工程机械底盘理论课件--工程机械转向理论
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第四节 本章重点
第一节 概 述
根据工程车辆获得转向力矩方式的不同工程车辆的转向可分为 下面三类： 一、偏转车轮转向及偏转履带转向
(1)前轮偏转：即改变车辆前轮与机体的相对位置，前外轮 的变道行驶半径最大。驾驶员易于用前外轮是否避过来估计整机 的行驶路线。
第一节 概 述
(2)后轮偏转：车辆前方装有工作装置，若采用前轮偏转方 式，不仅车轮的偏转角将受工作装置的限制，并由于工作装置靠 近前轮，其工作轮压较大，可能要求采用双胎或增大轮胎直径使 轮距及外形尺寸加大，机动性降低，还将使转向阻力矩增加，采 用后轮偏转方式，可以解决上述矛盾。
第二节 轮式车辆的转向理论
轮式车辆在转向或直线行驶过程中，经常要求左右轮以不 同的角速度旋转，其理由是：
1、转向时，外侧车轮所走过的路程较内侧车轮长； 2、当左、右车轮轮胎、载荷、气压不等或磨损不均时，其 实际滚动半径不相等； 3、在高低不平的道路上行驶时，两侧车轮实际走过的路程 不同。
第二节 轮式车辆的转向理论
第二节 轮式车辆的转向理论
1.转向行驶受力分析 在了解轮式车辆转向受力情况以前，先来讨论一下两轮车
转向时的受力情况。假定两轮车在水平地段上以等角速度ωz作低 速稳定转向，略去离心力不计，这时受力情况如图7-3d）所示。
图7－3 两轮车转向时的受力简图
第二节 轮式车辆的转向理论
图7-4 轮式车辆转向时受力简图
第二节 轮式车辆的转向理论
3.转向时，两侧从动轮应能以不同的角速度旋转，以避 免转向时从动轮产生纵向滑移或滑转。这个条件比较容易满 足，因为从动轮是不驱动的，能在轴上自由旋转。
(二)偏转车轮转向车辆的转向动力学
偏转车轮转向的车辆无论是偏转前轮，偏转后轮，还是前后 轮同时偏转，其转向力矩最终是由导向轮与地面相互作用产生 的。其分析方法基本相同，下面我们仅对偏转前轮转向的车辆 在转向时的受力进行分析讨论。
随着机器重量的增加，履带数目、每条履带的宽度和长度也 随之增加，目前单条履带的宽度已达4.5ｍ以上，接地长度超过 15ｍ。多履带行走装置因履带组合方式不同，其特征、适用对象、 承载能力均不同，见表7-1（P139－140）。
第一节 概 述
斗轮机
第一节 概 述
排土机
第一节 概 述
多履带行走装置分三支点和四支点两种，每个支点下是一组 履带，各组履带可由1、2或4条履带组成。当多履带行走装置静 止时，转向机构无法克服转向履带组与地面间巨大的摩擦力矩。 只有当多履带装置处于行驶状态时，转向履带才能被转动。总的 来说，多履带行走装置有以下特点：①履带支撑面积大，对地比 压不大，一般为100～160kPa；②一般在稍经平整（坡度为10％） 的地面上工作，转向半径大，且只要求缓慢转向；③行走速度低， 一般为4～12m/min；④承载能力大。
第一节 概 述
而多履带车辆的转向不同于双履带车辆常用的滑移转向，它 是靠一条或多条履带相对车架偏转一定角度，以使车辆按曲线路 径行驶的。它的转向方式接近于轮式车辆转向，但是轮胎和地面 接触面积小(可以近似的看成是点接触)，因而可忽略地面对轮胎 的扭转作用。而偏转履带转向对，由于接触面积大，地面通过履 带给车辆一个很大的转向阻力矩。
工程机械底盘理论课件--
1
第七章 工程机械转向理论
第七章 工程机械转向理论目录
2
第一节 概述
一、偏转车轮转向及偏转履带转向 二、铰接车架转向方式 三、差速(滑移)转向
第二节 轮式车辆的转向理论
