文 献 综 述

1 课题研究的意义

目前，随着人民生活质量的提高，社会生活逐渐汽车化，每年汽车的增加量很大，大量的汽车行驶在道路上对交通造成了很大的困扰，这就对驾驶员的操作技术提出很高的要求，为了更加安全的行驶，就必须减轻驾驶员的行驶疲劳和负担，应该在汽车的行驶中更加灵活和便捷。因此就提出了汽车的转向系统问题研究，技术的革新和社会的发展对汽车的转向系统提出了更高的要求。同时，随着高速公路事业的发展和汽车行驶速度的不断提高，汽车的高速安全性受到越来越多的关注。汽车的操纵稳定性是影响汽车高速安全性的重要因素。因此，如何设计高速汽车的操纵稳定性成为目前客车行业普遍关心的问题。车辆的转向系统转向特性对车辆的行驶稳定性、操纵稳定性、安全性起着决定性作用，是汽车的核心技术之一^[1]。其中转向机构的设计决定着车辆的转向特性，它对汽车转向特性、驾驶舒适性、轮胎寿命等方面都有影响^[2]。

对于机械转向系，国内外学者做了许多研究，主要围绕着转向系结构上的转向操作机构、转向器、转向传动机构三部分展开^[3]。从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小^[4]。在越来越重视汽车操作稳定性的情况下，对汽车的转向系统进行研究，仍是非常有意义的。而在整个转向系中，转向传动机构难以控制，需反复多次才能达到要求。因此，对更加优化的转向传动机构的研究势在必行。

2 转向传动装置的国内外研究现状

2.1 转向传动装置的国外研究现状

两百年前在汽车刚刚诞生的初期，其转向操纵是仿照马车和自行车的转向方式，即用一个操纵杆或手柄直接使前轮偏转。1817年，德国人林肯斯潘杰(Len Ken Sperger)发明了转向梯形机构，并将在英国获得的专利权转让给了阿克曼(Rudolph Ackerman)^[8]。在轿车上操纵转向最筒单的方法是用一个齿条一齿轮传动机构。这种机构早在 1885 年就用在了奉茨公司的轿车上。从1817年德国人林肯斯潘杰(Len Ken Sperger)发明现代转向梯形机构到现在，转向系统因此在汽车中的重要作用而备受人们关注。

目前国内外专家学者对转向机构的研究主要集中在转向机构动力学和转向机构运动学上。前者主要借助多体动力学软件进行动力学仿真，根据仿真结果不断修整相应参数，达到最优目的。研究的主要内容有：汽车转向操纵稳定性^[9]，汽车车轮的定位参数转向性能的影响^[10]，汽车悬架跳动对转向性能的影响^[11-13]，载荷的转移对前轮转向以及轮胎的影响，基于 Adams 的汽车转向机构研究^[14]等。新型转向技术主要将现代电子控制技术等运用在主动前轮转向、线控转向^[15-17]等技术上。

转向机构运动学的研究主要包括建立平面及空间的转向机构数学模型、尽可能满足转向纯滚动要求的转向机构研究、转向机构优化^[18-20]等。其中，对转向机构数学模型的研究包括整体式梯形转向机构，齿轮齿条与双摇臂独立悬架结合的转向机构，齿轮齿条与麦弗逊独立悬架结合的转向机构三种。美国的 John W. Durstine 等人详细研究了卡车转向系统的每一个部件，并对阿克曼理论进行了详细的解释。^[21-23]

2.2转向传动装置的国内研究现状