第1课转向方式与转向原理

2018/11/13 2018年11月13日
《汽车拖拉机学》课件
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析 重要几何参数： 转弯半径R：转向中心O到外转向轮与地面接触点之间的距离。
R=L／sinβ
阿克曼公式：
前轮转向时
四轮转向时
式中：M——两转向节立轴与前轮轴心线交点之间距离； L ——车辆前后轴距。
差速公式：
式中：n1、 n2——分别为慢、快速侧驱动轮转速； R——转弯半径； B——后轴轮距。
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析
（二）动力学分析： 车辆在转向时的受力比较复杂。为便于分析做以下假设：
Pq Pq1 Pq 2 Pfc Pfq P T
式中：Pq—驱动轮的总推动力，即两侧驱动轮推 力 Pq1与 Pq2之和 Pfc ——前轮滚动阻力，每侧前轮滚动阻 力为0.5Pfc Pfq ——驱动轮滚动阻力，每侧驱动轮滚
动阻力为0.5Pfq；
PT ——挂钩牵引阻力。
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二 轮式车辆转向理论分析
车辆转向时，地面作用于车轮的转向力 矩为
M B 0.5B( Pq2 Pq1 ) LPB cos
因轮式车辆后桥（驱动桥）装有差速器， 能将中央传动传来的力矩近似平均地分
配给两则驱动轮，所以可以假定
' 1 Pq Pq 2
因而式上式可写成：
M B LPB cos
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析 轮式拖拉机在等速转向行驶受力：
转向时牵引平衡方程为：
Pq Pfq Pfc cos PB sin P T cos
式中： ——转向时驱动轮的总推力， 为两侧驱动轮推力 与 之和； ——转向时挂勾牵引力； —— 作用线与车辆纵向对称 轴线间的夹角。
①四轮车辆的两前轮直接装在同一前轴上，前轴中间与机体铰接；
②车辆是低速转向，这样可以不考虑离心惯性力的影响。
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析
轮式车辆在水平地面上直行： 其牵引平衡方程为：
由此可得转向力PB为
PB M zc M zq LT PT sin L cos Pfctg
转向力PB是土壤对偏转的前轮产生的轴 向反力，因而PB的大小取决于前轮和土 壤间的侧向附着性能。
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PB c Gc
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
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二 轮式车辆转向理论分析
转向时必须满足三个条件： ①通过驾驶人员的操纵来实现前轮的偏转， 车轮的偏转的程度决定了车辆的转弯半径。 ②两前轮作纯滚动，要求内侧前轮偏转角 α 比外侧前轮偏转角β 要大，且两偏转角 满足阿克曼公式。 ③转向时两驱动轮应具有不同的转速，且 内侧驱动轮转速慢，外侧驱动轮转速快， 即差速行驶。
LT sin LPfc sin M M zc M zq pT
式中：M zc、M zq ――分别为前、后轮的 转向阻力矩；
LT——PT作用点至O2点的间距。
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
第四章 汽车拖拉机转向系统
本章内容安排
第1课 转向方式与转向原理
第2课 轮式车辆转向系（1）
第3课 轮式车辆转向系（2）
第4课 履带拖拉机和手扶拖拉机转向系
201816:50 年11月13日
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第四章 汽车拖拉机转向系统
本节课百度文库主要内容
一、转向方式
二、轮式车辆转向理论分析
三、履带车辆转向理论分析 四、手扶拖拉机转向理论分析
201816:50 年11月13日
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
一 转向方式
转向方式： 1、靠车辆的轮子相对车身偏转一个角度来实现 2、靠改变行走装置两侧的驱动力来实现
R
O
前轮转向
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四轮转向
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析
为了满足各车轮作纯滚动，车辆在转向时各车轮轴
心线应通过同一瞬心轴线，此轴线垂直于地面，其投影
点如图中O点，水平投影车辆转向时车身绕瞬心O点转动。 因车辆转向时的转弯半径R随前轮偏转角的变化而变化， 所以称O点为瞬时转向中心。
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析
根据稳定转向的条件，转向力矩与转向 阻力矩相平衡，即
MB M
LT sin LPfc sin LPB cos M zc M zq pT
土壤对前轮产生的反作用力分解为 轴向分力PB（侧向反作用力）和切
向分力，即为Pfc
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第四章 汽车拖拉机 的转向系统
第1课 转向方式与转向原理
二 轮式车辆转向理论分析
总转向阻力矩的计算：车辆转向时，土 壤作用于车辆、并相对于O2点的总转向 阻力矩 为各项阻力矩之和，即
第四章 汽车拖拉机 的转向系统
3、既改变两侧行走装置的驱动力又使轮子偏转 偏转车轮转向的实现方式：
前轮偏转
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后轮偏转
前后轮偏转
折腰偏转
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二 轮式车辆转向理论分析
（一）运动学分析： 转向瞬心
M M
L
R O
L