于建蕾

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

某六缸机载货车转向系统优化设计

于建蕾

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

本文主要对某六缸机货汽车的转向系统进行了优化设计。提出了合理性优化设计方案，通过对转向拉杆与悬架导向机构的运动干涉量进行调整，减小由于转向拉杆机构与悬架导向机构运动不协调所造成的跳动干涉；通过转向器的合理选择，优化拉杆折弯形状，提高整车可靠性的同时降低成本。

载货汽车；转向系统；转向器；优化设计

CLC NO.:U463. 4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-99-03

前言

中型载货车转向系统由于空间布置的影响，往往采用左置左输出的的转向器。为了避免直拉杆总成与转向器底壳之间的运动过程中干涉的问题，设计员往往将垂臂弯向远离转向器的一侧以避免干涉问题，但该设计方法会造成直拉杆的弯度较大，直拉杆总成的抗拉强度减小，转向系统的安全性降低。设计员为了提高直拉杆总成的抗拉强度，往往直接对直拉杆的外径及壁厚直接加大，势必会造成材料的浪费，成本的增加。

1、转向系统优化方案

1.1 转向系统结构分析

图1-1为某中型货车转向系统示意图。为了避免拉杆球头向前到极限时与方向机底壳干涉，垂臂向车架外侧弯折。这样导致直拉杆总成弯度较大，拉杆力学偏心距离较大，拉杆总成的结构强度较差。直拉杆采用φ51×10 的20号钢钢管，结构较差，成本较高。

1.2 转向系统优化设计

1.2.1 直拉杆结构优化

针对以上转向系统结构分析，可以看出该转向系统中直拉杆总成弯度较大，刚度、强度较弱，成本较高。为了减小直拉杆总成弯度，提高直拉杆强度及刚度，同时降低转向系统的成本，对该车型转向系统提出初步优化方案，建立转向系统三维数模如下图1-2所示。该车型选用一款“长脖子”转向器，如图1-3，所谓“长脖子”即转向器输出轴相对底壳靠下，这样拉杆向前运动到极限的时候，球头不会与转向器的底壳干涉，从而垂臂可以往车架内侧弯折，拉杆外形更加合理。

直拉杆总成杆体由φ51×10 的20号钢钢管修改为φ45×12的20号钢钢管。图1-4为优化后直拉杆的结构。优化后降低材料的使用成本，同时拉杆安全系数达到1.6以上。

1.2.2 转向拉杆与悬架导向机构的运动干涉量优化

转向拉杆与悬架导向机构的运动干涉量越小，操纵稳定性越好，以下对其优化设计前后状态进行校核。按照下面的方法进行校核。

针对本文所讨论的载货车，Le（卷耳中心到前U型螺栓的距离）为690，e（卷耳半径）为15，悬架的动挠度为76，静挠度为67， 图1-6、图1-7分别为优化前后运动校核图。考虑方向盘自由转角15 °，允许的干涉量小于3.0mm。优化前干涉量为7.06mm，通过抬高转向器70mm，干涉量小于3mm。优化后整车操纵性能得到提升。

2、结论

本文通过方向机的选用和转向部件空间布置的优化，对直拉杆进行了优化，对整车操纵稳定性进行了提升。本文所涉及的优化设计方法对今后的优化设计工作具有一定的借鉴意义。

[1] 陈家瑞．汽车构造[上]．人民交通出版社，2002.

[2] 陈家瑞．汽车构造[下]．人民交通出版社，2002.

[3] 余志生．汽车理论．机械工业出版社，2004.

[4] 王望予．汽车设计．机械工业出版社，2004.

Optimal design of steering mechanism of a six cylinder engine truck

Yu Jianlei
(Anhui Jianghuai Automobile CO.LTD, Anhui Hefei 230601)

This paper mainly for the optimum design of steering system in a six cylinder engine cargo truck. This paper puts forward the rational optimization design, through the adjustment of the steering linkage and suspension guiding mechanism motion interference, reduce the steering linkage and sports suspension guiding mechanism caused by the lack of coordination of beating interference; by turning to the reasonable choice of device, optimization of rod bending shape, improve reliability and reduce the cost.

Medium goods vehicle; Steering system; steering device; Optimal Design

U463. 4

A

1671-7988(2014)03-99-03

于建蕾，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。