汽车转向系统力矩波动的匹配研究
汽车转向系统力矩波动的匹配研究
汽车科技 期２１ 年５ 第３ ００ 月
汽车转 向系统 力矩波动的 匹配研 究
裴锦华 ． 李 明
上 海 同 济 同捷 科 技 股份 有 限公 司 ． 海 ２ ２ ６ 上 ０１ ０
摘 要 ： 向力 是 汽 车 操 纵 稳定 性 评 价 中重 要 指 标 ， 力 矩 波 动 直 接 影 响着 驾 驶 感 觉 ， 转 其 匹配 正 确 的相 位 角 能 够 有 效 地 减 少 力矩 波 动 。 本 文详 细 地 阐 明 了汽 车 转 向 系统 力矩 波 动原 理 。 对 某 车 型转 向系 统 力矩 波 动 情 况进 行 匹配研 究。
转 向操 纵机 构 包括 转 向盘 、 向轴 、 向管柱 转 转 有 时 为 了 布 置 方 便 ．减 少 由于 装 置 位 置 误 差 及 部 件
相 对 运 动 所 引 起 的 附加 载 荷 ．提 高 汽 车 正 面 碰 撞 的
１ 转 向力 矩 波 动 原 理
１ １ 力 矩 波 动 介 绍 ．
．
以 上 述 两 个 条 件 难 以 满 足 需 要 对 转 向 管 柱 以 及 各
一
、 々 ｔ｜
个 连接 的铰接 点进行优 化设 计
‘
转 向传 动 部 分 是 由 ２个 万 向节 联 结 而成 ． 并 且 各 段 传 动 轴 的布 置 并 不 在 同 一 平 面 内 ． 因 此 需 要 考 虑 第 ２个 万 向 节 的 主 动 叉 的相 位 角 问 题 ． 对 于 由 １ 个 十字 叉万 向节 连 接两 段传 动 轴 的传 动结 构 来说 。
关键 词 ： 汽车 ｉ 向 系统 ； 转 力矩 波 动 ； 匹配 中 图分 类 号 ： ４ ３４ Ｕ ６ ． 文 献标 志 码 ： Ａ 文 章 编号 ： ０ ５ ２ ５ ２ １ ０ — ０ ８ ０ １ ０ — ５ ０（０ ０）３ ０ ４ — ４
基于adams的汽车转向力矩波动分析与优化
汽车转向系统是用来改变或保持行驶方向的机
单十字轴万向节主、从动轴之间存在夹角 时，
[1]
构 。十字轴式刚性万向节是转向系统中的重要组成部 主、从动轴的角速度之间存在如下关系：
件，用以实现两轴间的变角度传动，同时传递力矩。单 个十字轴万向节由于输入轴与输出轴之间存在夹角，
3
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技术聚焦
2020年 3月
相等，则输入轴转矩（!1/N·m）和输出轴转矩（!3/N·m） 范围内。 的关系满足：!11=!33，即：!3/!1=1/3，由此可知，转速 转向系统动力学模型建立
技术看点
波动是造成力矩波动的原因。
双十字轴万向节运动分析
[3]
双十字轴万向节等速的条件是 ：1）第一万向节两
关键词：汽车；转向系统；力矩波动；相位角
#$%&'()( %$* +,-).)/%-)0$ 01 234)5&3 6-337)$8 907:;3 <&;5-;%-)0$ =%(3* 0$ #>#?6
#@(-7%5-A *-.$%/ 012 32425"672%0 "8 9 :2.09$% 421$:52 0;62< 012 #022.$%/ #;#027 19# 012 6."=527 "8 59./2 0".>-2 85-:0-90?"%@ A12 3;%97?: 7"325 "8 012 #022.?%/ #;#027 ?# 2#09=5?#123 =; BCBD,< 0".>-2 85-:0-90?"% ?# .23-:23 =; 32#?E%?%E 9 .29#"%9=52 6F9#2 9%/52< 9%3 0F2 6F9#2 9%/52 "8 0F2 ?%02.723?902 #F980 ?# "60?7?G23 =; 09H?%/ 012 7?%?7-7 #6223 85-:0-90?"% "8 012 "-06-0 #1980 9# 012 "60?7?G90?"% "=I2:0?42J A12 .2#-50# #1"K 0190 .29#"%9=52 619#2 9%/52 32#?/% :9% 2882:0?425; .23-:2 0".>-2 85-:0-90?"% 9802. 012 #022.?%/ #;#027 59;"-0 ?# 3202.7?%23J L0 6."4?32# 9 .282.2%:2 8". 012 "60?7?G90?"% "8 9-0"7"=?52 0.9%#7?##?"% #;#027J B3' C07*(：#;-0.0@)&3D 6-337)$8 ('(-3.D 907:;3 1&;5-;%-)0$D E4%(3 %$8&3
汽车动力转向系统匹配试验研究
车
工
程
２ ０ ４１ ０ ８１
汽 车 动 力转 向 系统 匹配试 验 研 究
程 飞 ， 颜 尧 李 玉琴 欧 家福 邓 飞 ， 学迅 ， ， ， 过
