等发动机速比只有1或者1点多，很容易出现沉重，选型时一定要核算流量。
排量过大也不允许，会造成系统发热过快，对蜜蜂造成很大影响。
忘了一点：介绍下油泵的特性曲线，QC/T299好像发布了最新版本，里面对曲线、断流实验等做了补充规定，可以去看一下。
油泵的流量特性曲线有3中，这里不方便绘制曲线图，拐点之后抬高，拐点之后水平，拐点之后降低，重卡适用于前两种，最后一种拐点之后降低适用于乘用车。
所表征的意义比较明显，即油泵高转速时所提供流量要保持在一定范围内，（一般这个范围控制在10%以内）防止出现流量过高方向发飘，失去转向控制。
这一功能主要是通过油泵内的流量控制阀作用实现的。
. {; [$ S7 n# D- A2 x0 r$ b9 m' ]0 K) F( n6 lQC/T299好像发布了最新版本，里面对曲线、断流实验等做了补充规定，可以去看一下。
断流实验的意思就是油泵在最高压力状态下转速1500转输出流量为0不得小于30s。
7 u6 M% N6 ~6 K. U! T3 h3、管路的设计) s# g: f6 c% P( m. ?( U7 L7 @管路内径的选择：根据管道内的流速，确定管道内径尺寸，允许流速的推荐值为：1）液压泵吸油管道：0.5～1.5 m/s.一般取1 m/s以下。
0 W& Y7 x5 d1 H& J& G" [2）液压系统高压油管道：3～m/s.压力高时取大值。
4 m& U+ v7 K/ o# m4 ?! D( x3) 液压系统回油管道：1.5～2.5 m/s。
管道内径与流量、流速的关系式为：, M# _: s0 b& B1 a. @d=（4Q/πv）0.5其中d为管道内径，Q为通过管道的流量，v为管道内液流平均流速。
一般取高压管10X1，吸油管22X1.5，回油管14和16X1。
54、转向油罐容积计算; ?( G4 X& X. S& l$ M油罐容积计算公式为V大于2*（V1+V2）上式分别表示V1 转向器工作腔容积、V2所有管路容积。
转向系统所需加油量（这个计算用于整车厂在整车装配下线时给整车加注转向油液的量）2 x2 ?3 _/ |: R# [8 A* y) {' \V=V1+V2+V31 u* m. s* P1 G上式分别表示V1 转向器工作腔容积、所有管路容积，油罐容积2 B+ e% J* i9 A7 o% C F 好了，系统匹配过程大致如上。
如果是6X2,8X4之类的车型，系统匹配时还应考虑转向助力缸的流量（计算方法将助力缸当成转向器，两者叠加）。
对于此类车型，流量控制在22左右汽车转向系统的匹配设计4 p% u* c7 K. v& h8 x汽车转向系统的匹配设计一.动力转向系统配套设计1 调查汽车在超载运营时的前桥载荷（双前桥转向时需要调查双桥载荷之和）；2 调查汽车厂助力方向机的规格，根据经验，前桥载荷p≤5500kg时可选择d=100mm缸径助力方向机，其它载荷可以根据P/5500 = d2/1002进行计算，助力方向机的缸径系列为70mm、80mm 、90mm、100mm、110mm等，助力方向机缸径选择过小会使助力转向液压系统容易产生故障。
3 核算助力方向机流量需求。
保证有足够的助力性能，在典型路面（非水泥路面、土路、乡村公路）上，汽车按实际最高载重量，原地打方向时方向机进油压力为7~13MPa。
低于7MPa可以考虑减小方向机油缸直径，高于13MPa时应考虑加大转向器油缸直径。
" i2 y% s. I* u I3 v) i方向机最高压力限制（安全压力）：按典型公路重载原地转向时测试压力除以0.85，建议不要超过15MPa，一般建议使用12~13MPa安全压力，安全压力越高可靠性越差。
前桥载荷方向机型号及主要性能参数转向泵流量要求入口端所需提供的转向泵压力要求P Qmax P1/ _* T. W1 u9 R" h' N& h4 确定转向泵在发动机上的安装位置及进出油口位置，给出一个尺寸范围，这样转向泵厂家方便设计性能更好的转向泵。
5 将转向泵安装连接尺寸、进出油口位置尺寸、方向机流量需求及安全压力提交转向泵生产厂家，转向泵生产厂家根据提供的参数要求设计匹配的转向泵。
( y. c' Q+ a c! f5 z0 @1 n( m: P$ Y# ` d4 D1 r二.动力转向泵的配套设计1 动力转向泵的最大压力：- N. b- Q+ g1 [$ \/ W5 A: w' z. x, G) w考虑从转向泵的出口到方向机的进口之间的管路损失，在选择转向泵的最大压力时，应使转向泵的最大压力：PP= P1+△P0 Q6 }" v( B( J3 gP1 为方向机的最大压力; △P为管路损失,一般取(0.3-0.5)MPa，如果压力已经很高，转向却依然沉重，只能是加大缸径。
如果压力PP＜P1 ，必然会转向沉重或是打不动方向盘。
动力转向泵应有可靠的压力装置，任何情况下，输出压力不能高于其许可的最大工作压力。
若该输出接口用来驱动其他附件，应得到相关部门审查认可。
& b$ U' ^2 n* x' ~: M7 \" G2 动力转向泵的控制流量Qp：一般取Qp≥（1.05-1.1）Qmax.Qmax 为方向机所需的最大流量.3 n" x; C: O8 X3 动力转向泵的公称排量：" c* k: m% s6 n! W5 Y根据怠速时(转向泵转速一般为650-750 r/min)，方向机所需的流量，选择转向泵的排量，低速时（转向泵转速一般在1200r/s以下）转向泵输出的流量与排量之间的关系为：Q=qt* n 其中qt 为泵的理论排量；n 为怠速时转向泵的转速。
转向泵的排量过小，容易出现怠速时转向沉重，排量过大，系统容易发热。
4对应发动机特征转速下的转向泵实际流量要求（怠速，最大扭矩转速，标定转速）。
% P# w: a, n, \9 w9 w. ?- g" q6 w三. 储油罐的选择：- F6 K: g' r8 m/ a, k6 Q# _1 储油罐容积选择：考虑系统的供油、散热、油中杂质的沉淀等，一般取油箱的容量：V=（0.15—0.2）Q1。
- r0 S( z [& k( P* nQ1为转向泵的最大输出流量。
2 f0 |. b) L6 g {2 N, D7 N U% b; L2 储油罐的散热能力：一般希望转向系统的油温控制在80℃以下。
如果油温超过88℃，液压油将很快变质：形成碳化物，液压油失去润滑功能，转向泵将急剧磨损，造成转向沉重；析出胶状物质，堵塞阻尼孔或卡滞控制阀，使整个动力转向系统失效。