1规范
本规范介绍了转 向系统的设计计算、匹配、以及动力转向管路的布置。
本规范适用于天 龙系列车型转向系统的设计
2.引用标准：
本规范主要是在 满足下列标准的规定（或强制）范围之内对转向系统设计和整车布置
GB17675-1999 | 汽车转向系基本要求 |
GB11557-1998 | 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定 |
GB7258-1997 | 机动车运行安全技术条件 |
GB9744-1997 | 载重汽车轮胎 |
GB/T 6327-1996 | 载重汽车轮胎强度试验方法 |
《汽车标准汇编》第五卷 转向 车轮
3.概述：
在设计转向系统 时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。先
从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计转向系统所必须的信息。然后布置转向 传动装置，动力转向器、垂臂、拉杆系统。再进行拉杆系统的上/下跳动校核、与轮胎的位置 干涉校核，以及 与悬架系统的位置干涉、运动干涉校核。最小转弯半径的估算，方向盘圈数 的计算。最后进 行动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐的计算与匹配，以满足整车与法
规的要求；确定了动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐匹配之后，再完成转向管路的连 接走向。
4车辆类型：以EQ33868X4为例，6X4或4X2类似
5杆系的布置：
根据《产品开发 项目设计定义书》上所要求的、车辆类型、车驾宽、高、轴距、空 /满载 整
车重心高坐标、轮距、前/后桥满载轴荷、最小转弯直径、最高车速、发动机怠速 、最高
转速，空压机接口尺寸，轮胎规格等，确定前桥的吨位级别、轮胎气压、花纹等。考虑梯形 机构与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴之间的轴距匹配及各轴轮胎磨损必需均匀的原则，
确定第一前桥、第二前桥内外轮转角、第一垂臂初始角、摆角与长度、中间垂臂的长度、初 始角、摆角，确定上节臂的坐标、长度等
确定的参数如下
第一、二轴选择7吨级规格 |
轮胎型号：12.00-20、 轮胎气压0.74Mpa花纹 |
第一轴外轮转角 35°; 内轮转角 44° |
第二轴 外轮转角 29°;内轮转角 34° |
第一轴上节臂参数 |
上节臂球销坐标 |
上节臂有效长度
垂臂参数
垂臂长度315mm中间球销长度187m（接中间拉杆），初台角向后2°
第二轴上节臂参数
上节臂球销坐标
上节臂有效长度
中间垂臂参数
中间垂臂长度330 mm（接第二直拉杆），中间球销长度230m（接中间拉杆），中间球销长
度269.5mm （接助力油缸活塞），初台角向后6°
上述主要参数确 定后，便可布置转向机支架、第一直拉杆、第二直拉杆、中间拉杆。
设计转向机支架时，第一要考虑支架的强度，第二要支架的刚度，第三要考虑支架的铸造工艺性。
转向机支架可以用有限元进行优化设计，在因为支架的强度与刚度影响到整个转向系统的性能。
支架的强度与刚度不足，会引起前轮摆振、前轮转向反映迟钝、方向盘自由间隙大。另外，还
要考虑转向机的安装工艺性与维修方便性，使转向机的安装螺栓有拧紧空间及便于拆卸。
设计第一 /第二直拉杆时，要考虑下列问题：保证车轮右转极限位置时，直拉杆与轮胎有 10mm的
间隙，直拉杆与 减振器有10mm的间隙，直拉杆前后球销摆角不超过12°，直拉杆与制动气室 有10mm的间隙等；保证车轮左转极限位置时，直拉杆不与转向机及转向机支架等另部件干涉， 直拉杆前后球销摆角也不超过12°。还保证车轮上下跳动100mm寸，直拉杆前后球销摆角不超
过15°。当然，还要考虑直拉杆的制造工艺性， 使设计的直拉杆容易制造。最后还要对直拉杆