（ ．国家机动车质量监督 检验 中心（ １ 重庆 ） 重庆 ， ４０３ ； ２ ００９ ．武汉理工大学汽车工程学院 ， 武汉 ４０７ ） ３ ｏ ０
ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓ ｓｅ ａ ｅｄｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｉ ｇ ＣＡＴＩ Ｖ５ ｓ ｆｗａ ｅ ｏｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ａａ ａ ｑ ｉｉｉ ｙ ｔｍ ｒ ｓｇ ｅ ｓｎ ｏ Ａ ｏｔ ｒ ．Ｔｈ ｕ ｚ ｅ ｒ ｎ ｎ ｎ ｍｏ ｅ ｌｏ ｔ ｍ ｅ ｆ ｚｙ ｎ ｕ ｏ ｏ — ｄ ｌａ ｇ ｒ ｈ ｉ ａ ｈ ｎｄ ｔ ｅ ＮＰＩ ｃ ｎ ｒ ｌａｇ ｒｔ Ｄ ｏ ｔｏ ｌ ｏ ｈｍ ｒ ｄｏ ｔ ｄ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｒｏ ｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｉ ａ ｅ ａ ｐ ｅ ｏ ｄ ｓｇ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍｓ ｆ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｏ ｅ ｒ—
Ｃｈ ｎ ｅ ｅ ｇ Ｆ ｉ ，Ｙａ Ｙａ ｎ ｏ ，ＬｉＹｕ ｉ ，Ｏｕ Ｊａｕ ，Ｄｅ ｇ Ｆ ｉ ｑｎ ｉｆ ｎ ｅ ＆ Ｇｕ ｅ ｕ ｏ Ｘｕ ｘ ｎ
ＩＮ ｔ ｎｌ ｔ ｅｉｅＱ ａｉ ｕ ｅ ｉ ｎａｄＩｓｅ ｉ ｅｔ Ｃ ｏｇ ｉｇ ，Ｃ ｏｇ ｉ ４ ０ ３ ． ａｉ ａ ｏ Ｖｈｃ ｕ ｌｙＳ ｐｒ ｓ ｎ ｎｐｃｏ Ｃ ｎｅ ｈ ｎｑｎ ） ｈ ｎｑｎ ｏ Ｍｏ ｒ ｌ ｔ ｖｉ ｏ ｔｎ ｒ（ ｇ ０ ０ ９；
【 摘要 ］ 提出了汽车动力转 向系统 匹配试验方法 ， 利用 Ｃ ＴＡ Ｖ Ａ Ｉ ５设计 了系统 匹配物 理台架 及其数 据采集 系 统 。利用模糊神经元非模 型算 法和 Ｎ Ｉ ＰＤ控制 算法设计 了油温控制 系统和油 压控制 系统 。结合某 转向系统 进行试
某轿车转向传动系统的波动分析及优化
10410.16638/ki.1671-7988.2020.20.034某轿车转向传动系统的波动分析及优化杨飞1，杨钧浩2（1.成都浩野云教育科技有限公司，四川 成都 610100；2.四川建安工业有限责任公司，四川 成都 610100） 摘 要：汽车转向过程中，转向波动直接影响驾驶员操作稳定性和驾驶舒适性。
文章主要介绍了某轿车转向传动系统的建模分析相关的方法、模型的优化及仿真结果，在Adams/View 环境中通过已给硬点坐标建立转向传动系统模型，进行运动仿真、获取相关数据并分析其波动性能。
关键词：转向系统；波动分析；动力学仿真中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)20-104-03Fluctuation Analysis and Optimization of a car's Steering Transmission SystemYang Fei 1, Yang Junhao 2( 1.Chengdu Haoye Yun Education Technology Co., Ltd., Sichuan Chengdu 610100;2.Sichuan Jian'an Industry Co. Ltd., Sichuan Chengdu 610100 )Abstract: During car steering, steering fluctuations directly affect the driver's operating stability and driving comfort. This article mainly introduces the methods, optimization and simulation results of a car's steering transmission system modeling and analysis. In the Adams / View environment, the steering transmission system model is established by giving hard point coordinates to perform motion simulation, obtain relevant data and Analyze its fluctuation performance. Keywords: Steering system; Wave analysis; Dynamic simulationCLC NO.: U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)20-104-03前言在汽车转向过程中，转向波动直接影响着驾驶的舒适性和操作稳定性。
