李偉　楊帆　毛恩榮　邵明璽　李志香　杜岳峰

摘要：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為大型高地隙自走式噴霧機(jī)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響噴霧機(jī)的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性和施藥效率，合理的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)可以有效減小車輛轉(zhuǎn)向過程中的側(cè)滑及輪胎磨損。針對大型高地隙自走式噴霧機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作業(yè)環(huán)境，結(jié)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求，在轉(zhuǎn)向定位參數(shù)設(shè)計計算的基礎(chǔ)上，設(shè)計一種適用于大型高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，建立其準(zhǔn)確的三維模型，并利用ADAMS/Car進(jìn)行平行輪跳試驗，最后利用ADAMS/Insight對其結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)向定位參數(shù)優(yōu)化。仿真結(jié)果表明：優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在輪跳幅值為±50mm的仿真試驗中，前輪前束變化幅度減小72%，前輪外傾角變化幅度降低58.4%，立軸內(nèi)傾角變化幅度減小16.9%，變化幅度顯著減小且更加平緩，提高整車的操縱穩(wěn)定性，減少轉(zhuǎn)向過程中的輪胎磨損，可更好地滿足高地隙自走式噴霧機(jī)的轉(zhuǎn)向作業(yè)需求?；谧灾餮兄频?WPG-3000型高地隙自走式噴霧機(jī)，搭建轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實車試驗平臺，通過GPS設(shè)備，對不同轉(zhuǎn)向模式下噴霧機(jī)的同心圓轉(zhuǎn)向軌跡進(jìn)行測定，試驗結(jié)果表明，兩輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為6.85m，四輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為5.12m，同時，所設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)向模式下均可較好地完成同心圓轉(zhuǎn)動，可以滿足噴霧機(jī)在不同工況下的轉(zhuǎn)向需求。

關(guān)鍵詞：高地隙自走式噴霧機(jī)；轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)向定位參數(shù)；轉(zhuǎn)向試驗

中圖分類號：S224.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：20955553 （2023） 11005008

Design and optimization of steering system structure of high clearance

self-propelled sprayer

Li Wei Yang Fan Mao Enrong Shao Mingxi Li Zhixiang Du Yuefeng

（1. The Open University of China， Beijing， 100039， China; 2. Beijing Key Laboratory of Optimized Design for

Modern Agricultural Equipment， College of Engineering， China Agricultural University， Beijing， 100083， China；

3. College of Mechanical Engineering， Qinghai University， Xining， 810016， China）

Abstract：As an important part of high clearance self-propelled sprayer， the steering system directly affects the handling stability， driving smoothness and spraying efficiency of the sprayer. A reasonable steering transmission mechanism can effectively reduce the side slip and tire wear during the steering process of the sprayer. According to the structural characteristics and operating environment of the high clearance self-propelled sprayer， combined with the design requirements of the steering system， on the basis of the design and calculation of the steering positioning parameters， a steering transmission mechanism suitable for high clearance self-propelled sprayer was designed， meanwhile， the three-dimensional model was established， the parallel wheel jump test was conducted by ADAMS/Car， and the steering positioning parameters were optimized using ADAMS/Insight. The simulation results revealed that in the simulation test of the optimized steering system with a wheel jump amplitude of ±50 mm， the change range of the front wheel toe-in was reduced by 72%， the change range of the front wheel camber angle was reduced by 58.4%， and the change range of the vertical axis inclination angle was reduced by 16.9%， the change was significantly smaller and more gradual， which improved the handling stability of the whole vehicle and reduced the tire wear during the steering process. Based on the self-developed 3WPG-3000 high clearance self-propelled spray， a real vehicle test platform for the steering system was built， and the concentric steering trajectory of the spray under different steering modes was measured by the GPS equipment. The test results revealed that the steering radius was 6.85 m under two-wheel steering mode and 5.12 m under four-wheel steering mode. At the same time， the designed steering system could complete the concentric circle rotation well in different modes， which could meet the steering requirements of the sprayer under different working conditions.

