基于Adams/Car汽车转向系统力矩波动优化分析

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摘要： 详细阐述转向系统力矩波动的基本原理，并基于adams/car悬架系统模型进行DOE分析，找到对转向传动比波动影响最关键的因素；然后结合实际车辆，优化得到转向传动比波动最小时的相位角最佳值.在实车上对优化方案进行验证.

关键词： 转向系统； 力矩波动； 转向传动比； 相位角； Adams/Car

中图分类号： U463.4文献标志码： B

0引言

汽车转向时，转向力由方向盘、转向管柱、转向器、转向横拉杆及转向节传递到与路面接触的车轮，使车轮发生一定的转动.由于布置、碰撞安全和拆装等原因，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，其不等速的特性会导致方向盘力矩波动，影响驾驶员对转向系统的主观感觉，容易引起驾驶员的不舒服和疲劳，给驾驶带来潜在危险[1].因此，在转向系统开发时，必须将转向力矩波动控制在一定范围内.

本文首先阐述转向力矩波动的原因，并分析转向力矩与转向角传动比之间的关系；然后利用Adams/Car对某车转向系统进行K&C仿真和试验验证，基于验证后的模型进行转向传动比波动DOE分析及优化，最后在实车上验证优化方案的可行性.

1转向力矩波动原理

1.1转向力矩波动原因分析

在汽车转向系中，中间轴与输入轴、输出轴之间分别采用万向节连接.为保证转向力传输时力矩不会发生波动，必须满足以下2个条件：（1）中间轴与输入轴、输出轴的夹角α1和α2应相等；（2）输入轴、中间轴和输出轴的中心线在一个平面内[2]，见图1.

5结束语

应用Adams/Car对转向系统进行DOE分析，找到对转向传动比波动影响最大的因素，为转向系统的设计开发提供重要支持.针对影响最大的因素相位角进行优化，找到使转向传动比波动最小时的相位角最优值，并在实车上得到验证.

参考文献：

[1]裴锦华. 汽车转向系统力矩波动的匹配研究[J]. 汽车科技， 2010（3）： 48-51.

[2]王望予. 汽车设计[M]. 北京： 机械工业出版社， 2011.

[3]MONTGOMERY D C. 试验设计与分析[M]. 6版. 北京： 人民邮电出版社， 2009.

[4]YANG Xiaobo， MEDEPALLI S. Sensitivities of suspension bushings on vehicle impact harshness performances[J]. SAE Paper， 2005-01-0827.

[5]高新华， 黄巨成. 基于模型的轿车转向柱力矩波动关系研究与优化[J]. 数字化设计， 2008（2-3）： 66-67.（编辑陈锋杰）