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 二、铰接式轮式车辆的转向理论
第三节 履带车辆的转向理论
一、双履带车辆的转向理论 二、偏转履带转向车辆的转向理论 三、铰接式履带车辆的转向简介
第一节 概 述
第二节 轮式车辆的转向理论
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 ♣ 偏转车轮转向车辆的转向运动学 ♣ 偏转车轮转向车辆的转向动力学 ♣ 单差速器对轮式车辆性能的影响
二、铰接式轮式车辆的转向理论 ♣ 铰接式轮式车辆转向运动学 ♣ 铰接轮式车辆转向力矩及阻力矩分析
第二节 轮式车辆的转向理论
式(7-5) 由上式（7-5）可以看出K1与K2 的差值越大，a1与a2相差也越大。 其变化规律如图7-2所示。
第二节 轮式车辆的转向理论
上面讨论表明，不论车辆的转向的形式如何，内外导向轮相 对于机体的偏转角度应该满足一定的条件。一般轮式车辆上所采 用的转向梯形机构，双拉杆机构等，在选择合适的参数后，可以 比较接近的满足上述要求。
v1 v2
(R 0.5B)Z (R 0.5B)Z
v 0.5BZ v 0.5BZ
(7-7)
式中：B—车辆的轮距。
不难看出，两侧驱动轮的几何中心点转向的速度v1和v2是不 相等的，外侧驱动轮速度大于内侧驱动轮速度。因此，两侧驱动 轮的角速度应不相等。为了满足这一需求，就需要在驱动桥内装 设差速器。
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 (一)偏转车轮转向车辆的转向运动学 图7-1为偏转车轮转向车辆在水平地段上绕转向轴线O作定
转向时的车辆简图。
第二节 轮式车辆的转向理论
（a）前轮偏转车辆转向运动简图
第二节 轮式车辆的转向理论
（b）后轮偏转车辆转向运动简图
第二节 轮式车辆的转向理论
（c）前、后轮同时偏转车辆转向运动简图
或：
R
Lctg
K 2
R
Lctg
K 2
(7-1)
第二节 轮式车辆的转向理论
为了满足上述要求，轮式车辆在转向时，内外导向轮对于 机体的偏转度应该是不相等的，它们分别是α和β，由式(7-1) 可知，这两个角度应该具有下列关系：
或：
ctg R 0.5K
L
ctg R 0.5K
L
ctg ctg K 常数
第一节 概 述
(3)前后轮同时偏转的转向方式，往往用于对机动性有特殊 要求或机架特别长的机械。
(4)多桥偏转车轮转向方式，对于在公路行驶而总重和长度 特别大的轮式工程机械，为了不影响弯道行驶能力，可采用多轮 偏转的多桥支承底盘。大型汽车式起重机多采用这种方式。
第一节 概 述
第一节 概 述
(5)偏转履带的转向方式：由于大型工程机械的生产率极高， 而这样大型工程机械的重量很重，轻者上千吨，重者达万吨以上。 要担负起它们的承重，移动与转向行走，且要保持对他比压不超 过150kPa，必须采用多履带行走装置。
L
(7-2)
式中：K—左右转向节立轴之间的距离； L—车轴的轴距。
第二节 轮式车辆的转向理论
对于前后轮同时偏转 向时，如果前桥两主销之 间距离K1等于后桥两主销 之间距离K2时，即K1=K2=K。 则有式(7-3) ：
R
L1ctg1
K 2
R
L1ctg1
K 2
R
L2ctg 2
K 2
R
L2ctg 2
第一节 概 述
第一节 概 述
三、差速(滑移)转向 差速转向方式的车架是整体的(没有相对偏转的车架)，其车