Keywords：clearance self-propelled sprayer; steering transmission mechanism; steering positioning parameters; steering test

0引言

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)逐步向“高效、低耗、可持續(xù)”的精細(xì)化作業(yè)方式轉(zhuǎn)變，國家對高效植保農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究與推廣越來越重視。高地隙自走式噴霧機(jī)可適用于絕大多數(shù)作物播前、苗前的消毒和高稈作物生長至中后期的病蟲害治理，具有智能化程度高、施藥效率高、藥量使用合理、施藥均勻性好以及環(huán)境友好性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種理想的大田植保作業(yè)機(jī)械［13］。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為高地隙噴霧機(jī)底盤系統(tǒng)的重要組成部分，是車輛正常行駛的重要保障，其性能的好壞直接影響了噴霧機(jī)的作業(yè)效率和質(zhì)量、操縱穩(wěn)定性能、安全性能以及輪胎的使用壽命［45］。大型高地隙自走式噴霧機(jī)具有高地隙、大質(zhì)量、大體積的特點(diǎn)，在作業(yè)過程中易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向困難或因轉(zhuǎn)向半徑過大而壓損作物和破壞土壤的問題。合理的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)可以有效減小車輛在轉(zhuǎn)向過程中的側(cè)滑量和前輪擺振，提高轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性并減少輪胎磨損。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法主要有：（1）通過車輪輪跳試驗分析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響因素，構(gòu)建轉(zhuǎn)向懸架系統(tǒng)非線性模型進(jìn)行優(yōu)化［69］；（2）以ADAMS/Car為平臺，建立運(yùn)動學(xué)模型，利用Insight對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析［1013］；（3）應(yīng)用空間機(jī)構(gòu)學(xué)原理，對轉(zhuǎn)向懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的干涉問題進(jìn)行斷開點(diǎn)位置優(yōu)化設(shè)計［1415］。王成志等［4］以剛體螺旋運(yùn)動理論建立了麥弗遜懸架和配用轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動模型，以最小轉(zhuǎn)角誤差為目標(biāo)，對轉(zhuǎn)向懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的前輪前束角變化范圍減小，轉(zhuǎn)向性能得到改善。秦偉等［7］針對某轎車懸架系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)向梯形斷開點(diǎn)位置對阿克曼特性和前束角的影響分析及整車布局為限制條件，建立優(yōu)化設(shè)計模型，通過仿真可知，優(yōu)化結(jié)果減小了阿克曼轉(zhuǎn)向偏差，提高了車輛操縱穩(wěn)定性。張月［11］采用正交試驗對輕型載貨汽車底盤懸架系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并利用ADAMS的Insight模塊進(jìn)行優(yōu)化，找出了對目標(biāo)影響較大的設(shè)計變量。董恩國等［13］利用ADAMS對車輛的轉(zhuǎn)向梯形及車輪定位參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。卞學(xué)良等［15］運(yùn)用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)中的R-W方法，建立了麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向梯形斷開點(diǎn)位置優(yōu)化模型，并通過實例計算驗證了模型的可行性和正確性。

本文以大型高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)為研究對象，綜合考慮大型高地隙噴霧機(jī)作業(yè)環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求，設(shè)計一種適用于大型高地隙自走式噴霧機(jī)的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，對其轉(zhuǎn)向定位參數(shù)進(jìn)行設(shè)計計算，并以ADAMS為仿真平臺，建立轉(zhuǎn)向懸架系統(tǒng)仿真模型，對其轉(zhuǎn)向定位參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，提高噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性和安全性。

1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求分析

大型高地隙自走式噴霧機(jī)體積較大，在作業(yè)過程中容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向半徑過大，或因轉(zhuǎn)向側(cè)滑而導(dǎo)致壓損作物或破壞土壤的問題。

高地隙自走式噴霧機(jī)整機(jī)設(shè)計性能指標(biāo)［16］如表1所示。

高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要滿足以下要求：

（1）轉(zhuǎn)向過程中左、右車輪轉(zhuǎn)角符合阿克曼理論。各車輪在轉(zhuǎn)向過程中均繞其瞬時轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，且無側(cè)滑現(xiàn)象。

（2）具有簡單合理的結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式簡單，便于駕駛員在復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行檢修與維護(hù)，保證車輛的作業(yè)效率。

（3）便于高地隙懸架系統(tǒng)布置。高地隙噴霧機(jī)懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，需轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配合以完成其結(jié)構(gòu)布局。

（4）具有合理的轉(zhuǎn)向輪定位結(jié)構(gòu)和參數(shù)。轉(zhuǎn)向定位參數(shù)設(shè)計不合理會引起噴霧機(jī)在作業(yè)過程中出現(xiàn)車輪跑偏、車輛無法保持直線行駛、輪胎磨損速度快以及車輛轉(zhuǎn)向操縱性差等問題。

