专利名称：汽车转向梯形最佳设计方法
汽车转向梯形最佳方案的设计用两步完成，第一步用计算机采用优选法确定最优区间;第二步用计算机采用公式法在最优区间内确定最佳方案。
一、几种转向梯形机构的设计计算公式现列出几种转向梯形机构的设计计算公式，可利用计算机进行设计。
1.整体式转向梯形机构计算公式
见
图12.断开对称式转向梯形机构计算公式
见图2.
3.断开非对称式转向梯形机构计算公式向左转弯
向右转弯
4.分段式转向梯形机构计算公式
见图45.转向理论关系计算公式βL- arctg1KL+1tgα]]>6.转向偏差计算公式 δ＝｜βs-βL｜7.公式中符号的意义K-两主销中心线延长交地面点之距离S-两转向球头销中心与主销中心线垂直相交之距离Ko-主动转臂两球头销中心之距离θ、ε-任意位置转向梯形的底角θo、εo-中间位置转向梯形的底角α-内轮转角β-外轮转角βL-理论外轮转角
βs-实际外轮转角L-汽车轴距δ-转向偏差二、确定最优区间确定最优区间是利用转向实际特征线的斜率与转向理论特征线的斜率相趋向、相接近的方法来确定最优区间。(见图2)转向理论特征线是一条直线，其斜率是K
＝ (2·L)/(K) ，转向实际特征线是一条曲线，其参数方程如下由几何关系得tgα =y12s - xtgβ =y12s + x]]>整理得x＝ (s·(tgα-tgβ))/(α·(tgα+tgβ)) y＝ (s·tgα·tgβ)/(tgα+tgβ)根据最小二乘法将这条实际特征曲线化成一条近似的直线，其斜率如下
使实际特征线的斜率与理论特征线的斜率相差最小，即δk＝K(实)-K(理)。
由偏差δk给一个计算精度，即可利用计算机进行优化，求出转向梯形机构各杆件的尺寸和相应底角的数值系列，从中选出最优杆件尺寸和底角区间。
三、确定最佳方案按转向偏差计算公式δ＝｜βs-βL｜，相应的转向梯形机构外轮实际转角计算公式及理论外轮转角计算公式，杆件按最优区间的数据，其精度(即步长)杆件长度取0.1mm，其底角按优化区间的角度数，其精度(即步长)取0.1°，计算出转向偏差的相应数据，其偏差取最大值进行比较，选出其中最小的一种，此状态下的杠件长度和底角是最好的，也就是最佳方案。
四、优点1.按最佳方案设计出的转向梯形机构可使汽车在转向时达到几乎为纯滚动，减少轮胎磨损，提高使用寿命，转向灵活性提高了，杆件受力小，增加了安全性，使操纵者省力并提高了操纵稳定性。
2.利用此公式可进行新车的设计，已生产的车进行验算，改装车的选型计算及现有车型的改进提高。
3.用此解析法比作图法设计出的转向梯形机构数字准确、精度高，如我们对德国生产的N922机场用车进行验算和优选并进行最佳方案的确定，其结果如下
原设计的转向偏差为1.307°优化设计的转向偏差为0.7426°最佳方案的转向偏差为0.4055°4.利用公式可确定转向极限角。
5.利用公式可确定最小转弯半径的极限值。
6.本方法适用所有轮式车辆的转向梯形机构的设计。
图1整体式转向梯形机构简2断开对称式转向梯形机构简3断开非对称式转向梯形机构简4分段式转向梯形机构简图
权利要求
本发明为汽车转向梯形最佳设计方法，用该方法设计简单、时间短、数据准确、偏差小，达到最优效果。1、推导出四种转向梯形计算公式，采用显函数表达。1.1整体式转向梯形机构计算公式。1.2断开对称式转向梯形机构计算公式。1.3断开非对称式转向梯形机构计算公式。1.4分段式转向梯形机构计算公式。
2.转向偏差计算公式δ＝｜βs-βL｜
3.运用的优选法单因素方法中用0.618法。
4.运用的最小二乘法。
全文摘要
多年来汽车的转向梯形机构的设计都是采用作图法进行设计的，这种设计方法较麻烦，而且转向偏差数值不准确、精度低。经过研究，我们推导出设计计算公式；利用它可以对现有车辆和改装车的转向梯形机构进行转向偏差验算，可以进行新车转向梯形机构的优化设计和最佳方案的确定。用这种方法设计出的转向梯形机构的转向偏差数值准确、偏差小、精度高，使车轮转向时几乎是纯滚动，转向灵活、构件受力小、轮胎磨损小，提高了汽车的安全性、操纵的稳定性和轮胎的使用寿命。
文档编号B62D3/00GK1094361SQ93104300
公开日1994年11月2日 申请日期1993年4月26日 优先权日1993年4月26日
发明者孙成玉, 黄锦辉 申请人:孙成玉, 黄锦辉