进行强度、稳定性校核。
设计中间拉杆时，要考虑下列问题：保证车轮左/右转至极限位置时，中间拉杆不与周围的另部
件干涉，中间拉杆前后球销摆角不超过12°。该车型为双前桥，杆系另部件多，而且运动关系
较复杂，如果制造水平低，杆系长度公差较大的话，则会引起第一与第二桥不对中，因此，应
把中间拉杆设计成长度可调式，以弥补制造缺陷带来的不足。当然，也考虑中间拉杆的制造工 艺性，使设计的中间拉杆容易制造。最后同样要对中间拉杆进行强度、稳定性校核。
6前轮上跳干涉量计算
布置拉杆系统时，要保证前悬架和转向拉杆的运动协调。在采用钢板弹簧的情况下，当前
轮相对于车身上下跳动时，转向上节臂与直拉杆相连的球销中心，一方面随着前桥沿着弹
簧主片所决定的轨迹运动，同时又要随着垂臂球销中心运动。如果这两种运动的轨迹偏差
较大，一方面在不平路面时会引起前轮摆振，一方面，在紧急制动时由于弹簧的纵向扭曲，
会引起前轮跑偏。按TRW规定：当车轮上跳100时，干涉量不大于7mm车轮下跳100mnH寸,
干涉量不大于15mm如果不考虑两前桥之间的相互影响，双前桥的干涉量计算与单前桥 的
计算方法相同，单独计算每个前桥的干涉量便可。计算结果如下
弹簧当量杆半径R=612mm
弹簧当量杆角度9 =7.86 °
第一轴： | 当前轮上跳（DZ 100mn或下跳（DZ 100mm相应的干涉量（DX如下: |
DZ | DX |
100
90
80
-5.54汽车拉杆-4.66
-3.86
-80 -0.9
-90 -1.36
-100
-1.92第二轴： 当前轮上跳（DZ 100mr或下跳（DZ 100mm相应的干涉量（DX 如下:
DZ | DX |
100 | 2.12 |
90 | 2.23 |
80 | 2.27 |
-80 | -7.04 |
-90 | -8.29 |
-100 | -9.63 |
可以看出，杆系 的布置满足TRW要求。
7转弯半径估算
转弯半径与第一轴的梯形机构及梯形机构与杆系的匹配有关。要尽量使所有轮胎产生纯滚
动和最小的磨损。因为轮胎有侧偏现象，目前，轮胎侧偏刚度等有关参数欠缺，转弯半径 只能作近似估算，然后用实验验证。
第一轴梯形机构的计算
梯形臂球头坐标 （-170，882.1，-110.0）
梯形臂有效长度m=175mm
梯形底角76.27°
梯形臂两球头中 心距1764.2mm
通过计算机优化 设计，当内轮转44°时外轮相应转35
最小转弯半径Rmin可按下式计算：
Rmin | Li L2 L3 0.3L3 a Si n( Omax 1a) |
式中：L1，L2, | ,c 轴距 L3 |
a | 车轮接地偏置距 |
Omax | 外轮最大转角 |
1a | 第一轴侧偏角，取4 |
代入数据： | Rmin 6127.5 37.2 10828 mm 10.828 m sin (35 4) |
最小转弯直径为21.66m,满足整车要求，实际转弯半径通过试验测定。
8方向盘圈数计算：
方向盘圈数与第一前桥最大转角及转向系的角传动比有关，它影响驾驶员的超纵轻便性和转
向灵敏性。方向盘圈数小时，机动性好些，如果太小，会不符合驾驶员的驾驶习惯；方向
盘圈数大时，转 向不太灵敏。对装动力转向的重型货车，方向盘圈数可稍小些，一般在
4.0--5.5 圈之间。
通过计算机优化设计，结果为：
当第一轴左轮向右转35°时，垂臂摆角向后39.4 °，右轮相应的转角为44°;中间垂臂摆
角向后31 °，第二轴左轮向右相应的转27.7 °，右轮相应的转角为32.4 ° ；
当左轮向左转44°时，垂臂摆角向前38.4 °，右轮相应的转角为35° ;中间垂臂摆角向前
摆32°，第二轴左轮向左转33°，右轮的转角为28.3 °。当动力转向器角传动比为24时, 方向盘转动总圈数计算如下
方向盘转动总圈数：
9动力转向系统的计算
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