汽车转向系统力矩波动优化及仿真分析
10.16638/ki.1671-7988.2020.23.045汽车转向系统力矩波动优化及仿真分析张吉（中国第一汽车集团有限公司研发总院，吉林长春130011）摘要：通过对转向系统力矩波动进行分析，明确转向中间轴最优相位角取值方法和力矩波动的计算方法，通过Catia 模型分析不同相位角取值对力矩波动的影响，并提出采用“等效夹角”方法进行相位角优化和力矩波动校核存在的问题，编制了力矩波动校核GUI程序，可对不同调节形式、不同调节位置及考虑相位角公差情况的计算，并通过某车型实例验证程序计算结果的准确性，对于转向力矩波动的分析优化具有实际意义。
关键词：转向系统；万向节；力矩波动；相位角；仿真中图分类号：U463.4 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2020)23-143-03Optimization and Simulation Analysis of Torque Fluctuation forAutomobile Steering SystemZhang Ji( General R&D Institute of China FAW Group Co., Ltd., Jilin Changchun 130011 )Abstract: Analyzing steering torque fluctuation for passenger car, confirming the method of optimizing steering interme -diate shaft phase angle and calculating torque fluctuation. Analyzing the torque fluctuation influence base on different phase angles by establishing Catia model. Proposing the problem that it’s not suit for optimizing phase angle and calculating torque fluctuation by equivalent angle method. Writing a GUI program which can calculate the best phase angle and torque fluctuation in many situations such as different tilt type columns, different tilt positions, considering phase angle tolerance. Checking the GUI program accuracy according to one passenger car. It has practical significance for analyzing and optimizing works of steering torque fluctuation.Keywords: Steering system; Universal joint; Phase angle; Torque fluctuation; SimulationCLC NO.: U463.4 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2020)23-143-031 前言汽车转向系统因转向轴线不在同一条直线上，故存在不等速传动的特性，当波动量超过一定数值时（一般单侧不超过5%），驾驶员便会感到方向盘“时轻时重”的不舒适感。
汽车转向力矩波动率的设计计算
图１转向操纵机构
由于受整车布置空间的限制，上述两个条件是难以满足的。这就需要对转向操纵机构进行优化设计。对于由１个十字叉万向 节连接两段传动轴的传动结构来说，两段轴的夹角（指锐角）越小传动效率越高，也越平顺。对于由２个万向节联结而成的转向操 纵机构，由于各段传动轴的布置不在同一平面内，因此需要考虑万向节的相位角问题，在上万向节交点确定后可以通过调整相位角 来进一步的优化。 ２．２相位角 转向轴中心线（１ｉｎｅＩ）和中间轴中心线（１ｉｎｅⅡ）形成的平面（ＰｌａｎｅＩ）与转向器输入轴中心线（１ｉｎｅ ｍ）和中间轴中心线（１ｉｎｅ Ⅱ）形成的平面（ＰｌａｎｅⅡ）之间交角为（见图２）。定义为假设Ｐｌａｎｅ Ｉ固定不动，ＰｌａｎｅⅡ绕ｌｉｎｅⅡ顺时针旋转与Ｐｌａｎｅ Ｉ重合的角度。 设计中间轴的相位角为中间段下端的十字叉相对中间段上端的十字叉顺时针转过角度（见图３）。观察方向从驾驶室端至转向器
