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24.1转向原理与布局
阿克曼转向原理
在计划考虑,基本特点是转向几何-几何涉及的任何车辆前轮的相对角运动的同时,沿曲线路径的运动
很早的汽车有较小的前轮安装在转台提供一个单一的枢轴转向布局后,时尚的马车(图24.1a)。这种简单的安排有很大的缺点,冲击载荷作用于水平方向上的冲击力,无论是车轮产生了杠杆作用的转向机构相当于一半的车轮轨道尺寸的车辆。这样可以使车辆很难控制, 主要flY为此双转向布局后来成为惯例。在这个系统中,前轮被安装在单独的枢轴轴和一个轨道杆连接在一起。
双枢轴转向机构最初是由慕尼黑的乔治提出提高稳定性的马车。该系统是在英国专利1817由鲁道夫阿克曼,伦敦代理,但不同的困难遇到的实际应用和实践的想法很快就被遗忘。
阿克曼转向机构的一个缺点是,车轮旋转角相等时,在车辆出现下降曲线路径(图24.1b),这种影响作用是导致平行擦洗车轮在地面和转向重操作。这个问题实际上是在原始的阿克曼专利中预见到的,利用数值方法克服它。
这是查尔斯简托德,法国马车制造商开拓电动车的建设者,展示1878,擦洗车轮转动可以通过安排向后侧转向臂靠拢彼此克服,使内轮转动一个角度大于外侧车轮。该系统要求在转弯时转向轮的轴应时产生,在后轮中心线的延长共同点上相交(图24.1c)。控制信息成功是在巴黎1898机械室实验,当它被说的简托德电子转向做大精度电汽车–”
在理论上这意味着转向轮之间的角度差与轴距的长度和宽度有关。对短轴距非常早期的汽车,这一要求近似通常被安排侧转向臂沿线路,满足在后轴中心实现(图24.1c)。作为汽车的改变和轴距加长的比例,它成为必要的侧转向臂沿线路,满足后轴向前,与车辆中心线通常在距离约两前轮轴距2/3的交点。在实际应用中的简托德系统只提供三个位置正确的转向轮的角运动,即在前面,一个位置的两侧。这些错误是由于轨道杆移动的平行和前轮中心线。这些错误是这样的,转向轮的发散是大于所需的小的转向角和小于要求的大转向角
这样的历史背景,转向几何的这一方面,需要说明的是,在英语国家的描述,阿克曼驾驶总是作为包括简托德莫迪fi阳离子阿克曼原理。这是阳离子的最初设计,当然,刚轮车运行在相对地缓慢的速度。因此这将是明显的,阿克曼转向逐渐被进一步修改,要填入轮胎滑移角的影响及其影响力阻止挖掘转弯车辆中心(图24.2),由于在其有效半径的增加或减少产生转向不足分别(图22.15)。特别是在阿克曼的影响,获得了对车轮的转向角度小传统的布局是直接反对,大偏角可开发的轮胎在快速转弯时,通常是在小角度转向了。
正是由于这个原因,阿克曼效应减小,现在通常被引入到转向几何中。这仅仅涉及到更少的发散的车轮在转弯和需要转向臂沿线路,满足后面,而不是前面,后轮中心线。对于一般的现代轿车这种妥协安排,使阿克曼转向因此仍然提供了一些救济从轮胎擦在低速花招,执行与车轮转向角较大。小阿克曼扮演的角色在转向的一些缺点被幽默地称为“几何”陈列室。
阿克曼转向原理也适用于重型车辆,并在刚性六-和八轮类型的情况下,需要一点点进一步的解释。采取后一种类型的,例如,通常是安排所有四个转向轮的轴线相交的平行线到后轴和等距从他们的预测(图24.3)。因此,这将是很明显的,所有四个转向的车轮将承担不同的转向角时,从直向前位置。由于后轮的轴不能通过共同的中心转向过去,它一定跟低点,一定量的横向轮胎擦洗会为轴的相互位置发生冲突。在实际的实践中,这种效果并不是很坏,因为它可能会出现,因为,除了被最小化的紧密定位的2轴,在一些最初的下垂的联动串联轴设计,车轴的轻微相对转向动作是允许的,所以,在转弯时外侧车轮会稍微分开,内部的亦然在其悬浮车滚。在其他的串联轴有一定灵活性设计是建立在定位联动轴,这样轻微的相对性的横向运动可以帮助他们跟踪角两轴之间发生。