轮轴线或履带与机架是固定的它依靠改变左右两侧车轮或履带的 转速及其转向来操纵行驶方向。主要用于全桥驱动的车辆或双履 带车辆，其结构比较简单，转向半径较小，但转向时车轮的滑动 较为严重，而双履带车辆一般都采用这种转向方式。由于对于差 速度转向来说其转向原理轮式与履带车辆相似因此对于这种转向 方式我们以对双履带车辆讨论为主。
2.转向时，两侧驱动轮应该以不同的角速度旋转，以避免转 向时驱动轮产生纵向滑移或滑移。
车辆转向时的平均速度可以用车辆几何中心L线速度v’表示，
其转向角速度ωz为：
Z
v R
(7-6)
第二节 轮式车辆的转向理论
转向时，机体上任一点都绕转向轴线O回转，其速度为该点
到轴线O的距离和角速度ωz的乘积。从图(7-1a)中可以看出，车 辆内、外侧驱动轮的几何中心点O1和O2的速度分别为：
第一节 概 述
二、铰接车架转向方式 这是一种轮式车辆和履带车辆都可以采用的一种转向方式。
它与偏转车轮的转向方式不同，它是利用前后车架相对偏转来实 现转向的。这种转向方式的特点是当工作装置装在前车架上，两 段车架相对偏转时，其方向始终与前车架一致，有利于迅速对准 作业面，减少循环时间，提高生产率，显示了铰接底盘特有的机 动性；铰接车架相对偏转时，车轮轴线在地面的投影必交于一点， 不需要专门的转向梯形机构就能避免弯道行驶时由于轮胎滚动方 向的偏差而产生产的测滑，从而使转向机构简化；特别全轮驱动 时，不必采用昂贵的驱动转向桥。但铰接车架转向也有一定的缺 点，主要是其转向时，抗倾翻的稳定性降低。
K 2
要满足上述要求， 则有式(7-4) ：
ctg1 ctg1K L1ຫໍສະໝຸດ ctg 2ctg 2
K L2
ctg1 L2
ctg 2 L1
式中：L—车辆的轴距，L1+L2=L。
(7-3) (7-4)
第二节 轮式车辆的转向理论
当前，后桥两主销之间距离K1与K2不相等时，即K1≠K2。要满 足转向时，通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同一直 线上，则：
1.单差速器的运动学 2.单差速器的动力学
第二节 轮式车辆的转向理论
二、铰接式轮式车辆的转向理论
近年来，铲运机、装载机、压路机等工程机械的车架由 两段(或更多段)的车架组成，车架间用垂直铰轴相联，并由 液压缸改变相邻车架间的相对夹角而使机械以不同的弯道半 径在地面运行。
第一节 概 述
根据转向履带的组数不同，多履带行走装置的转向方式可分 为两类：一类为一组履带转向，即转向履带沿纵轴对称布置（见 表7-1中d、e、f），另一类为两组履带一起转向，二者沿纵向对 称线布置或一前一后对称布置（见表7-1中a、b、c）。当两类多 履带行走装置以相同半径转向时，转向阻力及对地面的破坏称度 是不同的。在一般情况下多履带行走装置的转向轨迹只取决于转 向履带组偏转的角度，所以其转向轨迹可控制性好；其次，多履 带行走装置可以作任意长时间的转向而没有制动功率损失，转向 过程是平稳的。
第二节 轮式车辆的转向理论
总体受力分析
1.牵引负荷FX 2.离心力Ｆｊ 3.滚动阻力 Ｆｆｋ 4.转向阻力矩Mμ 5.驱动力FＫ′ 6.土壤对两侧导向轮的作用力Xc1和Xc2 7.转向力FZ 8.侧向反作用力Zk1和Zk2
第二节 轮式车辆的转向理论
提高车辆转向能力的措施
１、提高附着力：增加附着重量，改善轮胎结构等。 ２、减少总转向阻力：降低车速，增大转向半径等。
第一节 概 述
为了使多履带行走装置能实现转向，必须有一套独立的转向 机构，以便将转向履带组拉偏所需的角度；其次，多履带行走装 置具有两套以上的驱动装置，转向时，可以保证各条履带的受力 及转向速度适应于转向条件。