作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕｎ车转向力矩波动率的设计计算
李付军 郑州日产汽车有限公司
河南郑州４５００１６
【摘要】转向力是汽车操纵稳定性评价中的重要指标，转向操纵机构的力矩波动率是影响转向传动平顺性的重要指标，它直 接影响着驾驶员的驾驶感觉，正确地匹配相位角能够有效地减少转向力矩的波动率。本文详细地阐明了汽车转向系统力矩波动原 理，并对某车型转向系统力矩波动情况进行了设计计算说明。 【关键词】汽车，转向力矩，波动率，设计计算 １前言 转向操纵机构包括转向盘、转向管柱、中间轴及万向节。为了满 足整车布置、整车装配等方面的需求，通常在转向柱与中间轴之间、 中间轴与转向器输入轴之间安装两个万向节，如图１所示。由于万向 节的不等速传动，不可避免地带来转向力矩的波动，此波动给驾驶员 带来操纵力的时轻时重，从而影响驾驶员的舒服性，并造成疲劳，给 行驶带来潜在的危险。因此，在转向系统布置过程时，要考虑减少转 向力矩的波动。 ２转向力矩波动原理 ２．１转向力矩波动 通常情况下，转向操纵机构均采用不等速万向节，当向转向盘施 以转向力时必然引起力矩的波动。为了避免力矩波动，需要满足２个 条件：ａ．转向管柱、中间轴和转向器输入轴中心线在一个平面内；ｂ．转 向柱和中间轴的夹角与中间轴和转向器输入轴的夹角相等。
基于代理模型的轿车转向柱力矩波动关系研究与优化
转向器输入轴 中心线（ １ ｅｌ） 中间轴 是在 有限 的位置 上来具 体综 合考虑零 ＬｆＩ 和 ｌ １ 整 车 布置 时 为 避 免 中 间轴 与 油 中 心 线 （１ ｅ ） 成 的平 面之 间交 角 为 部件 的布置 设计 ，所 以上述 两个条件 Ｌｎ ｎ 形 门、离合 踏板 及其 他件 的干涉 等 ，中 Ｏ ，如图２ ． ｆ 所示。设计 中间轴的相位角 难 以满足 ，需要对 管柱 以及 中间轴空 间 轴 走 向 不 易 控 制 ，为 了满 足 人 机 为 ｔ ，其大 小等 于 Ｏ 的绝对值 。 目的 间各个连接 的铰点位置进行优化。 ｌ ｌ ． ｆ
其 中 为 输 入 轴 和 中 间 轴 所 在
。 转 向柱 、转 向器 以及 连接 二者 的 围绕 Ｐ ａ ｅＩ与Ｐ ａ ｅⅡ交线旋转 ，使 ｐ １ ｎ １ｎ
周围零部 件 ，包 括仪 表横梁 、副 车架 Ｌ ｍ Ⅱ落到Ｐ ａ ｅⅡ内，所形 成的锐角 ｉｅ １ｍ
ｆ Ｊ 以 平 面与 中间轴和 输 出轴所在 平面 的夹 和 白车 身的工 艺制造 误差 、安装误 差 即为相位 角 ｌ，正方 向为旋 转方 向（ 角 ， 为相位角 ， 为等效 夹角。 以及 累 计 误 差 。 形成锐角 的办法旋 转） ，如 图３ 所示。
～ 传动机构 ，它的作用是将作用在转 向盘 节 ７ 转 向 器
（） 向柱 、中间轴和 转向机输入 １转
轴 中心线在一个平面内 ； （） 向芯 轴和中间轴 的夹角与 中 ２转 间轴和转 向机输入轴的夹角相等。
上员
２波动 龠 析 ．
一
般地 ，转 向柱与 中间轴的连 接
为不等 速万 向节 ，当对 方向盘输入 力
矩 时 必 然 引 起 力 矩 的 不 等 ，为 了 避 免
基于ADAMS的三十字轴万向节转向系统力矩波动优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.006基于ADAMS的三十字轴万向节转向系统力矩波动优化杜满胜，郑勇（江铃汽车股份有限公司，江西南昌330052）摘要：汽车转向系统的力矩波动是影响整车操纵性的重要因素之一。
由于受到人机、布置、碰撞安全、装配等限制，转向系统的力矩波动率难于保证。
文章基于MATLAB和ADAMS软件对某车型的三十字轴万向节转向系统进行了力矩波动分析，通过对相位角的优化，降低该车型转向系统的力矩波动率，提高整车操作性能。
关键词：转向系统；三十字轴万向节；力矩波动;ADAMS中图分类号：U462.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)04-18-03Torque Ripple Optimization of Steering System with Three-Cross UniversalJoint Based on ADAMSDu Mansheng, Zheng Yong( Jiang Ling Motors Co., Ltd. Jiangxi Nanchang 330052 )Abstract: Torque ripple of automobile steering system is one of the important factors affecting vehicle