（5）便于液壓系統(tǒng)布置。此類大型機(jī)械具有質(zhì)量大、體積大、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，在作業(yè)過程中需克服較大轉(zhuǎn)向阻力，需采用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，因此轉(zhuǎn)向懸架系統(tǒng)在設(shè)計過程中需考慮液壓系統(tǒng)的布置問題。

2轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求，設(shè)計了一種前輪轉(zhuǎn)向梯形前置、后輪轉(zhuǎn)向梯形后置的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，整機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布局如圖1所示，轉(zhuǎn)向及懸架機(jī)構(gòu)總成如圖2所示［1618］。

轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)主要零部件包括油缸支撐臂、轉(zhuǎn)向液壓缸、轉(zhuǎn)向臂、空氣彈簧支撐座、立軸和馬達(dá)保護(hù)殼等。其中，空氣彈簧通過螺栓與空氣彈簧頂部支撐以及空氣彈簧底部支撐固定在一起，空氣彈簧與立軸通過螺栓固定連接在一起；油缸支撐臂通過螺栓與橫梁固定在一起，轉(zhuǎn)向液壓缸與轉(zhuǎn)向臂通過銷軸連接在一起，轉(zhuǎn)向臂與空氣彈簧底部支撐座通過螺栓固定在一起；立軸通過花鍵與馬達(dá)保護(hù)殼固定連接在一起，馬達(dá)保護(hù)殼與輪胎的輪轂通過螺栓固定連接在一起。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作過程中通過控制液壓缸的伸縮帶動轉(zhuǎn)向臂進(jìn)行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向臂的轉(zhuǎn)動可以帶動空氣彈簧與立軸進(jìn)行同軸轉(zhuǎn)動，立軸的轉(zhuǎn)動帶動馬達(dá)保護(hù)殼與輪胎進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而完成車輛的轉(zhuǎn)向。

3轉(zhuǎn)向定位參數(shù)設(shè)計

轉(zhuǎn)向定位參數(shù)的設(shè)計對于保證操縱穩(wěn)定性、輪胎壽命及車輛駕駛的安全性具有重要意義［1920］。本文針對大型高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及高地隙自走式噴霧機(jī)作業(yè)特點(diǎn)對轉(zhuǎn)向定位參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。

3.1前輪外傾角

前輪外傾角為前輪輪胎的中心平面與車輛垂向平面所形成的夾角，合理的前輪外傾角可有效減少輪胎磨損、降低輪轂軸承的載荷，提高直線行駛的穩(wěn)定性。前輪外傾時車輪運(yùn)動如圖3所示。

所研發(fā)的大型高地隙自走式噴霧機(jī)藥箱容積為3 000L，在作業(yè)前需進(jìn)行加藥加水，作業(yè)過程中隨著噴霧的進(jìn)行，藥液質(zhì)量逐漸減少，作業(yè)過程中簧載質(zhì)量變化較大。前輪外傾角在載荷變化過程中外傾角應(yīng)較小，參考國內(nèi)外同類車型及轉(zhuǎn)向系基本設(shè)計要求，設(shè)定前輪外傾角初始值為2°。

3.2前輪前束

前輪前束為左、右兩前輪輪胎前端點(diǎn)之間距離與兩后端點(diǎn)之間的距離的差值，主要用于消除車輛行駛過程中的側(cè)滑量，減小磨損，前輪前束示意圖如圖4所示。

3.3立軸后傾角

傳統(tǒng)車輛的主銷在高地隙噴霧機(jī)上由轉(zhuǎn)向立軸替代，因此主銷后傾角及主銷內(nèi)傾角在本文中稱為立軸后傾角和立軸內(nèi)傾角。

立軸后傾角α為立軸中心線與地面垂線所成夾角，其作用是使車輪產(chǎn)生主動回正力矩，保證車輛運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，立軸后傾角越大，輪胎偏轉(zhuǎn)反作用力越大，車輛安全性越好，但立軸后傾角過大會使轉(zhuǎn)向所需克服的反作用力也變大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向困難，因此，立軸后傾角一般在3°以內(nèi)。立軸后傾角示意圖如圖5所示。立軸中心軸線與地面交點(diǎn)n位于地面與輪胎接觸點(diǎn)m前側(cè)，車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，產(chǎn)生一個作用于點(diǎn)的垂直于車輪的向心力F0，向心力F0繞立軸軸線形成回轉(zhuǎn)力矩Mα，m點(diǎn)到立軸中心線on的距離為e，計算如式（4）所示。

