载货汽车转向系统分析

于刚 汤凯辉

摘 要：本文主要简单介绍了载货汽车转向系统的相关内容，阐述了转向梯形的分类和结构，探讨载货汽车转向系统的设计，以转变传统的载货汽车转向方式，优化其转向系统，加强对载货汽车转向系统的研究，充分利用先进的科学技术，丰富载货汽车技术理论体系，从而使载货汽车的转向更加轻便，提高载货汽车的性能，保障驾驶人员的安全。

关键词：载货汽车;转向系统;转向梯形;系统设计

随着我国社会经济的高速发展，交通运输行业也随之蓬勃发展，取得了不错的成绩，受到人们的广泛关注。在交通运输行业发展过程中，载货汽车是其中一项重要交通工具，为充分发挥载货汽车的交通运输作用，提高其运输效率和安全性，应当予以高度重视，不容忽视。要加强对载货汽车转向系统的研究，帮助驾驶员更好地操作转向盘，提升载货汽车的转向性能，保障其安全性。

1 载货汽车转向系统的相关内容

载货汽车在行驶过程中，并不是一直保持直线行驶，其需要改变行驶方向，对于轮式汽车来说，想要改变行驶方向，要求驾驶员利用汽车中的专设机构，来改变车轮的偏移角度。应当注意的是，即使载货汽车在直线行驶的时候，其车轮同样会受到路面侧向干扰力，而出现自动偏转的状况。转向系统可以分为两大类别，一类是机械转向系统，另一类是动力转向系统。机械转向系统就是驾驶员通过手动控制方向盘，来达到转向目的。部分汽车中会设置专门的动力转向机构，来帮助驾驶员转向，消除驾驶疲劳。载货汽车转向系统典型结构如图1。在设计转向系统的时候，要达到以下要求：一是所设计的转向系统要便于操作，驾驶员在转向的时候应当感到轻松便捷;二是要保障转向时候汽车运行的安全性;三是在进行转向之后，方向盘应当具备自动回正能力，以确保汽车能够稳定的直线行驶;四是当前轮受到冲击的时候，转向系统传递的反向冲击力要小[1]。

2 转向梯形的分类和结构

转向梯形可以分为两种形式，一种是断开式转向梯形，另一种是整体式转向梯形。在应用这两种转向梯形类型的时候，都必须根据实际情况来科学的设计各项参数，以保障載货汽车在进行转向的时候，其所有的轮胎都能围绕一个瞬时中心运行，使之能够形成纯滚动运动，并且不会发生横向的滑动。转向轮的转角应当控制在合理范围内，以使总体布置的最小转弯直径值达到标准设计要求。整体式转向梯形结构由三部分组成：一部分是转向横拉杆，一部分是转向梯形臂，另一部分是汽车前轴。其结构特点在于制作成本比较低，缺点在于一侧转向轮上下跳动时会对汽车运行造成一定的影响;断开式转向梯形的结构特点主要体现在其横拉杆是断开的，断开点的位置设计，需要考虑独立悬架形式。

3 载货汽车转向系统的设计

3.1 双前桥转向机构原理应用

载货汽车转向系统的性能，直接影响着汽车的机动性、灵活性，也关系着汽车是否能够保持平稳的直线行驶，是否能够提高燃油的经济性，延长轮胎的使用寿命，为此要设计有效的载货汽车转向系统。双前桥转向结构则是对载货汽车转向系统结构的一种优化，以促使载货汽车在进行转向的时候，所有轮胎保持纯滚动状态，减少轮胎磨损率，使之转向阻力矩和转弯直径变小，与此同时还要避免载货汽车轮胎在转向的时候出现横向滑移状况。要求载货汽车的每一个轮胎，都围绕同一个中心点转动。

3.2 优化双前桥转向系统转向梯形模型

双前桥转向系统中，载货汽车中的转向同时进行，需要优化两个转向轴的梯形机构，其主要分为两种机构类型，一种是整体式转向梯形机构，另一种是断开式转向梯形机构。首先，要建立双前桥转向系统转向梯形数学模型。作出基本的模型设定，需注意以下几点：一是载货汽车在转向的时候，其行驶速度比直行的时候要慢，采取匀速行驶，车辆的侧向惯性力小;二是在转向的时候，应当设置车轮为刚性，忽视车轮弹性侧偏对转向运动产生的影响;三是车辆每一个车轮的瞬时转向中心假定为后桥中心延长线上。根据上述三点，可利用函数知识，来进行目标函数推导工作。为使车辆在转向时各轮胎的转角满足以下关系，将专项梯形结构期望函数表示为以下公式：一是θ1i=cot-1（cotθ1i-K/L1）;二是θ2i=cot-1（cotθ2i-K/L2），车辆内外角转角关系图如下：

其次，在选择转向梯形设计方法的时候，可采用平面转向梯形设计法，也可以应用空间转向梯形设计法。当载货汽车车轮转角数值在二十度之内时，增加梯形臂长度，或是减小梯形底角度数，都能提高转向性能;当载货汽车车轮转角数过大的时候，转向梯形性能也会随之下降。因此，在设计和优化双前桥转向系统转向梯形结构的时候，一定要进行综合性考虑，不可只关注于某一个参数，而忽视了其他参数的影响。

4 结束语

在设计载货汽车转向系统的时候，一定要确保车辆行驶的稳定性，充分发挥现代科学技术的作用，应用动力转向器，以达到良好的转向效果。

参考文献：

[1]周忠伟.汽车转向系统模态分析研究[J].科技经济导刊，2017（18）：60+63.