maneuverability. Due to the limitations of man-machine, layout, collision safety and assembly, it is difficult to guarantee the torque ripple rate of steering system. In this paper, based on MATLAB and Adams software, the torque ripple of the steering system with three-Cross Universal Joint of a vehicle is analyzed. By optimizing the phase angle, the torque ripple rate of the steering system of the vehicle is reduced and the operation performance of the vehicle is improved.Keywords: Steering system; Three-Cross Universal Joint; Torque ripple; ADAMSCLC NO.: U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)04-18-03前言汽车行业伴随着人们对高品质的驾驶追求而发展迅速，汽车的操纵性能是最能被用户感知的一环，是用户评价整车品质的关键指标。
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β1= 28.7°，β2=28.5°，α=84°。 即 ψ=96°时，等效夹角 βe 取得最小值，力矩波动 为最小。 根据对转向系统在下极限位置 （D） 的数模测 量： β1= 31.7°，β2=26.3°，α=93°。 即 ψ=87°时，等效夹角 βe 取得最小值，力矩波动 为最小。 为了协调最佳相位角能够满足转向管柱各个调 节状态的不同要求，使得各个状态的力矩波动最小， 初定相位角选取范围在 87°到 96°之间，分别对 87°、 88°、89°、90°、91°、92°、93°、94°、95°、96°时各 个 状 态 的力矩波动情况综合对比，以找出最佳相位角。 87°、89°、96°三个相位角力矩波动情况，见图 6~ 图 8。 其它各个相位角的波动情况见表 1。
D
19.116 5.31% 19.368 5.38% 19.656 5.46% 19.98 5.55% 20.34 5.65% 20.772 5.77% 21.672 6.02% 22.644 6.29% 23.616 6.56% 24.66 6.85%
M
14.58 4.05% 14.292 3.97% 14.112 3.92% 14.112 3.92% 14.544 4.04% 14.976 4.16% 15.516 4.31% 16.272 4.52% 17.352 4.82% 18.432 5.12%
（1）转向管柱、中间轴和转向器输入轴中心线在 一个平面内；
（2） 转向轴和中间轴的夹角与中间轴和转向器 输入轴的夹角相等。
由于驾驶舱内空间布置有限， 转向系统零部件 同其它的零部件一样空间布置关系相互制约， 只能 在有限的位置上来综合考虑零部件的布置设计，所 以上述两个条件难以满足。 需要对转向管柱以及各 个连接的铰接点进行优化设计。
转向操纵机构包括转向盘、转向轴、转向管柱。 有时为了布置方便， 减少由于装置位置误差及部件 相对运动所引起的附加载荷， 提高汽车正面碰撞的 安全性以及便于拆装， 在转向轴与转向器的输入端 之间安装转向万向节［1］，如图 1 所示。 由于转向操纵 机构包含了不等速万向节， 不可避免存在转向力矩 波动问题， 转向力矩波动会导致产生转向力时轻时 重的现象，影响到驾驶员对转向系统的感觉，从而引 起驾驶员的不舒服和疲劳，给驾驶带来潜在的危险。 因此，在转向系统布置过程中，必须考虑如何减少转 向系统力矩波动。
时 间 /s
图 7 相位角为 89°时转向管柱三种状态下力矩波动情况
输出速度/（°/s）
385
380
375
370 365 U
360
355
350
345
340
3350
0.2
D
0.4 0.6 时 间 /s
M 0.8 1
图 8 相位角为 96°时转向管柱三种状态下力矩波动情况 表 1 各个相位角力矩波动最大值及力矩波动范围对比表
1
2
345
1.转向万向节；2.转 向 传 动 轴 ；3.转 向 管 柱 ； 4.转 向 轴 ；5.转 向 盘
图 1 转向操纵机构 收 稿 日 期 ：2009-10-25
1 转向力矩波动原理
1.1 力矩波动介绍 一般地， 转向管柱与中间轴的连接为不等速万
