某六缸機載貨車轉向系統優化設計

于建蕾

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

某六缸機載貨車轉向系統優化設計

于建蕾

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

本文主要對某六缸機貨汽車的轉向系統進行了優化設計。提出了合理性優化設計方案，通過對轉向拉桿與懸架導向機構的運動干涉量進行調整，減小由于轉向拉桿機構與懸架導向機構運動不協調所造成的跳動干涉；通過轉向器的合理選擇，優化拉桿折彎形狀，提高整車可靠性的同時降低成本。

載貨汽車；轉向系統；轉向器；優化設計

CLC NO.:U463. 4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-99-03

前言

中型載貨車轉向系統由于空間布置的影響，往往采用左置左輸出的的轉向器。為了避免直拉桿總成與轉向器底殼之間的運動過程中干涉的問題，設計員往往將垂臂彎向遠離轉向器的一側以避免干涉問題，但該設計方法會造成直拉桿的彎度較大，直拉桿總成的抗拉強度減小，轉向系統的安全性降低。設計員為了提高直拉桿總成的抗拉強度，往往直接對直拉桿的外徑及壁厚直接加大，勢必會造成材料的浪費，成本的增加。

1、轉向系統優化方案

1.1 轉向系統結構分析

圖1-1為某中型貨車轉向系統示意圖。為了避免拉桿球頭向前到極限時與方向機底殼干涉，垂臂向車架外側彎折。這樣導致直拉桿總成彎度較大，拉桿力學偏心距離較大，拉桿總成的結構強度較差。直拉桿采用φ51×10 的20號鋼鋼管，結構較差，成本較高。

1.2 轉向系統優化設計

1.2.1 直拉桿結構優化

針對以上轉向系統結構分析，可以看出該轉向系統中直拉桿總成彎度較大，剛度、強度較弱，成本較高。為了減小直拉桿總成彎度，提高直拉桿強度及剛度，同時降低轉向系統的成本，對該車型轉向系統提出初步優化方案，建立轉向系統三維數模如下圖1-2所示。該車型選用一款“長脖子”轉向器，如圖1-3，所謂“長脖子”即轉向器輸出軸相對底殼靠下，這樣拉桿向前運動到極限的時候，球頭不會與轉向器的底殼干涉，從而垂臂可以往車架內側彎折，拉桿外形更加合理。

直拉桿總成桿體由φ51×10 的20號鋼鋼管修改為φ45×12的20號鋼鋼管。圖1-4為優化后直拉桿的結構。優化后降低材料的使用成本，同時拉桿安全系數達到1.6以上。

1.2.2 轉向拉桿與懸架導向機構的運動干涉量優化

轉向拉桿與懸架導向機構的運動干涉量越小，操縱穩定性越好，以下對其優化設計前后狀態進行校核。按照下面的方法進行校核。

針對本文所討論的載貨車，Le（卷耳中心到前U型螺栓的距離）為690，e（卷耳半徑）為15，懸架的動撓度為76，靜撓度為67， 圖1-6、圖1-7分別為優化前后運動校核圖。考慮方向盤自由轉角15 °，允許的干涉量小于3.0mm。優化前干涉量為7.06mm，通過抬高轉向器70mm，干涉量小于3mm。優化后整車操縱性能得到提升。

2、結論

本文通過方向機的選用和轉向部件空間布置的優化，對直拉桿進行了優化，對整車操縱穩定性進行了提升。本文所涉及的優化設計方法對今后的優化設計工作具有一定的借鑒意義。

[1] 陳家瑞．汽車構造[上]．人民交通出版社，2002.

[2] 陳家瑞．汽車構造[下]．人民交通出版社，2002.

[3] 余志生．汽車理論．機械工業出版社，2004.

[4] 王望予．汽車設計．機械工業出版社，2004.

Optimal design of steering mechanism of a six cylinder engine truck

Yu Jianlei
(Anhui Jianghuai Automobile CO.LTD, Anhui Hefei 230601)

This paper mainly for the optimum design of steering system in a six cylinder engine cargo truck. This paper puts forward the rational optimization design, through the adjustment of the steering linkage and suspension guiding mechanism motion interference, reduce the steering linkage and sports suspension guiding mechanism caused by the lack of coordination of beating interference; by turning to the reasonable choice of device, optimization of rod bending shape, improve reliability and reduce the cost.

Medium goods vehicle; Steering system; steering device; Optimal Design

U463. 4

A

1671-7988(2014)03-99-03

于建蕾，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心。