【技研】基于CATIA的客车转向系统运动校核

基于CATIA的客车转向系统运动校核

赵文闯 李文建

【摘要】大型客车转向系统的转向器一般采用卧式安装结构，受车架空间限制，转向系统设计过程中，运动件的设计需要全面考虑各方面的内容，如实用性、可靠性、轻便性等，一旦运动部件出现运动干涉，就会对以上各性能产生影响，甚至出现转向运动失效，存在极大的安全隐患。因此，为提高整车转向安全可靠性，缩短转向系统开发周期，提高零部件的结构合理性，减少后续设计变更次数，可以采用CATIA软件模拟转向运动件运动的极限状态，分析出运动件与周边型材存在干涉或间隙较小的部分，对运动件结构进行优化设计。

【关键词】转向垂臂，转向直拉杆，车架，轮胎，CATIA软件DMU模块

转向系统一般由转向操纵机构、转向传动机构和液压助力部件组成，转向操纵机构由转向盘、转向管柱、转向传动轴、角转向器、转向伸缩轴和转向器等组成，转向传动机构由转向垂臂、转向直拉杆、转向节臂和转向横拉杆等组成，转向节比和转向横拉杆一般集成在转向桥上，液压助力部件由转向油罐、电动泵、高压油管和低压油罐等组成，如图1所示。转向过程中，驾驶员操纵方向盘使方向盘做旋转运动，方向盘驱动转向管柱做旋转运动，转向管柱驱动转向传动轴做旋转运动，转向传动轴旋转运动经角转向器转换方向后，转化为转向伸缩轴的旋转运动，转向伸缩轴与转向器的输入轴连接，转向器将转向传动轴的旋转运动转化为转向垂臂绕转向器输出轴的摆动，转向垂臂带动转向直拉杆做平面运动，转向直拉杆带动转向节臂和车轮轮胎绕主销做圆周运动。因为卧式转向器输出轴轴线垂直于地面，转向垂臂平行于地面摆动，所以在运动过程中，需要校核转向垂臂与车架是否干涉，转向直拉杆与车架是否干涉，转向直拉杆与轮胎是否干涉等。通过CATIA软件中的DMU模块可以轻松模拟运动件的运动状态，实现转向垂臂和转向直拉杆结构优化设计的目的。

图1 转向系统示意图

2．转向运动分析模型建立

2.1 模型装配

打开CATIA设计软件，新建一个装配体文件，命名为ZXXT.product，按照图1将车架前段、车架前悬段、转向桥、轮胎、前悬架、转向器、转向垂臂、转向直拉杆、转向伸缩轴、角转向器、转向传动轴、转向管柱、转向盘、转向泵、转向油罐等分别插入到装配体中，如图2所示。