轮边液压驱动式麦弗逊悬架转向梯形设计.pdf

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1、第5l卷第9期V01．51No．9农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2013年9月September2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．09．007轮边液压驱动式麦弗逊悬架转向梯形设计贾小平，邢旺，于魁龙，樊石光(100072北京市装甲兵工程学院)[摘要]通过在多体动力学软件RecurDyn中建立采hi轮边液压驱动的麦弗逊独立悬架模型，以转向梯形各球铰空间位置为设计变量。根据实车空间布置情况及轮边液压驱动式麦弗逊悬

2、架布置特点确定优化参数范围。考虑汽车转向运动学及车轮跳动对转向影响，确定了优化目标函数，对车轮添加转向及跳动约束，对转向梯形断开点位置进行计算，使内外轮转向误差角较小、跳动转向角较小。[关键词]轮边驱动；转向系统；多体动力学；麦弗逊悬架[中图分类号]U463．33[文献标志码】A[文章编号]1673—3142(2013)09-0025-03DesignoftheSteeringSystemwithWheelHydraulicDrivenMcPhersonStrutJiaXiaoping，XingWang，YuKuil

3、ong，FanShiguang(AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072，China)[Abstract】ThemodelofMcPhersonsuspensionsystemwithwheelhydraulicdrivenwasbuihinmulti—bodydynamicssoftwareRecurDyn．Inthispaper，thespatiallocationofthehingeWrit8takenasvariableparameter．Theoptima

4、lparameterrangeisdeter-minedbasedontherealvehiclespaceandtIlecharacteristicofwheelhydraulicdrivenMcPhersonStrut．Theoptimizationobjec-tivefunctionWasdeterminedbyconsideringsteeringkinematicsandtheeffectofthewheel'smovement．SteeringandbeatingconstraintWasaddedtot

5、hewheel．ThepositionofspliuingpointWasdesignedbasedontheoptimizationobjectivefunctioninor．dertoreducetheerrorofinnerandouterwheelsteeringanglecausedbythebeatingofwheel．[Keywords]wheeldriving；steeringsystem；multi-bodydynamics；McPhersonStrut0引言某液压传动汽车的行驶系统采用液压传动，两

6、前轮由轮边液压马达直接驱动，悬架采用麦弗逊式独立悬架。由于齿轮齿条式转向机安装简单，同时考虑到重量原因，该液压传动汽车转向机采用齿轮齿条式转向机。转向系的设计应当满足特定要求，应当使车辆在转向时全部车轮绕瞬时转动中心旋转，同时由悬架导向装置和转向传动装置的运动干涉引起的车轮摆动最小，因此需要对转向梯形等参数进行合理选择。目前转向梯形的优化设计主要考虑理想状态下的阿克曼几何学[1，2

7、，文献[3]将麦弗逊悬架和转向机构作为一个整体进行分析，考虑车轮跳动的影响。本文对采用轮边液压驱动式麦弗逊独立悬架转向梯形的各部件进行综

8、合考虑，以跟踪阿克曼角作为优化目标。考虑跳动影响提出新的加权函收稿日期：2013—04—22修回日期：2013-08—08数。以车辆总体布置、传递效率等因素为约束，借助于RecurDyn的优化工具箱进行优化设计。1转向运动学分析1．1理想内外转向轮转角间关系为增加轮胎使用寿命，应尽量保证车辆在转向时各车轮均为纯滚动，即转向时各车轮的轴线均交于一点，此点成为转向中心。如图1，在车辆左转弯时，内侧轮转向角Ol与外侧转向角p应满足阿克曼转向几何学要求。即：ctga=ctt93-B／L(1)式中：o卜一内侧轮理论转向角；卜外

9、侧轮理图1转向示意图Fig．1Schematicofsteering

10、

11、一一。o么D农业装备与车辆工程2013正论转向角：日——两侧主销轴线与地面交点问距离；三——轴距。外侧转向轮实际转向角与转向梯形底边角关系为[4]：8，：arccos垡丛鲨里Q!曼二2堕Q!：幽里Q!坐垡型+‘X／M。2+B2-2MBcos(O-a')arctan面M叫si