多履带行走装置常用的转向机构有：螺旋、钢绳和液压三种。 液压转向机构的优点是：它能提供所需的转向力，可减少磨损、 便于维修。此外，还可以减轻转向机构的质量。近年来，液压转 向机构在大型工程机械中得到了广泛的应用。
第二节 轮式车辆的转向理论
(三)单差速器对轮式车辆性能的影响
通过对轮式车辆的转向运动学分析可知，车辆转向时 要求内、外驱动轮能以不同的角速度旋转，这一要求是通 过装置差速器来实现的。现有轮式车辆上都装有单差速器。 单差速器对轮式车辆的一些主要性能，如转向性能、直线 行驶性能和牵引附着性能有很大的影响。
因此，为了减少转向和直线行驶时的功率消耗、轮胎磨损及 地面阻力，改善操纵性，对轮式车辆转向所提出的基本要求是： 尽可能保证车轮在地面上只有滚动，而不产生滑动(包括侧滑、纵 向滑移和滑转)。为此，轮式车辆转向必须满足下列三个条件：
第二节 轮式车辆的转向理论
1.转向时，通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同 一直线上，这样就能防止各车轮在转向时产生侧滑现象。图7-1 上O点就是该机的转向轴线或转向中心。从转向轴线O到车辆的纵 向对称面的距离R，称为车辆的转向半径。观察图7-1中a、b我们 不难看出，偏转前轮转向的车辆与偏转后轮转向的车辆其运动规 律是相同的，不同只是各个车轮的运动轨迹有所不同。其R值都 可用下式表示：
第二节 轮式车辆的转向理论
2.转向行驶阻力矩
当轮胎以某一转向半径R0绕轴线O在地面上滚动时(见图 7-5)，轮胎两侧应该有不同的滚动速度，但实际上轮胎只能 以一个速度转动，因而轮胎和地面的接触面上的各点将产生 相对滑动；另一方面，车辆即使是直线行驶，牵引力作用使 轮胎在地面上滚动的同时也将产生滑转。上述两种相对滑动， 它将引起地面对轮胎的切向反力(阻力)，并形成转向行驶时 的阻力矩。
第一节 概 述
根据工程车辆获得转向力矩方式的不同工程车辆的转向可分为 下面三类： 一、偏转车轮转向及偏转履带转向
(1)前轮偏转：即改变车辆前轮与机体的相对位置，前外轮 的变道行驶半径最大。驾驶员易于用前外轮是否避过来估计整机 的行驶路线。
第一节 概 述
(2)后轮偏转：车辆前方装有工作装置，若采用前轮偏转方 式，不仅车轮的偏转角将受工作装置的限制，并由于工作装置靠 近前轮，其工作轮压较大，可能要求采用双胎或增大轮胎直径使 轮距及外形尺寸加大，机动性降低，还将使转向阻力矩增加，采 用后轮偏转方式，可以解决上述矛盾。
第二节 轮式车辆的转向理论
轮式车辆在转向或直线行驶过程中，经常要求左右轮以不 同的角速度旋转，其理由是：
1、转向时，外侧车轮所走过的路程较内侧车轮长； 2、当左、右车轮轮胎、载荷、气压不等或磨损不均时，其 实际滚动半径不相等； 3、在高低不平的道路上行驶时，两侧车轮实际走过的路程 不同。
第二节 轮式车辆的转向理论
第二节 轮式车辆的转向理论
1.转向行驶受力分析 在了解轮式车辆转向受力情况以前，先来讨论一下两轮车
转向时的受力情况。假定两轮车在水平地段上以等角速度ωz作低 速稳定转向，略去离心力不计，这时受力情况如图7-3d）所示。
图7－3 两轮车转向时的受力简图
第二节 轮式车辆的转向理论
图7-4 轮式车辆转向时受力简图
第二节 轮式车辆的转向理论
3.转向时，两侧从动轮应能以不同的角速度旋转，以避 免转向时从动轮产生纵向滑移或滑转。这个条件比较容易满 足，因为从动轮是不驱动的，能在轴上自由旋转。
(二)偏转车轮转向车辆的转向动力学