转向装置布局
车辆转向架的特殊形式,取决于前轮的悬挂布置。正如前面所提到的,这些都是非独立的梁式,大多数商业车辆和长期以来一直是独立的联动型的所有私家车。因此有必要对车辆在2个标题下的转向装置进行检查:梁轴的转向,独立前悬架转向。
梁式转向
在商用车中,司机通常是坐在前面或略向前的前轮,以提供一个给定的货物空间的最小总长度,也保证了前轴进行其合法要求的公平份额的负载。因此,这些要求导致转向箱本身被安装在前面的前面(图24.4)。考虑到这一基本考虑,转向齿轮的总体布局包括以下几个组成部分
转向箱组件,这包括一些形式的蜗杆和从动减速齿轮,以减少到一个可以接受的水平,司机的努力参与转向。在某些设备中,这可能需要添加一个电源辅助系统。转向柱轴将转向轮转向减速机构的转向,从而在输出摇杆轴上创建部分旋转运动。
落臂。顾名思义,这是一个简单的向下的悬杆及它的顶端刚性连接到转向箱形摇臂轴。后者的角运动,因此导致下降臂摆在船头或船尾方向。将链接拖动这也被称为转向侧管,fi装有球头连接插座两端。在落臂的下端和转向臂的外端分别保留在落臂的下端和外端的后端。拖动连接,从而起到拉动和推动杆,从底盘安装转向器的弹簧安装轴。
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转向臂。在右手驱动车辆转向臂刚性连接,和项目内,越位的短轴。这两个短轴支点轴的两端的轴梁。
轨杆。这是已知的转向杆和横向安装。类似于更短的拉杆,这是fi设置在两端用球铰连接插座,抱球销保持在轴侧转向臂。
侧舵臂。每个旋转轴带有侧转向臂可向后或向前的轴。任何转向动作传达给越位短轴通过侧转向臂和连接拉杆从而传递到左侧的短轴
一个重要的细节关系到转向齿轮布局与梁桥悬挂系统涉及的圆弧运动的阻力链和转向臂,在这个意义上,后者被控制的道路弹簧(图24.5)。如果从侧面看这些弧,那么多余的转向和车辆漂移会陪兴衰的车轴和车轮。
为了保护阿克曼效应对双转向轴重型车辆,拖动链接到第二轴连接到转向器垂臂比拉杆连接到第一轴摆动半径较小,因为在二轴车轮转向所需转动角度在减少。由于安装长度两个拉杆在实际应用中的连接第二轴转向箱垂臂,中间降臂安装在车架上的圆锥滚子轴承提供必要的支持。
前独立悬架转向
在一个汽车司机通常是坐在中间点的轴距,因此,在现代实践中的转向箱本身可以方便地安装在前轮之间操作一个纯粹的横向联动。转向装置布局采用电流型独立前悬架及包括以下组件
转向箱总成。这包括一个减少齿轮传动的蜗杆和从动件或现在更常见的齿条和小齿轮类型。在前者的情况下,转向箱的安装允许其摇杆轴卧在垂直平面上,使落臂可以摆动到任何一方。与齿条和小齿轮转向箱的转向连接是由横向安装机架直接进行,可滑动到任何一方。在传统的做法中,两个拉杆是用于连接齿条和小齿轮转向箱和一三件拉杆在蠕虫和从动装置采用(图24.6)。后者的安排,一个支点一臂需要转移,转向机构的运动车上相对的一侧车轮在转向箱安装fi。在齿条和小齿轮转向箱的情况下,每一个轨道杆被连接到滑动齿条的一端或中心,由悬挂装置的布置决定。