3.4立軸內(nèi)傾角

立軸內(nèi)傾角β為轉(zhuǎn)向軸中心線與地面垂線之間的夾角，用于產(chǎn)生主動回正力矩，并使整車質(zhì)量均勻分布在軸承上，降低轉(zhuǎn)向零部件的磨損。主銷內(nèi)傾角示意圖如圖6所示。

當(dāng)輪胎受力進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，由于立軸后傾角的存在，輪胎及車身會向上部抬升一定距離h，當(dāng)外力消失后，地面提供給的前向摩擦力轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)力矩Mβ使車輪回正。前輪和車身抬起的高度

根據(jù)上述公式計算所產(chǎn)生的回正力矩的大小以及所需轉(zhuǎn)向力的大小，選擇合適的立軸后傾角以及立軸內(nèi)傾角，經(jīng)計算后設(shè)定立軸內(nèi)傾角初始值為8.7°。

因此，確定轉(zhuǎn)向定位參數(shù)初始值：前輪前束初始值為9mm（即前輪前束角為0.28°），前輪外傾角初始值為2°，立軸后傾角為0°，立軸內(nèi)傾角初始值為8.7°。

4轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真優(yōu)化及分析

4.1仿真系統(tǒng)平臺搭建

所設(shè)計的高地隙自走式噴霧機(jī)為獨(dú)立式立軸空氣懸架結(jié)構(gòu)形式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)均左右對稱，懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7所示。

根據(jù)懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖及所建立的三維模型，結(jié)合各零部件材料屬性，對各零部件進(jìn)行簡化，在ADAMS/Car中建立前輪懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真模型，并對所建模型進(jìn)行靜平衡調(diào)整，ADAMS仿真模型如圖8所示，仿真參數(shù)如表3所示。

4.2仿真優(yōu)化及分析

在平行輪跳仿真試驗中，設(shè)置輪胎垂向跳動位移為±50mm，實時監(jiān)測轉(zhuǎn)向定位參數(shù)在輪跳試驗過程中隨輪跳幅值變化而引起的參數(shù)變化范圍，通過傳感器模塊測量優(yōu)化前、后的平行輪跳仿真結(jié)果。

在仿真過程中首先對所建模型的各子系統(tǒng)進(jìn)行靜平衡調(diào)整，然后在ADAMS/Car仿真環(huán)境下進(jìn)行平行輪跳試驗，以前輪外傾角、前輪前束角和立軸內(nèi)傾角在平行輪跳試驗中變化范圍更小為目標(biāo)，利用ADAMS/Insight模塊對其進(jìn)行轉(zhuǎn)向定位參數(shù)優(yōu)化。經(jīng)Insight優(yōu)化后前輪前束角初始值為8mm（即前輪前束角為0.25°），前輪外傾角初始值為2°，立軸內(nèi)傾角初始值為8.5°，立軸后傾角為0°。優(yōu)化前、后的平行輪跳仿真結(jié)果如圖9所示。

轉(zhuǎn)向定位參數(shù)優(yōu)化前、后在平行輪跳試驗下的數(shù)據(jù)對比如表4所示。

由圖9（a）和表4可知，在平行輪跳仿真試驗中，優(yōu)化前的前束角為（-0.179°～0.481°），變化幅度為0.006 6°/mm；優(yōu)化后的前束角為（0.078°～0.256°），變化幅度為0.001 8°/mm，優(yōu)化后的前束角變化幅度減小72%，變化趨勢更加平穩(wěn)，處于合理變化范圍之內(nèi)。

由圖9（b）和表4可知，優(yōu)化前的前輪外傾角變化范圍為（1.093°～3.449°），外傾角變化幅度為0.023 56°/mm；優(yōu)化后的外傾角變化范圍為（1.805°～2.784°），外傾角變化幅度為0.009 79°/mm，變化幅度降低58.4%，優(yōu)化后的變化幅度處于（-0.003°～0.015°）/mm設(shè)計要求范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。