偏转车轮转向的车辆无论是偏转前轮，偏转后轮，还是前后 轮同时偏转，其转向力矩最终是由导向轮与地面相互作用产生 的。其分析方法基本相同，下面我们仅对偏转前轮转向的车辆 在转向时的受力进行分析讨论。
随着机器重量的增加，履带数目、每条履带的宽度和长度也 随之增加，目前单条履带的宽度已达4.5ｍ以上，接地长度超过 15ｍ。多履带行走装置因履带组合方式不同，其特征、适用对象、 承载能力均不同，见表7-1（P139－140）。
第一节 概 述
斗轮机
第一节 概 述
排土机
第一节 概 述
多履带行走装置分三支点和四支点两种，每个支点下是一组 履带，各组履带可由1、2或4条履带组成。当多履带行走装置静 止时，转向机构无法克服转向履带组与地面间巨大的摩擦力矩。 只有当多履带装置处于行驶状态时，转向履带才能被转动。总的 来说，多履带行走装置有以下特点：①履带支撑面积大，对地比 压不大，一般为100～160kPa；②一般在稍经平整（坡度为10％） 的地面上工作，转向半径大，且只要求缓慢转向；③行走速度低， 一般为4～12m/min；④承载能力大。
第一节 概 述
而多履带车辆的转向不同于双履带车辆常用的滑移转向，它 是靠一条或多条履带相对车架偏转一定角度，以使车辆按曲线路 径行驶的。它的转向方式接近于轮式车辆转向，但是轮胎和地面 接触面积小(可以近似的看成是点接触)，因而可忽略地面对轮胎 的扭转作用。而偏转履带转向对，由于接触面积大，地面通过履 带给车辆一个很大的转向阻力矩。
工程机械底盘理论课件--
1
第七章 工程机械转向理论
第七章 工程机械转向理论目录
2
第一节 概述
一、偏转车轮转向及偏转履带转向 二、铰接车架转向方式 三、差速(滑移)转向
第二节 轮式车辆的转向理论
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 二、铰接式轮式车辆的转向理论
第三节 履带车辆的转向理论
一、双履带车辆的转向理论 二、偏转履带转向车辆的转向理论 三、铰接式履带车辆的转向简介
第一节 概 述
第二节 轮式车辆的转向理论
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 ♣ 偏转车轮转向车辆的转向运动学 ♣ 偏转车轮转向车辆的转向动力学 ♣ 单差速器对轮式车辆性能的影响
二、铰接式轮式车辆的转向理论 ♣ 铰接式轮式车辆转向运动学 ♣ 铰接轮式车辆转向力矩及阻力矩分析
第二节 轮式车辆的转向理论
式(7-5) 由上式（7-5）可以看出K1与K2 的差值越大，a1与a2相差也越大。 其变化规律如图7-2所示。
第二节 轮式车辆的转向理论
上面讨论表明，不论车辆的转向的形式如何，内外导向轮相 对于机体的偏转角度应该满足一定的条件。一般轮式车辆上所采 用的转向梯形机构，双拉杆机构等，在选择合适的参数后，可以 比较接近的满足上述要求。
v1 v2
(R 0.5B)Z (R 0.5B)Z
v 0.5BZ v 0.5BZ
(7-7)
式中：B—车辆的轮距。
不难看出，两侧驱动轮的几何中心点转向的速度v1和v2是不 相等的，外侧驱动轮速度大于内侧驱动轮速度。因此，两侧驱动 轮的角速度应不相等。为了满足这一需求，就需要在驱动桥内装 设差速器。
一、偏转车轮转向车辆的转向理论 (一)偏转车轮转向车辆的转向运动学 图7-1为偏转车轮转向车辆在水平地段上绕转向轴线O作定
转向时的车辆简图。
第二节 轮式车辆的转向理论
（a）前轮偏转车辆转向运动简图
第二节 轮式车辆的转向理论
（b）后轮偏转车辆转向运动简图
第二节 轮式车辆的转向理论
