汽车前轮定位及回正力矩和转向力的计算(4)

轮的回正力矩和方向盘的转向力有直接影响.因为，当汽车前进中向右转弯时，地面对转向轮的滚动阻力F=F1·f与地面对汽车躯动力方向相反.由于转弯时内轮转角θn与外轮转角θw不相等，且θn>θw，故滚动阻力F在内、外转向轮各自的滚动平面内的分力Fn和Fw也不相等，且Fw>Fn.分力Fn和Fw对各自转向主销形成的转矩Mn和Mw分别为

Mn=Fn·c=F1·f·c·cosθn.

2Mw=Fw·c=1F1·f·c·cosθw.

Mn和Mw的大小和方向都不相等，且Mw>Mn.

（6）（7）两

·f·c.为的转向力矩Mj方向相同，大小为Mj=2F·gc=F1了克服该转向力矩Mj，转向盘上需要的转向力F1的计）：算公式如下（式中技术参数如表1所示

Fl=

2F1·f·c.

1ω

（10）

B

L

Fg

c

Fg

ν

R

S

θwθnO

c

者之差即为转向轮的回转力矩Mc.Mc除克服转向系摩擦力外，剩下的也形成回正力矩Mc2.在良好和一般低速行驶时，汽车的沥青或水泥混凝土路面上以中、

滚动阻力系数f=0.010～0.020[6]，取f=0.020.汽车转向时，主销偏距c使转向轮形成的回正力矩Mc2及使转向盘需要的转向力Fc1的计算公式如下：

Mc2=η（）=1η2F1f·c·（cosθw-cosθn）.2Mw-Mn

Fc1=1F1·f·c·（cosθw-cosθn）.

1ω

（8）（9）

图6前轮转向滚动阻力示意图

Fig.6Sketchmapoffrontwheelsteeringrollingresistance

7总回正力矩和总转向力的分析和计算

由以上分析可知，主销后倾角γ、主销内倾角β、主销偏距c等汽车转向轮定位参数和转向滚动阻力Fg都能独立地形成转向轮的回正力矩和增加转向盘的转向力.将以上各种因素迭加，可得汽车转向轮总回正力矩MZ和汽车转向盘总转向力FL的计算公式如下：

Mz=Mγ2+Mβ2+Mc2=

2

η2·F1[r·sinγ·cosθ+b·sin2β+

gR180°

式中：θw，前外轮转角，θw=arcsin（L/R）=arcsin（3.95/12）=19°13′；θn，前内轮转角，θn=arctg[Ltgθw/（L-Btgθw）]=

1/2

22°32′或θn=arctg{L/[（R2-L2）-B]}=22°32′；其它技术参

数如表1所示.

θw

L

θn

F/2c

Fw

ν

1f·c（cosθw-cosθn）].FL=Fγ1+Fβ1+Fc1+Fl=

B

（11）

F/2cFn

R

θwθnO

S

2F1[1ν2r·sinγ·cosθ+θb·sin2β+

1ω1f·c（cosθw-cosθn）+f·c].（12）

将表1中定位参数和其它技术参数值代入式）～式（5）及式（8）～式（12）可得表2计算结果.（2

表2

东风EQ140和EQ140-1型货车回正力矩及转向力计算

结果表

Tab.2DongFengEQ140andEQ140-1aligningtorqueand

steeringforcecalculatingresults

影响因素主销后倾角γ主销内倾角β主销偏距c转向阻力Fg

合计

转向轮回正力矩/(N·m)

Mγ2=22.531

Mβ2=43.130Mc2=0.019MZ=65.680

转向盘转向力/NFγ1=7.322Fβ1=14.095Fc1=0.006Fl=0.616FL=22.039

图5主销偏距及其形成转向轮自动回正力矩示意图Fig.5Sketchmapofscrubradiusandsteeringwheelaligningtorque

6汽车转向滚动阻力及其转向力的计算

如图6所示，汽车行进中向右转向时，在驾驶员的转向操纵下，两前轮除了由后轮驱动着正常滚动外，还存在一个附加的转向运动：左侧前轮绕主销向前滚动；右侧前轮绕主销向后滚动；两前轮遇到的转方向相反.而Fg绕主销形成向滚动阻力Fg大小相同，

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