无论是哪一个方向的布局都采用了联动装置,这样就可以使悬挂系统的下一个或上跨节的链接有阴影。“轨道杆位于同一水平面为合适的悬挂和相同的半径。如果操纵杆太长,则不同意悬挂连接(图24.7)。这个结果在不影响独立悬挂转向驱动控制车轮的上升和下降,这会更糟,如果加上杆和环节的不平行性。一个正确的长度,拉杆fi装有链路并行确保各自的圆弧运动之间的协议从而避免了不必要的转向。严格地说,这是真实的,只有当车轮指向前方。这是因为当他们转向或锁定的存在下,国王销倾向(第24.2节)的结果在外球关节的轨道杆上升和下降,这引入了转向几何角度误差的转向几何相对于悬挂连杆机构。
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在齿轮齿条式转向器用在横向连接杆麦弗逊前悬架的同时,国防部的现代趋势是安装转向齿轮高对发动机组件为节省空间的原因部分舱壁和宽松进入横向发动机和变速。这意味着,一边转向臂必须从短轴水平提高,其中轨道杆可以方便的阴影的横向联系(图24.8a),对应到对其载体管地更高的位置(图24.8b)。由于上升和下降的车轮球销的连接在侧转向臂的运动现在更接近一条直线而不是一个弧,每个轨道杆支点从机架最大的中心化半径摆动从而减少不必要的转向的影响。虽然这种高安装的齿条和小齿轮可能出现一个不准确的转向控制,它在实践中有任何影响最小化自我转向横向方向的内橡胶的横向连杆衬套产生的优势。这是因为高安装侧转向臂的经验较少,对他们的轨道杆作为支撑杆的上部安装的波动。
24.2前端几何与车轮定位
一般背景
为了考虑到车辆的转向或前端的几何形状,这是必要的,不仅要考虑系统在计划视图相关的阿克曼效应,但也在结束和侧视图。考虑在年底或前视图,对转向车轮与路面和他们的旋转轴在拱角的定位、主销内倾角和方向偏移。在侧面看,它是旋转轴的相对垂直的角度,我们关心的是,这是被称为蓖麻角。
外倾角
这是车轮中心平面相垂直的倾斜,从车辆的前面看(图24.9a和24.10a)。外倾角是正则顶部的车轮向外倾斜,负则它向内倾斜。从历史上看,一个明显的曲面进行较早的时代,汽车前轮(任何读者谁见过一战前布加迪传奇车头会同意!),其目的是为了维护正常的车轮的然后急剧弧形或加冕单轨道路表面。然而,在现代汽车的实践中,前轮通常设置有一零个或一个小的外倾角,高达约1度,在正常的站立高度的车辆。一个弧形车轮滚动的方向,朝着它倾斜的趋势,从而支持带有侧向力或拱的推力,可以有两个好fi社会效应对转向轮。首先,它会抵消路面上的轮胎在路面上施加的任何小的侧向力,然后在转向杆中产生一个小的横向预载。因此,整体效果是促进稳定,直向前运行
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主销倾斜
这是杆轮旋转轴的倾斜相对于垂直,从车辆的前面看。应该说,转向旋转轴线重合的王梁桥前悬架的中心(因此术语主销角度:起源图24.9a),而它通过球形接头在现代IFS系统中心(图23.13和图24.10b)
在传统的实践,对旋转轴的角度是这样的,它倾斜向上。虽然这可能是源于在任何事件的结构特征,它通常也需要处理的考虑。对于前者,它的体积大的刹车组件夹在车轮和轴安排,要求一些倾斜的旋转轴。这是因为当旋转轴被投射到地面的水平,它必须与,或更通常是稍微偏移从,该中心的轮胎接触面积。进一步考虑考虑将这个问题以后
从一个角度处理点,对主销内倾角附带的好处是,它赋予了回正力矩的车轮,从倾斜的旋转轴导致车辆前要稍微像他们转向锁定。由于车辆下沉到其正常的前面站立的高度,车轮,从而有一个自然的倾向,返回到自己的直行位置,这是有效的向前和反向的方向。一个在6到12的范围内,在汽车的正常高度,是典型的现代实践,作为一个倾斜的不超过6个为商用车梁轴。
