最经典的东风商用车转向系统设计案例.doc

最经典的东风商用车转向系统设计案例东风商用车转向系统设计案例1规范本规范介绍了转向系统的设计计算、匹配、以及动力转向管路的布置。:本规范主要是在满足下列标准的规定(或强制)范围之内对转向系统设计和整车布置。GB17675-1999汽车转向系基本要求GB11557-1998防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定GB7258-1997机动车运行安全技术条件GB9744-1997载重汽车轮胎GB/T6327-1996载重汽车轮胎强度试验方法《汽车标准汇编》:在设计转向系统时,应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。先从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计转向系统所必须的信息。然后布置转向传动装置,动力转向器、垂臂、拉杆系统。再进行拉杆系统的上/下跳动校核、与轮胎的位置干涉校核,以及与悬架系统的位置干涉、运动干涉校核。最小转弯半径的估算,方向盘圈数的计算。最后进行动力转向器、动力转向泵,动力转向油罐的计算与匹配,以满足整车与法规的要求;确定了动力转向器、动力转向泵,动力转向油罐匹配之后,再完成转向管路的连接走向。4车辆类型:以EQ33868×4为例,6×4或4×2类似5杆系的布置:根据《产品开发项目设计定义书》上所要求的、车辆类型、车驾宽、高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、前/后桥满载轴荷、最小转弯直径、最高车速、发动机怠速、最高转速,空压机接口尺寸,轮胎规格等,确定前桥的吨位级别、轮胎气压、花纹等。考虑梯形机构与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴之间的轴距匹配及各轴轮胎磨损必需均匀的原则,确定第一前桥、第二前桥内外轮转角、第一垂臂初始角、摆角与长度、中间垂臂的长度、初始角、摆角,确定上节臂的坐标、长度等确定的参数如下第一、二轴选择7吨级规格轮胎型号:-20、、花纹第一轴外轮转角35°;内轮转角44°第二轴外轮转角29°;内轮转角34°第一轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度垂臂参数垂臂长度315mm,中间球销长度187mm(接中间拉杆),初始角向后2°第二轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度中间垂臂参数中间垂臂长度330mm(接第二直拉杆),中间球销长度230mm(接中间拉杆),(接助力油缸活塞),初始角向后6°上述主要参数确定后,便可布置转向机支架、第一直拉杆、第二直拉杆、中间拉杆。设计转向机支架时,第一要考虑支架的强度,第二要支架的刚度,第三要考虑支架的铸造工艺性。转向机支架可以用有限元进行优化设计,在因为支架的强度与刚度影响到整个转向系统的性能。支架的强度与刚度不足,会引起前轮摆振、前轮转向反映迟钝、方向盘自由间隙大。另外,还要考虑转向机的安装工艺性与维修方便性,使转向机的安装螺栓有拧紧空间及便于拆卸。设计第一/第二直拉杆时,要考虑下列问题:保证车轮右转极限位置时,直拉杆与轮胎有10mm的间隙,直拉杆与减振器有10mm的间隙,直拉杆前后球销摆角不超过12°,直拉杆与制动气室有10mm的间隙等;保证车轮左转极限位置时,直拉杆不与转向机及转向机支架等另部件干涉,直拉杆前后球销摆角也不超过12°。还保证车轮上下跳动100mm时,直拉杆前后球销摆角不超过15°。当然,还要考虑直拉杆的制造工艺性,使设计的直拉杆容易制造。最后还要对直拉杆进行强度、稳定性校核。设计中间拉杆时,要考虑下列问题:保证车轮左/右转至极限位置时,中间拉杆不与周围的另部件干涉,中间拉杆前后球销摆角不超过12°。该车型为双前桥,杆系另部件多,而且运动关系较复杂,如果制造水平低,杆系长度公差较大的话,则会引起第一与第二桥不对中,因此,应把中间拉杆设计成长度可调式,以弥补制造缺陷带来的不足。当然,也考虑中间拉杆的制造工艺性,使设计的中间拉杆容易制造。最后同样要对中间拉杆进行强度、稳定性校核。6前轮上跳干涉量计算布置拉杆系统时,要保证前悬架和转向拉杆的运动协调。在采用钢板弹簧的情况下,当前轮相对于车身上下跳动时,转向上节臂与直拉杆相连的球销中心,一方面随着前桥沿着弹簧主片所决定的轨迹运动,同时又要随着垂臂球销中心运动。如果这两种运动的轨迹偏差较大,一方面在不平路面时会引起前轮摆振,一方面,在紧急制动时由于弹簧的纵向扭曲,会引起前轮跑偏。按TRW规定:当车轮上跳100时,干涉量不大于7mm,车轮下跳100mm时,干涉量不大于15mm。如果不考虑两前桥之间的相互影响,双前桥的干涉量计算与单前桥的计算方法相同,单独计算每个前桥的干涉量便可。计算结果如下弹簧当量杆半径R=612mm弹簧当量杆角度θ=°第一轴:当前轮上跳(DZ)100mm或下跳(DZ)100mm,相应的干涉量(DX)如下:DZDX100--