微型倒三轮电动车转向系统设计及其ADAMS仿真

【摘要】： 本文是结合武汉理工大学与浙江凯凌集团合作的“新型电动车研发”的课题进行的研究,因此,课题组进行微型倒三轮电动车的开发。文章首先介绍当今汽车发展所面临的问题,发展微型电动车对于环保和节能等问题具有很大的优势,并且受电池和电网改造等技术因素的制约较少,是汽车从工具到作为地位和象征再到交通工具的回归,研发微型倒三轮电动汽车则具有很大的现实意义。也从以往电动车都为改装车的现状发展成为一种对整车各种系统进行的全新设计。 微型倒三轮车是前两轮后一轮的结构形式,前桥采用独立双摆臂式悬架系统,齿轮齿条式转向器,后桥采用单摆臂式悬架系统,使用电机-皮带轮驱动系统.外形设计以小巧美观大方,反映中国元素是其总体要求,微型倒三轮车将是普通百姓的理想选择,但是我国市场尚属空白,但还需要国家政策的扶持。 进行倒三轮电动车转向系统设计,文章首先论述转向系的性能要求及转向系的阿克曼特性,及各种转向器的结构特点最后进行转向器的选择;分析悬架与转向系的匹配关系及前轮的定位参数值对转向性能的影响,确定前轮定位参数的初步取值;对转向轮的运动规律进行数学分析及转向传动机构的布置方案,确定微型倒三轮车的转向传动机构的布置。 通过对整体式转向梯形机构及断开式转向梯形机构的比较,研究发现四轮车的转向梯形设计方法也适合微型倒三轮车转向梯形设计。根据微型倒三轮车的性能要求,确定选择断开式转向梯形机构,并计算转向梯形臂的长度“m”,梯形底角“θ”,横拉杆两端球铰中心间距“n”,最后根据绘图法确定转向梯形断开点的坐标。 根据以上的分析计算,以及选购的零部件,使用UG建立前悬架及转向系三维实体模型。根据所建立的三维实体的主要硬点的坐标尺寸、及零件的名称和连接点,进行ADAMS_CAR建模,建立前双摆臂式悬架与转向系统的模型,在ADAMS_CAR模块中,对转向系统内、外轮转角及阿克曼特性,使用悬架“pull”分析转向盘的力矩和磨胎半径,及转向梯形断开点进行仿真验证所建立的模型的可取性。通过仿真,获得了直观的数据曲线,所设计的模型基本满足要求,为系统设计提供依据,最后进行整车装配并实验验证。经过试验,微型倒三轮性能样车的转向系统满足车辆的转向性能要求,也证明了倒三轮车是适应新能源电动车的一种全新车型且具有良好的市场前景。