液压助力转向系统中汽车转向轮摆振的探讨

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1、液压助力转向系统中汽车转向轮摆振的探讨长城汽车技术中心河北保定071000摘要：转向轮摆振现象作为汽车转向系统中复杂的振动现象，影响着汽车驾驶员手感、汽车稳定性、行驶舒适性等，因而在此基础上，为了实现对转向轮摆振现象的控制，需在液压助力转向系统操控过程中，构建ADAMS/Car汽车模型，并结合FTire轮胎模型，分析轮胎缺陷，继而进一步确定轮胎缺陷对转向轮摆振问题的影响，达到最佳的问题处理效果。木文从液压助力转向系统概述分析入手,并详细阐述了转向轮摆振振动源，旨在满足汽车行驶需求。关键词：汽车转向；液压助力

2、系统；摆振前言：在驾驶员汽车行驶过程中逐渐凸显出转向轮摆振问题，威胁到了驾驶员行驶安全，因而，为了创造良好的汽车行驶空间，维持汽车行进稳定性，需在转向轮摆振问题探究过程中，解析摆振源，然后，结合摆振源，调整转向系统运行状态，规避轮胎缺陷问题的凸显，影响转向盘振动、转向齿条振动、相位差振动等，降低摆振影响程度，满足汽车行驶条件。以下就是对汽车转向轮摆振分析等相关问题的详细阐述。一、液压助力转向系统概述液压助力转向系统在汽车行驶过程中起着关键作用，而其主要由液压助力装置、机械转向系统2个部分构成，其中，机械转向

3、系统涵盖了转向轴、转向盘、扭杆、转向器等工件，液压助力装置涵盖了储油罐、油管、转向液压泵、转向液压缸等，而从工作方式角度来看，液压助力系统在实际运作过程中，采取常压式、常流式2种工作方式。例如，在常压式工作模式中，液压助力装置将配备储能器，因而，在系统工作期间，将把流量输送至转向液压泵，然后，保持一段时间助力转向状态，促就汽车前行。而常流式工作方式与常压式工作方式相比,消耗功率较小，因而，应强调对常流式工作模式的应用［1］。此外，从液压助力转向系统整体结构来看，液压助力转向系统由储油罐、油泵、阀套、扭杆、阀

4、芯等组成，同时，小齿轮与阀套保持连接状态，而扭杆用于输入轴与转向小齿轮间的连接，就此满足系统运作需求。另外，从汽车直线行驶角度来看，液压助力转向系统中，转向器阀芯与阀套将保持零位移，而扭杆亦处在初始状态，未发生角度变化，因而系统将不发挥助力作用。二、汽车转向轮摆振（一）液压助力转向轮摆阵仿真分析利用相关应用软件对汽车液压助力转向系统进行建模，以便对液压助力系统中转向轮的摆振进行仿真分析，如ADAMS软件等。利用该软件对汽车液压助力转向系统进行仿真建模，将转向液压缸等效成弹簧阻尼系统，从而构建出液压助力转向系

5、统模型。考虑到液压助力转向系统转向轮振摆受轮胎缺陷影响较大，因而在对仿真模型参数进行设计吋，应充分考虑轮胎缺陷对转向轮振摆的影响。在左前轮存在多种不同缺陷的情况下，液压助力转向系统模型的仿真设置包括静不平衡、动不平衡质量均为0.1kg，切向与径向刚度不均匀性均设置为3%[2]o在这种设置下，液压助力转向系统汽车转向盘的转动角加速度随着车速的变化情况为，当车速超出40km/h吋，静不平衡质量随着车速的增大所产生的转动角加速度最大，意味着对液压助力转向系统的汽车转向摆阵影响最大，而其余三个所产生的转向盘角加速度

6、变化基本不明显；当车速低于40km/h吋，动不平衡质量对轴向盘转动角加速度影响最大，而其余变量影响不明显。（二）车辆模型在车辆模型设计过程中，为了满足转向轮摆振问题分析需求，需在汽车模型开发过程中，应用ADAMS/Car模块，即在ADAMS/Car模块操控过程中为了实现对汽车工况的真实反映，需模拟汽车发动机、转向系统、传动系统、悬架、车身、制动系统等各个部件，然后，制作后期动画，直观反映汽车动力响应，如，稳定性、舒适性、安全性、制动性等工况指标，判断转向轮振动程度。同吋，在ADAMS/Car模块设计过程中，

7、为了实现问题的深入分析，需针对样车速度等试验环境进行仿真模拟，继而在仿真模拟环境中，奋效判断摆振问题，保持稳定的汽车行驶状态。(三)转向轮摆振分析第一，从振动源角度来看，转向轮摆振问题与轮胎材料材质、工艺水平等息息相关，即由于在路面行驶期间，路面将对汽车轮胎产生一定的激励作用，就此诱发转向轮产生摆振问题。例如，当汽牟左前轮胎出现缺陷问题吋，转向轮振动源将传递至转向盘，促就驾驶员在汽车行驶过程中产生手感较差的现象。冋吋，从左前轮胎静不平衡质量、动不平衡质量、径向刚度不均匀性、切向刚度不均匀性4种缺陷方式来看，

8、当车速处在0-120km/h时，4种轮胎缺陷方式表现出不同的转向盘角加速度，因而，在转向轮摆振问题处理过程中，应提高对此问题的重视程度；第二，从双前轮缺陷角度来看，当.午.速达到40km/h吋，转向轮摆振程度将达到最激烈状态，因而，当汽车双前轮出现缺陷问题吋，为了实现对转向轮摆振问题的控制，需调整车速，将摆振影响控制在最低状态，保持驾驶员行驶环境的舒适性、稳定性［3］;第三，从四轮缺陷角度来看，四轮缺陷问题的凸显