立軸內(nèi)傾角主要用于產(chǎn)生主動回正力矩，保證轉(zhuǎn)向輕便，并使整車質(zhì)量均勻分布在軸承上，減小轉(zhuǎn)向零部件的損壞，立軸內(nèi)傾角設(shè)計過程中應(yīng)使其維持在（7°～13°）的范圍內(nèi)，以保證車輛轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向輕便性。由圖9（c）和表4可知，在平行輪跳仿真試驗中，優(yōu)化前的立軸內(nèi)傾角變化范圍為（7.429°～9.876°），而優(yōu)化后的立軸內(nèi)傾角變化范圍（7.652°～9.684°），立軸內(nèi)傾角變化范圍由0.024 47°/mm減小為0.020 32°/mm，變化范圍降低16.9%，可以更好地滿足設(shè)計要求。

由平行輪跳仿真試驗結(jié)果可知，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向定位參數(shù)可以更好地滿足噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作業(yè)需求。

5試驗驗證

5.1試驗平臺搭建

為驗證所設(shè)計轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動機(jī)構(gòu)的合理性，根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果研制3WPG-3000型大型高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，搭建轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實車試驗平臺（圖10）。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)試驗平臺主要由高地隙自走式噴霧機(jī)、全液壓轉(zhuǎn)向器、四輪轉(zhuǎn)向閥、拉線式位移傳感器、GPS設(shè)備以及測控系統(tǒng)（上位機(jī)、采集卡與供電裝置）組成。

5.2試驗結(jié)果

噴霧機(jī)車身中部位置安裝GPS設(shè)備，用以接收噴霧機(jī)運(yùn)動軌跡信號，同時，將噴霧機(jī)的輪距調(diào)節(jié)至3.6m，軸距為4m。試驗過程中駕駛員將噴霧機(jī)行駛至A點(diǎn)，轉(zhuǎn)動方向盤至極限轉(zhuǎn)角，以5km/h的速度勻速行駛，分別在兩輪模式和四輪模式下觀測噴霧機(jī)運(yùn)行軌跡及轉(zhuǎn)向半徑，GPS設(shè)備采集噴霧機(jī)運(yùn)動軌跡如圖11所示。

由圖11可知，噴霧機(jī)在兩輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為6.85m，四輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為5.12m。由軌跡圖可知，噴霧機(jī)在兩種轉(zhuǎn)向模式下均可以完成同心圓轉(zhuǎn)動，表明噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以較好地完成噴霧機(jī)在不同工況下的轉(zhuǎn)向作業(yè)需求。

6結(jié)論

1）? 根據(jù)高地隙自走式噴霧機(jī)作業(yè)環(huán)境和作業(yè)特點(diǎn)，提出高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求。設(shè)計了一種適用于大型高地隙自走式噴霧機(jī)的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)，對轉(zhuǎn)向定位參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計計算，初步設(shè)定了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的前輪外傾角、前輪前束、立軸后傾角、立軸內(nèi)傾角。

2）? 根據(jù)所設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定位參數(shù)，在Creo中建立高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)懸架系統(tǒng)三維模型；在進(jìn)行必要的簡化后將其導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行平行輪跳仿真試驗，以平行輪跳試驗過程中定位參數(shù)變化最小為優(yōu)化目標(biāo)，利用Insight模塊對轉(zhuǎn)向定位參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后的前輪前束值為8mm，前輪外傾角為2°，立軸內(nèi)傾角為8.5°，立軸后傾角為0°。

3）? 平行輪跳試驗結(jié)果表明，輪胎跳動位移為±50mm時，優(yōu)化后前輪外傾角變化幅度由0.023 56°/mm減小為0.009 79°；前輪前束角變化值由0.006 6°/mm減小為0.001 8°/mm；立軸內(nèi)傾角變化值由0.024 47°/mm減小為0.020 32°/mm。在平行輪跳試驗下，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)向懸架機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向定位參數(shù)變化范圍更小且更平緩，處于設(shè)計允許范圍內(nèi)，可以更好地滿足大型高地隙自走式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作業(yè)要求。

4）? 搭建轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實車試驗平臺，利用GPS設(shè)備測定高地隙噴霧機(jī)在兩輪轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向模式下的同心圓轉(zhuǎn)動軌跡。噴霧機(jī)在5km/h的速度勻速行駛模式下，兩輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為6.85m，四輪轉(zhuǎn)向模式下轉(zhuǎn)向半徑為5.12m，且兩種轉(zhuǎn)向模式下均可良好地完成同心圓轉(zhuǎn)動，試驗結(jié)果表明所設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有較好的響應(yīng)性能，可以滿足噴霧機(jī)在不同工況下的轉(zhuǎn)向需求。

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