多轴汽车转向系的设计
中国一汽集团柳州特种汽车厂（广西柳州 545006） 李勇
摘要：介绍了多轴汽车转向设计。在分析该机构动作条件的基础上提出了它的安装与调节的要点，以解决这方面存在的困难。
关键词：多轴汽车转向系统 设计 安装要点
近两年来，随着公路法规的完善，特别是公路法规已经规定商用车辆要按照轴数的多少来作为商用车辆养路费的征收标准之后，多轴汽车的市场需求量便越来越大，我厂也紧跟市场的脚步，自主研究开发了多个品种的多轴汽车，但是多轴汽车的多个转向轴因为转向的同步和协调等问题造成了很多多轴车型在转向时往往容易出现第二或者第三轴的轮胎出现异常磨损的问题，本文主要从多轴汽车的工作原理和尺寸关系要求入手，提出多轴汽车转向的设计与安装的要点。
1 多轴汽车转向系的结构及工作原理
图1所示转向系由转向盘、动力转向器、转向传动机构组成，转向系的工作原理是：当驾驶员转动转向盘时，转向器把这个动作传到转向臂，然后再通过第一转向纵拉杆带动前轮偏转，同时转向臂也通过第一过渡转向纵拉杆把动作传到第二转向臂，在转向助力油缸的协助下，第二转向臂通过第二转向纵拉杆带动第二轴的车轮偏转，从而实现了两个前轴一起转向。而多轴汽车在转向时最重要的是所有的转向轴都必须同时转向，而且各轴的转角还必须是按一定的比例，从而使各轴的车轮都处于纯滚动或者只有极小的滑移，才能避免轮胎的异常磨损现象，减少轮胎磨损。
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图1 双前桥汽车转向系的结构
2 多轴汽车转向时各转向轮理想的转角关系
图2 双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系
图2所示是双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系图，根据阿克曼原理，同一转向轴的内、外转角关系为：
cot(N1)-cot(M1)=B/L1 （1）
不同转向轴的同一侧车轮的转角关系应满足：
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L1cot(N1)=L2cot(N2) （2）
L1cot(M1)=L2cot(M2) （3）
式中：N1、N2-汽车第一、二轴外侧轮转角；
M1、M2-汽车第一、二轴内侧轮转角；
L1、L2-汽车第一、二轴到转向中心线的距离；
由（1）、（2）、（3）式便可得到：同一转向轴的内、外转角的函数关系及同侧车轮转角的函数关系。
然后再根据车桥厂所提供的不同的前桥最大转向角度的大小及每个车型不同的轴距便可以算出各车型相应的转角关系。
最后再根据各轴的转角关系设计相应的连杆机构使各轴能够达到所预期的转角。
3 多轴汽车转向系的安装要点
a. 在装配转向系前，必须保证车辆处于正直线行驶方向；
b. 必须使各转向臂支架能够牢固的固定在车架上；
c. 装配时必须尽量使各转向臂处于垂直状态；
d. 必要的时候可以调整各转向轴的限位螺栓长度，以消除由于杆系的间隙
所产生的转角差值。
有些用户提出，车辆用了一段时间后会出现一些轮胎磨损的现象。我认为是由于以下几个原因造成的：1，转向臂支架螺母松了，使支架产生了位移，造成转向角度不协调；2，长时间拉重货之后前束值改变；3，车辆严重超载后车架产生变形，使各轴不在同一直线上。只要根据不同的情况把问题解决了，转向时轮胎异常磨损的现象也会消除的。
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多轴汽车转向系的设计
中国一汽集团柳州特种汽车厂（广西柳州 545006） 李勇
摘要：介绍了多轴汽车转向设计。在分析该机构动作条件的基础上提出了它的安装与调节的要点，以解决这方面存在的困难。
关键词：多轴汽车转向系统 设计 安装要点
近两年来，随着公路法规的完善，特别是公路法规已经规定商用车辆要按照轴数的多少来作为商用车辆养路费的征收标准之后，多轴汽车的市场需求量便越来越大，我厂也紧跟市场的脚步，自主研究开发了多个品种的多轴汽车，但是多轴汽车的多个转向轴因为转向的同步和协调等问题造成了很多多轴车型在转向时往往容易出现第二或者第三轴的轮胎出现异常磨损的问题，本文主要从多轴汽车的工作原理和尺寸关系要求入手，提出多轴汽车转向的设计与安装的要点。
1 多轴汽车转向系的结构及工作原理
图1所示转向系由转向盘、动力转向器、转向传动机构组成，转向系的工作原理是：当驾驶员转动转向盘时，转向器把这个动作传到转向臂，然后再通过第一转向纵拉杆带动前轮偏转，同时转向臂也通过第一过渡转向纵拉杆把动作传到第二转向臂，在转向助力油缸的协助下，第二转向臂通过第二转向纵拉杆带动第二轴的车轮偏转，从而实现了两个前轴一起转向。而多轴汽车在转向时最重要的是所有的转向轴都必须同时转向，而且各轴的转角还必须是按一定的比例，从而使各轴的车轮都处于纯滚动或者只有极小的滑移，才能避免轮胎的异常磨损现象，减少轮胎磨损。
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图1 双前桥汽车转向系的结构
2 多轴汽车转向时各转向轮理想的转角关系
图2 双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系
图2所示是双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系图，根据阿克曼原理，同一转向轴的内、外转角关系为：
cot(N1)-cot(M1)=B/L1 （1）
不同转向轴的同一侧车轮的转角关系应满足：
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L1cot(N1)=L2cot(N2) （2）
L1cot(M1)=L2cot(M2) （3）
式中：N1、N2-汽车第一、二轴外侧轮转角；
M1、M2-汽车第一、二轴内侧轮转角；
L1、L2-汽车第一、二轴到转向中心线的距离；
由（1）、（2）、（3）式便可得到：同一转向轴的内、外转角的函数关系及同侧车轮转角的函数关系。
然后再根据车桥厂所提供的不同的前桥最大转向角度的大小及每个车型不同的轴距便可以算出各车型相应的转角关系。
最后再根据各轴的转角关系设计相应的连杆机构使各轴能够达到所预期的转角。
3 多轴汽车转向系的安装要点
a. 在装配转向系前，必须保证车辆处于正直线行驶方向；
b. 必须使各转向臂支架能够牢固的固定在车架上；
c. 装配时必须尽量使各转向臂处于垂直状态；
d. 必要的时候可以调整各转向轴的限位螺栓长度，以消除由于杆系的间隙
所产生的转角差值。
有些用户提出，车辆用了一段时间后会出现一些轮胎磨损的现象。我认为是由于以下几个原因造成的：1，转向臂支架螺母松了，使支架产生了位移，造成转向角度不协调；2，长时间拉重货之后前束值改变；3，车辆严重超载后车架产生变形，使各轴不在同一直线上。只要根据不同的情况把问题解决了，转向时轮胎异常磨损的现象也会消除的。
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