某载货车转向盘偏转问题分析与改进

王定华

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某载货车转向盘偏转问题分析与改进

王定华

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

通过对悬架与转向拉杆的跳动干涉分析，解决了某载货车在装载过程中出现的转向盘偏离中间位置的转动问题，最后结合转向盘自由转角，给出了悬架与转向拉杆跳动干涉值要求。

转向盘；偏转；分析与改进

CLC NO.:U463.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)07-30-03

1、问题来源

用户反馈某载货车在使用中出现加载后转向盘偏离中间位置的转动问题，在驾驶过程中转向盘遮挡仪表视线，并且转向后回正过程中不易判断轮胎是否处于直行位置，高速行驶时操纵性差，安全性降低，驾驶容易疲劳。

通过整车加载试验进行故障再现，随着加载量增加，转向盘偏转量逐渐增大，板簧压平状态（满载）时，偏转角度达到23.9°，继续加载，板簧逐渐反弓，偏转角度变小。

2、问题分析与改进

2.1 FTA分析

根据故障信息，进行FTA分析并结合加载试验，如图1所示，很快得出唯一影响因素：加载时钢板弹簧变形，带动直拉杆运动，该运动传递到转向管柱所致。

2.2 悬架与直拉杆跳动干涉校核

2.2.1 校核方法

校核悬架与直拉杆跳动干涉校核可采用解析法与作图法。目前实际使用中一般采用作图法[1]，作图方法如下图2：先在侧视图上画出转向器及转向杆系与纵置钢板弹簧的相对位置。当前轮上、下跳动时，转向节臂球销中心A1要沿着钢板弹簧主片中心C所决定的轨迹运动。钢板弹簧主片中心C的摆动中心O1，其坐标位置为在纵向与卷耳中心相距Le/4(Le为卷耳中心到前U行螺栓中心的距离)，在高度方向

上，与卷耳中心相距e/2(e为卷耳半径)。由于C点与A1点一起作平移运动，故有了摆动中心后，作出平行四边形O1 O2 A1C。O2点就是A1点的摆动中心，其运动轨迹为圆弧JJ’。因为A1点又是纵拉杆上的端点，所以A1点又绕转向摇臂下端球头销中心B1点摆动，其运动轨迹为圆弧KK’。过A1点作垂线NN’，并从A1点向上截取距离为悬架动挠度fd的点，向下截取距离为悬架静挠度fC的点。通过这两点作水平线与圆弧JJ’和KK’分别交于G、H、G’和H’四点。GH和G’H’即为运动不协调造成的轨迹偏差，根据相关资料[2]，上述方法称作“SAE圆弧法”，在校核时钢板弹簧主片中心C取板簧伸直时的位置。

2.2.2 校核结果与分析

板簧设计弧高如下表：

表1

按上述校核方法校核，静挠度行程干涉量8.18，动挠度行程干涉量2.15。如下图3。

由于转向机构存在的间隙的抵消作用，悬架跳动造成的转向机构干涉运动量传递到转向盘，造成的转向盘转动角度会有所减小，由于车辆静止，轮胎与地面摩擦系数大，驾驶轮胎转动角度为零，则有：

其中，θ1——转向盘最终转动角度；

θ2——不考虑转向间隙的转向盘转动角度；

θ3——转向盘单侧自由转角

其中，σ——干涉量，l——垂臂长度，i——转向器角传动比

转向盘自由转角为转向系总间隙的体现。最新版的GB7258《机动车运行安全技术条件》中要求转向盘自由转角不得超过15°。该车转向盘自由转角实测为14°，假设左右各7°，即θ3=7°，进行计算，如下表：

表2

估算出的转向盘转动角度为35.57°。与实测值差别较大。

分析跳动干涉校核过程发现，静挠度行程是从板簧零载荷到满载，而加载测量是从板簧空载到满载行程，两者行程不一致。重新校核从空载到满载干涉量为5.6。如下图。

估算出的转向盘转动角度为22.14°。与实测值较为接近。

表3

2.3改进

调整B1点位置或A1点均能改善跳动干涉量，但调整B1点位置涉及到转向器位置的调整，变动较大；另一方面，根据相关资料[3]，考虑制动时板簧变形干涉，A1点处于C点下方较为合理，也较容易实现。

因此，结合整车的布置，将前桥转向弯臂上的直拉杆球销锥孔反向，实现A1点处于主片中心下方，如图5。

在该状态下校核跳动干涉如图6：

Analysis and Improvement of the steeringwheel deflection for a lorry

Wang Dinghua
（Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd., Anhui Hefei 230601）

With the interference analysis between suspension and drag link, the steeringwheel deflection when a lorry loaded, is solved. At the end, according to steeringwheel free angle , interference benchmark between suspension and drag link is gived.

steeringwheel；deflection；analysis and improvement

U463.4

A

1671-7988(2014)07-30-03

王定华，工程师，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。