转向偏移
车轮驶在停车演习提供最大的阻力。在这些条件下减少转向力,它通常是安排在每个车轮倾斜,相对于垂直,相交在一个点或内侧地面旋转轴(图24.9a和24.10b)或,有时发现在最近的实践中,外侧(图24.11和23.13)的是什么形象地称为轮胎足迹区域中心。这些旋转轴控制提供正面和负面的方向偏移,分别地。他们的目的是使转向轮轮胎部分辊部分擦洗,而不是完全取消,关于其足迹区域的几何中心
转向偏移尺寸很少超过一半的轮胎占用面积的宽度,因为更大的数额比这往往会减少转向的回报,减少转向的努力,以及夸大的影响,在引导轮的冲击
优势声称为负,而不是积极的,转向抵消是,轮胎的阻力作用于所产生的力矩臂的力矩臂,而不是脚趾,车轮(图24.12)。因此在轮胎的fl化不均匀或制动时,车轮转向负偏移的影响往往会抵消任何偏离车辆的过程。这个功能也是现代斜裂双回路安全制动系统有关,因为如果电路行为不端一前制动会比其他更多的阻力。
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实现与广泛使用的麦弗逊和连杆悬架可以构成一个间隙问题之间的球头安装在转向节臂和制动盘偏负面的方向。在某些设计中,这个问题已经被克服,通过使用单独作用的跨节的链接,其中之一是对角设置,以赋予前和后的支柱的位置,并连接它们的外端对转向节的下臂由单独的球关节。这种背离的效果,使用一个单一的球关节是赋予一个虚拟的支点,在扩展的中心线的双链相交。因此,建立所谓“虚拟主销从而恢复所需的负性方向偏移(图24.11)。然而,应该注意的是,该偏移量将有所不同的转向是转向锁,但这并不一定是不利的。
中心点转向时获得车轮的旋转轴相交在轮胎打印区域中心的地面上,而不是横向偏离它和常规实践。真正的中心点转向意味着垂直旋转轴,装在车轮的中心平面,但这很少被发现可行的除了一些早期的前轮驱动汽车的情况下刹车安装内侧的最后驱动单元。否则,一个明显不同的中心点转向几何的一个相当大方的旋转轴(销)获得的倾向,通常在10°以上区域。
中心点转向的一个重要的优势是,在制动力的存在并牵引驱动前轮的力量,通过轮胎脚中心打印区域,车轮不转动力矩或经验到他们的旋转轴的性能。中心点转向的一个缺点是,当然,前面提到的增加洗涤效果的轮胎,这需要更大的转向力在荷兰停车演习除非助力转向使用。
蓖麻角
不与主销内倾角混为一谈,这是车轮旋转轴线相垂直的角度,从车辆的侧面观察(图24.9b和24.10c)。它被认为是积极的如果与地面的交点就在前方的垂直中心线通过轮是负面的如果它背后。一个积极的影响角度是CAS Tor创建在地面的力臂距离或机械的踪迹,这样的轮胎接触面积的中心总是落后于它能够满足地面旋转轴(图24.13)。完全一样的原则是在设计的倾斜转向头和叉的踏板和电机周期。一个熟悉的家庭应用这一原则,当然,在施工时发现家具脚轮
在的情况下的机动车辆,然而,由于蓖麻角机械试验仅仅是为了更大的气动试验的轮胎本身产生的添加剂(图22.5),这样的组合的两个步道力臂DIS距离或蓖麻TRAIL在侧向力的作用提供了一个回正力矩的转向轮(图24.13)。从这个来源的蓖麻效应成为最有效的在正常和高速驾驶时使用的相对较小的转向角。这是在与从先前提到的国王针角,这是最有有效的相对较大的转向角度控制fi奈德低速行驶
现代汽车装有子午线轮胎正蓖麻角范围在1到3°通常是特定的一般有两个原因。为什么蓖麻角明显大于这可。现
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