向节，当对方向盘输入力矩时必然引起力矩的不等， 为了避免力矩波动，需要满足 2 个条件：
lineⅢ
PlaneⅡ
PlaneⅠ
lineⅡ
α lineⅠ
图 2 相位角示意一 ψ
图 3 相位角示意二
1.3 力矩波动分析
定义转向轴中心线与中间轴中心线形成的角度
为 β1， 中间轴中心线与转向器输入轴中心线形成的 角度为 β2。 对于转向轴中心线、中间轴中心线、转向 器输入轴中心线的布置， 要求 β1、β2 差值尽量小，差 值最好小于 6°。 转向系统布置需满足公式（1）。
输出速度/（°/s）
400
390
D
UM
380
370
360
350
340
330
320
0
0.2 0.4 0.6 0.8 1
时 间 /s
图 6 相位角为 87°时转向管柱三种状态下力矩波动情况
输出速度/（°/s）
400
390
U
D
M
380
370
360
350
340
330
320
0
0.2 0.4 0.6 0.8 1
关键词：汽车；转向系统；力矩波动；匹配
中 图 分 类 号 ：U463.4
文 献 标 志 码 ：A
文 章 编 号 ：1005-2550 （2010）03-0048-04
A Research on the Torque Fluctuation Matching with the Steering System of Vehicle
输 出 速 度/ （°/s）
420
400 59°
119°
380
104°
360
340 320 300
0
72° 89°
0.2 0.4 0.6 0.8 1
时 间/s
图 5 不同相位角力矩波动情况
·49·
设 计·研 究
汽车科技第 3 期 2010 年 5 月
从图中可以看出，其中波动最小时相位角 89°，波 动范围为 3.92%， 满足 δ 的波动目标要求小于 5%；相 位角 72°、119°波动范围为分别是 8.1%、8.0%； 相位角 59°、104°波动范围为分别是 14.7%、14.5%。
转向传动部分是由 2 个万向节联结而成， 并且 各段传动轴的布置并不在同一平面内， 因此需要考 虑第 2 个万向节的主动叉的相位角问题， 对于由 1 个十字叉万向节连接两段传动轴的传动结构来说， 两段轴的夹角（指所夹锐角）越小传动效率越高，也 越平顺。因此对于多段传动轴形式的转向管柱，我们
·48·
汽车转向系统力矩波动的匹配研究 / 裴锦华，李 明
U
14.472 4.02% 12.78 3.55% 11.124 3.09% 9.468 2.63% 7.812 2.17% 6.228 1.73% 4.608 1.28% 3.024 0.84% 1.512 0.42% 0.864 0.24%
设 计·研 究
汽车科技第 3 期 2010 年 5 月
汽车转向系统力矩波动的匹配研究
裴锦华，李 明
（上海同济同捷摘要：转向力是汽车操纵稳定性评价中重要指标，其力矩波动直接影响着驾驶感觉，匹配正确的相位角能够有效地
减少力矩波动。 本文详细地阐明了汽车转向系统力矩波动原理。 对某车型转向系统力矩波动情况进行匹配研究。
根据对转向系统中间位置（M）的数模测量： β1= 30.9°，β2=26.8°，α=91°。
根据 α+ψ=180°时，即 ψ=89°时，等效夹角 βe 取 得最小值，力矩波动为最小。
为了验证不同相位角的对力矩波动的影响，分 别取 59°、72°、89°、104°、119°五个相位角，在转向管 柱输入端输入 360°/s 的转速， 分析力矩波动情况， 如图 5 所示：
4 1
2 5
6
3
1.转向油壶； 2.转向助力泵 ；3.转向管路； 4.转向盘； 5.转向管柱 ；6.转向器
图 4 某车型转向系统结构
2.2 某车型转向力矩波动校核 2.2.1 不同相位角对力矩波动的影响分析
某车型转向管柱为上下角度可调型， 中间位置 向下可调 1°，向上可调 3°；用转向管柱在中间位置 状态对相位角取值合理性进行验证。
1.05。 相位角要保证正确，公差越小越好。
2 某车型转向力矩波动匹配研究
2.1 某车型转向系统概述 某车型为国内自主品牌设计车型， 底盘为全新
开发，转向系统是依据驾驶室和发动机舱的布置，以 及汽车高速行驶的安全性，使得转向轻便、灵活及减 轻司机的疲劳的需求， 参考同类型车的布置型式对 转向管柱、 方向盘和转向器等作相应调整与优化设 计。转向系统为整体式齿轮齿条液压助力转向器，其 助力缸、转向分配阀与转向器组合在一起。为了满足 不同人群的操纵要求，转向管柱为上下方向可调，转 向器根据参考同类车型进行开发，转向盘、油泵进行 选型。 某车型转向系统结构如图 4 所示。
当转向系统布置各硬点确定后， 选取合适的相 位角是减小力矩波动的最佳办法， 从 59°、72°、89°、 104°、119°的波动情况来看， 与最佳相位角 89°差值 越大，波动情况越严重，所以相位角的选取对操纵稳 定性影响非常大。 2.2.2 转向管柱不同位置相位角优化分析