（c）前、后轮同时偏转车辆转向运动简图
或：
R
Lctg
K 2
R
Lctg
K 2
(7-1)
第二节 轮式车辆的转向理论
为了满足上述要求，轮式车辆在转向时，内外导向轮对于 机体的偏转度应该是不相等的，它们分别是α和β，由式(7-1) 可知，这两个角度应该具有下列关系：
或：
ctg R 0.5K
L
ctg R 0.5K
L
ctg ctg K 常数
第一节 概 述
(3)前后轮同时偏转的转向方式，往往用于对机动性有特殊 要求或机架特别长的机械。
(4)多桥偏转车轮转向方式，对于在公路行驶而总重和长度 特别大的轮式工程机械，为了不影响弯道行驶能力，可采用多轮 偏转的多桥支承底盘。大型汽车式起重机多采用这种方式。
第一节 概 述
第一节 概 述
(5)偏转履带的转向方式：由于大型工程机械的生产率极高， 而这样大型工程机械的重量很重，轻者上千吨，重者达万吨以上。 要担负起它们的承重，移动与转向行走，且要保持对他比压不超 过150kPa，必须采用多履带行走装置。
L
(7-2)
式中：K—左右转向节立轴之间的距离； L—车轴的轴距。
第二节 轮式车辆的转向理论
对于前后轮同时偏转 向时，如果前桥两主销之 间距离K1等于后桥两主销 之间距离K2时，即K1=K2=K。 则有式(7-3) ：
R
L1ctg1
K 2
R
L1ctg1
K 2
R
L2ctg 2
K 2
R
L2ctg 2
第一节 概 述
第一节 概 述
三、差速(滑移)转向 差速转向方式的车架是整体的(没有相对偏转的车架)，其车
轮轴线或履带与机架是固定的它依靠改变左右两侧车轮或履带的 转速及其转向来操纵行驶方向。主要用于全桥驱动的车辆或双履 带车辆，其结构比较简单，转向半径较小，但转向时车轮的滑动 较为严重，而双履带车辆一般都采用这种转向方式。由于对于差 速度转向来说其转向原理轮式与履带车辆相似因此对于这种转向 方式我们以对双履带车辆讨论为主。
2.转向时，两侧驱动轮应该以不同的角速度旋转，以避免转 向时驱动轮产生纵向滑移或滑移。
车辆转向时的平均速度可以用车辆几何中心L线速度v’表示，
其转向角速度ωz为：
Z
v R
(7-6)
第二节 轮式车辆的转向理论
转向时，机体上任一点都绕转向轴线O回转，其速度为该点
到轴线O的距离和角速度ωz的乘积。从图(7-1a)中可以看出，车 辆内、外侧驱动轮的几何中心点O1和O2的速度分别为：
第一节 概 述
二、铰接车架转向方式 这是一种轮式车辆和履带车辆都可以采用的一种转向方式。
它与偏转车轮的转向方式不同，它是利用前后车架相对偏转来实 现转向的。这种转向方式的特点是当工作装置装在前车架上，两 段车架相对偏转时，其方向始终与前车架一致，有利于迅速对准 作业面，减少循环时间，提高生产率，显示了铰接底盘特有的机 动性；铰接车架相对偏转时，车轮轴线在地面的投影必交于一点， 不需要专门的转向梯形机构就能避免弯道行驶时由于轮胎滚动方 向的偏差而产生产的测滑，从而使转向机构简化；特别全轮驱动 时，不必采用昂贵的驱动转向桥。但铰接车架转向也有一定的缺 点，主要是其转向时，抗倾翻的稳定性降低。
K 2
要满足上述要求， 则有式(7-4) ：
ctg1 ctg1K L1ຫໍສະໝຸດ ctg 2ctg 2
K L2
ctg1 L2
ctg 2 L1
式中：L—车辆的轴距，L1+L2=L。
(7-3) (7-4)
第二节 轮式车辆的转向理论
当前，后桥两主销之间距离K1与K2不相等时，即K1≠K2。要满 足转向时，通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同一直 线上，则：
