轉(zhuǎn)彎直徑影響因素及優(yōu)化方案討論

王海峰，張雷，邵文彬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

轉(zhuǎn)彎直徑影響因素及優(yōu)化方案討論

王海峰，張雷，邵文彬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章主要講述已量產(chǎn)整車產(chǎn)品優(yōu)化最小轉(zhuǎn)彎直徑的可行性方法及注意事項。主要目的是為設(shè)計人員提供解決類似問題的設(shè)計參考，以便其更快更好的完成工作。

C-EPS；最小轉(zhuǎn)彎直徑

CLC NO.:U463.44+4Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)06-84-02

前言

在整車產(chǎn)品研發(fā)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)對已量廠車輛的某項性能進行優(yōu)化的工作，此時因為車輛的整體參數(shù)及部件都已定型，少量的變更機會導(dǎo)致周邊部件結(jié)構(gòu)進行大量變更，造成大量成本產(chǎn)生。此時就需要設(shè)計人員對所有變更方案進行取舍，以便確定性價比最高方案。本文將就實際發(fā)生的一款量產(chǎn)車型后期最小轉(zhuǎn)彎直徑優(yōu)化工作進行講述，以便設(shè)計人員就解決相似問題是予以參考。

1、轉(zhuǎn)彎直徑理論計算

為解決整車最小轉(zhuǎn)彎直徑問題，首先必須在轉(zhuǎn)彎直徑計算公式上下手。

通過公式可知，影響整車轉(zhuǎn)彎直徑的主要參數(shù)為整車的輪距W、軸距L、主銷距K(主銷接地點之間的距離)、主銷偏距、外輪轉(zhuǎn)角α和內(nèi)輪轉(zhuǎn)角β。

首先需要對這些影響因素進行初步篩選，篩選原則將遵循改進效果明顯和變更成本較小的原則。

圖1

2、下面將對轉(zhuǎn)彎直徑的各個影響因素進行詳細(xì)分析

1）通過更改整車軸距大小來改善轉(zhuǎn)彎直徑；

根據(jù)公式換算：

在現(xiàn)有車型參數(shù)下，軸距每減小 100mm轉(zhuǎn)彎直徑可以降低 0.3m左右，改善效果明顯。但此方案涉及大量設(shè)計變更，整個車身造型都需進行改動。

2）通過減小輪距來來改善轉(zhuǎn)彎直徑；

圖2

根據(jù)公式換算：

在現(xiàn)有車型參數(shù)下，輪距每減小 100mm轉(zhuǎn)彎直徑可以降低 0.1m左右，改善效果不明顯，而且此方案會導(dǎo)致懸架整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，更會對懸架KC特性產(chǎn)生不利影響。 少量移動沒有效果；大量移動將涉及大量設(shè)計變更。

3）通過更改主銷偏移距來減小轉(zhuǎn)彎直徑；

圖3

現(xiàn)市場車型主銷偏移距皆在±30mm之內(nèi)，而此量廠車型主銷偏移距為-10mm

主銷偏移距單位為 mm，對轉(zhuǎn)彎直徑影響較小，改動空間不大；而且此改動對懸架性能影響較大。

4）通過更改車輪轉(zhuǎn)角來減小轉(zhuǎn)彎直徑；

根據(jù)公式換算：

在現(xiàn)有車型參數(shù)下，車輪轉(zhuǎn)角增大，都會對轉(zhuǎn)彎直徑造成較大影響。車輪內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角沒增大 1°，轉(zhuǎn)彎直徑可以降低0.3m左右。

而且此種方案對周邊結(jié)構(gòu)影響較小，是比較理想的改進手段。通常而言更改車輪轉(zhuǎn)角的方案有兩種；1.增大齒條行程；2.改變轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)。其中更改齒條行程相對簡單，只需考慮物理上的空間避讓即可；而改變轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)需要考慮懸架KC特性，需要重點考慮懸架性能影響。

3、案例分析

下文將通過一個實例來具體講述在實際開發(fā)中可能遇到的問題。

例：現(xiàn)有一款量產(chǎn)車輛，轉(zhuǎn)彎直徑在13m左右。根據(jù)項目目標(biāo)要求，轉(zhuǎn)彎直徑需要降低到12.4m以內(nèi)?，F(xiàn)根據(jù)如下步驟進行項目改進工作。

工作一：車輪跳動空間校核

圖4

車輪內(nèi)外轉(zhuǎn)角的增大會導(dǎo)致輪胎與車身縱梁的間隙變?。承O限工況下可能會導(dǎo)致干涉）。經(jīng)數(shù)模模擬驗證及實車驗證車輪包絡(luò)與縱梁沒有干涉風(fēng)險，縱梁無需更改。

工作二：轉(zhuǎn)向器齒條行程空間校核

轉(zhuǎn)向器齒條行程受自身物理結(jié)構(gòu)影響，在不考慮大量模具更改的前提下，此車型齒條行程可單邊增大2mm。

圖5

工作三：轉(zhuǎn)向梯形更改校核

1）轉(zhuǎn)向器軸線位置空間移動，由此改變車輪運動關(guān)系，增大車輪轉(zhuǎn)角。

由KC分析可知，轉(zhuǎn)向器內(nèi)球頭硬點沿X向移動10mm后（轉(zhuǎn)彎直徑降低0.3m），前輪前束變化量3.75°，不能滿足要求（要求前束變化量＜0.5°）。

圖6

注：轉(zhuǎn)向器軸線移動方向需要根據(jù)其與前輪中線的位置關(guān)系進行，不能一概而論。

2）更改轉(zhuǎn)向器外球頭硬點，其目的也是為改變車輪內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角，并由此改善轉(zhuǎn)彎直徑。

圖7

通過上述方案實施，此量產(chǎn)車型轉(zhuǎn)彎直徑降低到 12.3m以下，滿足了項目開發(fā)要求。同時此種優(yōu)化涉及變動量非常少，極大程度上節(jié)約了開發(fā)成本。

4、總結(jié)

量產(chǎn)車型的性能提升受制較多，既要考慮性能，也要考慮成本、周期、影響等等其他因素。本論文可以使讀者初步掌握量產(chǎn)車型改進轉(zhuǎn)彎直徑的的可行性方案。并為其他性能提升項目的改進提供了一種參考方法。

[1] 參考國標(biāo),劉鍵. GB11557《轉(zhuǎn)向機構(gòu)對駕駛員傷害》.

[2] 逯海.汽車工程手冊[M].人民交通出版社, 2000. 479～484.

[3] 王望予.汽車設(shè)計[M]. 機械工程出版社,2000. 166～193.

The optimization of factors of turning radius

Wang Haifeng, Zhang Lei, Shao Wenbin
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This paper focuses on feasible optimization of factors of minimum turning radius of mass-produced car. Ln this work, we present a study to provide references for the design of optimized turning radius.

EPS; C-EPS; electric machinery

U463.44+4

A

1671-7988 (2017)06-84-02

王海峰，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.028