皮秋生

（上海世科嘉车辆技术研发有限公司，上海 201700）

引言

传统的分析力矩波动方式是通过计算转速或力矩的变化来获取。但在实车的测试中，转向力矩包含了EPS的力矩补偿，转向传动系的摩擦，路面负载输入的不稳定等因素，导致力矩失真，不能真正的体现车辆的设计力矩波动是否合理。而转向角的变化不受上述因素的影响，同理转向角传动比也可以排除上述干扰。本文介绍了从转向角的变化来分析研究转向力矩波动。

1 非等速万向连接传动理论

如图1所示，为单万向节结构。令轴Ⅰ，轴Ⅱ分别绕各自的旋转轴转动，则与两轴垂直且相互垂直的十字轴和对应的节叉的相交点必定绕一球体的表面作圆周运动。

图1 单万向节传动连接[1]

存在于两轴转动之间的关系可用球面三角推导出来[2]。设轴Ⅰ转动角度为φ1，则轴Ⅱ转动角度为φ2，则有两角度之间的关系式为[3]：

或

2 转向传动转角的变化及波动分析

根据相关分析，双联式万向节，只有在输入、输出轴平行或相交时，并且二者在空间的位置固定不变时，才能获得匀速特性。对于转向传动机构，受制于整车布置的限制，上述匀速条件基本不能保证，常见的转向系统布置如图2所示。

图2 常见转向系统布置

转向传动系统简化形式如下图3所示。

图3 转向传动示意图

转向传动在中间轴l2的垂直面上的投影如图4所示（管柱下节叉与面P1重合，即0转角）。

图4 转向传递投影示意图

设管柱、中间轴、转向器输入轴转角分别为φ1、φ2、φ3，方向为驾驶员视角顺时针为正。……