王海峰，張雷，邵文彬

（安徽江淮汽車集團(tuán)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(tuán)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(xiàng)。主要目的是為設(shè)計(jì)人員提供解決類似問題的設(shè)計(jì)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(huì)出現(xiàn)對(duì)已量廠車輛的某項(xiàng)性能進(jìn)行優(yōu)化的工作，此時(shí)因?yàn)檐囕v的整體參數(shù)及部件都已定型，少量的變更機(jī)會(huì)導(dǎo)致周邊部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量變更，造成大量成本產(chǎn)生。此時(shí)就需要設(shè)計(jì)人員對(duì)所有變更方案進(jìn)行取舍，以便確定性價(jià)比最高方案。本文將就實(shí)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(jìn)行講述，以便設(shè)計(jì)人員就解決相似問題是予以參考。

1、轉(zhuǎn)彎直徑理論計(jì)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(jì)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(diǎn)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(duì)這些影響因素進(jìn)行初步篩選，篩選原則將遵循改進(jìn)效果明顯和變更成本較小的原則。

圖1

2、下面將對(duì)轉(zhuǎn)彎直徑的各個(gè)影響因素進(jìn)行詳細(xì)分析

1）通過更改整車軸距大小來(lái)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(jì)變更，整個(gè)車身造型都需進(jìn)行改動(dòng)。

2）通過減小輪距來(lái)來(lái)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(huì)導(dǎo)致懸架整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，更會(huì)對(duì)懸架KC特性產(chǎn)生不利影響。 少量移動(dòng)沒有效果；大量移動(dòng)將涉及大量設(shè)計(jì)變更。

3）通過更改主銷偏移距來(lái)減小轉(zhuǎn)彎直徑；

圖3

現(xiàn)市場(chǎng)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(duì)轉(zhuǎn)彎直徑影響較小，改動(dòng)空間不大；而且此改動(dòng)對(duì)懸架性能影響較大。

4）通過更改車輪轉(zhuǎn)角來(lái)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(huì)對(duì)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(duì)周邊結(jié)構(gòu)影響較小，是比較理想的改進(jìn)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(duì)簡(jiǎn)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(diǎn)考慮懸架性能影響。

3、案例分析

下文將通過一個(gè)實(shí)例來(lái)具體講述在實(shí)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(xiàng)目目標(biāo)要求，轉(zhuǎn)彎直徑需要降低到12.4m以內(nèi)。現(xiàn)根據(jù)如下步驟進(jìn)行項(xiàng)目改進(jìn)工作。

工作一：車輪跳動(dòng)空間校核

圖4

車輪內(nèi)外轉(zhuǎn)角的增大會(huì)導(dǎo)致輪胎與車身縱梁的間隙變?。承O限工況下可能會(huì)導(dǎo)致干涉）。經(jīng)數(shù)模模擬驗(yàn)證及實(shí)車驗(yàn)證車輪包絡(luò)與縱梁沒有干涉風(fēng)險(xiǎn)，縱梁無(wú)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(dòng)，由此改變車輪運(yùn)動(dòng)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(diǎn)沿X向移動(dòng)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(dòng)方向需要根據(jù)其與前輪中線的位置關(guān)系進(jìn)行，不能一概而論。

2）更改轉(zhuǎn)向器外球頭硬點(diǎn)，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(shí)施，此量產(chǎn)車型轉(zhuǎn)彎直徑降低到 12.3m以下，滿足了項(xiàng)目開發(fā)要求。同時(shí)此種優(yōu)化涉及變動(dòng)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(jìn)轉(zhuǎn)彎直徑的的可行性方案。并為其他性能提升項(xiàng)目的改進(jìn)提供了一種參考方法。

[1] 參考國(guó)標(biāo),劉鍵. GB11557《轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)對(duì)駕駛員傷害》.

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

[3] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M]. 機(jī)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(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.06.028