1.单差速器的运动学 2.单差速器的动力学
第二节 轮式车辆的转向理论
二、铰接式轮式车辆的转向理论
近年来，铲运机、装载机、压路机等工程机械的车架由 两段(或更多段)的车架组成，车架间用垂直铰轴相联，并由 液压缸改变相邻车架间的相对夹角而使机械以不同的弯道半 径在地面运行。
第一节 概 述
根据转向履带的组数不同，多履带行走装置的转向方式可分 为两类：一类为一组履带转向，即转向履带沿纵轴对称布置（见 表7-1中d、e、f），另一类为两组履带一起转向，二者沿纵向对 称线布置或一前一后对称布置（见表7-1中a、b、c）。当两类多 履带行走装置以相同半径转向时，转向阻力及对地面的破坏称度 是不同的。在一般情况下多履带行走装置的转向轨迹只取决于转 向履带组偏转的角度，所以其转向轨迹可控制性好；其次，多履 带行走装置可以作任意长时间的转向而没有制动功率损失，转向 过程是平稳的。
第二节 轮式车辆的转向理论
总体受力分析
1.牵引负荷FX 2.离心力Ｆｊ 3.滚动阻力 Ｆｆｋ 4.转向阻力矩Mμ 5.驱动力FＫ′ 6.土壤对两侧导向轮的作用力Xc1和Xc2 7.转向力FZ 8.侧向反作用力Zk1和Zk2
第二节 轮式车辆的转向理论
提高车辆转向能力的措施
１、提高附着力：增加附着重量，改善轮胎结构等。 ２、减少总转向阻力：降低车速，增大转向半径等。
第一节 概 述
为了使多履带行走装置能实现转向，必须有一套独立的转向 机构，以便将转向履带组拉偏所需的角度；其次，多履带行走装 置具有两套以上的驱动装置，转向时，可以保证各条履带的受力 及转向速度适应于转向条件。
多履带行走装置常用的转向机构有：螺旋、钢绳和液压三种。 液压转向机构的优点是：它能提供所需的转向力，可减少磨损、 便于维修。此外，还可以减轻转向机构的质量。近年来，液压转 向机构在大型工程机械中得到了广泛的应用。
第二节 轮式车辆的转向理论
(三)单差速器对轮式车辆性能的影响
通过对轮式车辆的转向运动学分析可知，车辆转向时 要求内、外驱动轮能以不同的角速度旋转，这一要求是通 过装置差速器来实现的。现有轮式车辆上都装有单差速器。 单差速器对轮式车辆的一些主要性能，如转向性能、直线 行驶性能和牵引附着性能有很大的影响。
因此，为了减少转向和直线行驶时的功率消耗、轮胎磨损及 地面阻力，改善操纵性，对轮式车辆转向所提出的基本要求是： 尽可能保证车轮在地面上只有滚动，而不产生滑动(包括侧滑、纵 向滑移和滑转)。为此，轮式车辆转向必须满足下列三个条件：
第二节 轮式车辆的转向理论
1.转向时，通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同 一直线上，这样就能防止各车轮在转向时产生侧滑现象。图7-1 上O点就是该机的转向轴线或转向中心。从转向轴线O到车辆的纵 向对称面的距离R，称为车辆的转向半径。观察图7-1中a、b我们 不难看出，偏转前轮转向的车辆与偏转后轮转向的车辆其运动规 律是相同的，不同只是各个车轮的运动轨迹有所不同。其R值都 可用下式表示：
第二节 轮式车辆的转向理论
2.转向行驶阻力矩
当轮胎以某一转向半径R0绕轴线O在地面上滚动时(见图 7-5)，轮胎两侧应该有不同的滚动速度，但实际上轮胎只能 以一个速度转动，因而轮胎和地面的接触面上的各点将产生 相对滑动；另一方面，车辆即使是直线行驶，牵引力作用使 轮胎在地面上滚动的同时也将产生滑转。上述两种相对滑动， 它将引起地面对轮胎的切向反力(阻力)，并形成转向行驶时 的阻力矩。