虚拟轨道列车多轴转向系统的设计文献综述

 2022-09-16 11:43:26

  1. 文献综述(或调研报告):

一、引言

转向技术对于整个汽车机械系统来讲,有着至关重要的作用,并且涉及到汽车机械中的多个系统。虚拟轨道列车的结构与铰接式车辆并无本质区别。研究铰接式车辆的转向系统对设计虚拟轨道列车的转向系统具有重大帮助。虚拟轨道列车的转向系统设计有着诸多难点,主要是分为动力学问题和运动学问题两大类。动力学涉及车辆转向的稳定性问题。运动学设计车辆转向的灵活性问题。

二、研究现状

1.转向系统概述

转向系统主要分为机械转向结构和液压转向机构。当前电动助力转向系统也发展的较好,而且电动助力转向系统更加节能、环保,预计未来这方面的投入会更多一点[1]。

所谓的机械转向机构,需要以系统作为支撑,需要驾驶员进行人工的动力操作,以机械性动力为基础进行传力,在整个转向过程中,需要以方向盘为基本媒介,通过人为方式进行具体操作,在此基础上,带动整个转向机构系统,从而实现汽车转向的目的。在整个结构系统中,存在多种类型的机械式转向器。不仅有齿轮齿条式,还有蜗杆指销式,除此之外还有循环球式。在这中间齿轮齿条式应用最为广泛,循环球式相对来讲也较为常用。对于循环球式转向器来讲,输出与输入存在着一定程度的正比关系,转向圈以及摇臂摆角之间存在着内在的联动关系。针对齿轮齿条式转向器来讲,输出与输入之间同样存在着一定程度正比例关系,转向圈与齿轮之间存在着内在的联动关系。在应用循环球式转向器时,由于动力特征的原因,滚动摩擦能够在某种程度上增加传动效率,在具体操作过程中能够更加方便,并且表现出较强的承载性能,能够较长时间正常使用[2]。王常友,董爱杰分析了机械转向系统的优势与不足。机械式的转向系统,由于采用纯粹的机械解决方案,为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘,这样一来,占用驾驶室的空间很大,整个机构显得比较笨拙,驾驶员负担较重,特别是重型汽车由于转向阻力较大,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向,这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉,目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用[3]。

液压转向机构是以机械系统为基础,以液压为动力进行转向控制,并在控制系统中增加了很多液压构件,其中不仅有液压泵,同时还有控制阀以及油管,除此之外还有助力装置以及供油装置。通过相关动力元件,能够使得驾驶员的操作产生更强的动力,在这种情况下,就能够实现对汽车进行更加灵活的控制,操作过程也会变得更加轻便。丁志刚,宋洪烈指出了汽车液压系统的优缺点。液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞,布置更方便,降低了转向操纵力,也使转向系统更为灵敏。但是液压系统本身所固有的液压油泄漏问题和转向噪声使得转向舒适性大大下降,同时对环境造成污染。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力,目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用[4]。

2.车辆转向的稳定性

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