寫在前面

想到轉向工程師該會的理論計算，力矩波動，阿克曼率是基礎常識，然而現在隨著設計的精細化要求以及新技術的引進等原因，力矩波動和阿克曼率的設置已經變得不那麼重要，前幾天看公眾號「汽車技研」有篇文章是《轉向系統力矩波動到底有多重要？》，這篇文章裏介紹了幾種計算的方法，確實這個東西方法越來越多，是否準確成為大家關係的問題。今天我寫一種我自己用過的一種分析方法，有用沒用的，就當個樂趣吧。之所以建這個模型，是感覺各種計算的值還是不太靠譜，還是實際模擬的更靠譜。

正文

轉向系統之所以會存在力矩波動，究其原因還是因為十字軸萬向節對力矩和轉速的不等速傳遞。當然我之前在攬勝運動版和寶馬7系見到了準等速萬向節和等速萬向節，這就不用考慮力矩波動了。當轉向系統使用了不等速萬向節，力矩波動是佈置一定要考慮的一項因素，力矩波動的影響因素主要有：

1.轉向管柱與中間軸的夾角β1，中間軸與轉向器輸入軸的夾角β2；

2.相位角ψ；

3.某些設計開發要求力矩波動的力矩波峯在方向盤中間位置，如下圖所示（這裡是一個錯誤的示範，寫這篇稿子時手頭試驗資料不多，沒找到有車在KC報告中顯示將傳動比的波峯或者波谷放在初始位置）：

這裡影響的主要因素就是第一個萬向節叉在設計位置相對方向盤的位置。如圖粉色與藍色線的夾角，後面我們簡稱初始角（請忽略我用了一個比較LOW的轉向管柱）。

下面我們來講講方法：

首先，我們先打開一個ADAMS自帶的轉向系統模板：

修改硬點：

轉向管柱與中間軸的夾角β1，中間軸與轉向器輸入軸的夾角β2可以通過硬點設置來搞定，運動模型主要是解決如何設置相位角和初始角。

方法1

這個方法是以前同事整理的。

後面就是對模型做個修改了：

以前我們用過一種方法，就是在轉向管柱中間軸的十字軸上取兩個端點，如圖所示：

不引起誤解，細節圖看一下：

然後在模型中新建這兩個點：

建立前萬向節節叉十字軸承參考點：

建立後萬向節節叉十字軸承參考點：

修改轉向相位角

中間軸相位角分別由前後兩個萬向節控制，我們通過參考硬點，分別設置兩個萬向節的角度，在這裡先設置後萬向節。

在轉向系統模板界面，右鍵單擊後萬向節，點擊屬性設置，此方法是同事歸納的，此處不再多說。

方法2

這個方法是後期修改的，我覺得更適合前期開發過程中設置轉向萬向節相位。

首先是建立兩個參數，分別是相位角（Phase angle）和初始角（Intial angle）。

然後後面的步驟：

0.新建萬向節十字軸

後面的上點

1。按照步驟

2.按照步驟

3.注意，這裡引用到了初始角這個參數，建立第一個萬向節節叉的初始位置U1。

4.分別建立U1_0和U1_1，這是第一個萬向節叉上十字軸的兩個端點

5. 並根據這兩個端點建立第一段軸：

6.建立第一個萬向節從動叉的位置，並重複上面4.5.的步驟：

7.利用相位角參數建立第二個萬向節的主動叉位置，並重複上面4.5.的步驟：

8.建立第二個萬向節從動叉的位置，並重複上面4.5.的步驟

9.

10.將模型裏的萬向節約束去掉，如圖：

11.新建十字軸與節叉的旋轉約束，一共四個：

建立REQUEST測量

我們需要建立方向盤輸入角速度REQUEST和轉向器輸入軸角速度REQUEST

做完這步後，轉向系統模型就設置好了，最後保存模型。

建立模型模擬

定義時間從-50s開始，輸入角速度為5deg/sec做100s的模擬。

按F8進入模擬界面，輸出力矩波動曲線。

寫在後面

這個模型的優勢在於通過直接優化初始角和相位角優化力矩波動，比用坐標要好用些。過程雖然有些複雜，但是改完可以一直用，而且對後期其他分析借用到轉向系統都會準確一些。

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