转向系统是用来改变或恢复汽车行驶方向，并在车辆转向时保证内、外侧转向轮的转角 符合阿克曼几何关系的机构[3]。车手通过方向盘控制转向系统，时刻调整赛车的状态，因此， 转向系统的性能优劣对整车的操纵性能有这至关重要的影响。69535

19 世纪 20 年代德国人对传动车辆转向系统进行研究并发明转向梯形，近几年兴起对方程 式赛车转向系统的研究， 由于 FSAE 赛车自身的特点，传统汽车转向系统中很多辅助装置无 法应用，因此，对于 FSAE 赛车转向系统的研究主要集中在对转型梯形的优化、定位参数优 化设计、轮胎性能研究、转向机构对赛车动力学的影响等方面上[4]。

.1  国外主要研究现状

在赛车转向系统动力学方面，国外研究起步较早，William  F.Milliken  于 1995  面编写的

《Race Car Vechicle Dynamics》一书根据赛车的性能要求，从赛车的轮胎、悬架、车身等方面 对赛车的动力学进行了研究，通过对大量的轮胎数据的对比与分析，向我们清晰的展示了轮 胎在赛车转向系统中的起到的重要作用[5]。鸠田幸夫在《汽车设计制造指南》一书中通过对大 学生方程式赛车的详细介绍，将汽车的开发与制造流程呈现给我们，同时对赛车极低速转向 几何、稳态转向几何、阿克曼转向几何进行详细介绍，详细的分析了柔性转向、侧倾转向对 转向特性的影响[6]。外国在转向系统的设计过程中十分重视轮胎的影响，首先对轮胎进行测试 来获得相应的轮胎数据，并基于这些数据对赛车转向系统、悬架、设计参数进行设计、匹配， 以获得更佳的转向性能，并建立相应的虚拟模型对侧倾、操纵稳定性进行仿真，然后通过调 节几何参数来优化性能[7]。美国的轮胎数据测试组织每年会对赛车常用的轮胎进行测试，获得 轮胎的各项性能参数，绘制成性能特性曲线，并对采集的轮胎数据进行共享，便于人们更好 的利用数据对转向系统进行优化[8]。论文网

2  国内主要研究现状

国内在转向系统动力学方面的研究进步快，由于起步较晚，于上世纪 80 年代开始，因此 与国外差距还是很大，在《汽车操纵动力学原理》一书中，郭孔辉院士系统的分析了汽车操 纵稳定性，提出了轮胎的半经验公式，为我国转型系统动力学奠定基础[9]。石启龙和杨建伟在 断开式转向梯形结构的优化上采用 ProE 进行运动学仿真，并利用 MATLAB 软件对其进行最 小二乘法计算，这一方法能够计算最合适的梯形节臂长度和梯形底角，从而降低轮胎的磨损 [10]。查云飞，胡亚辉等人利用 ADAMS/Car 对方程式带车的虚拟样车模型进行了分析，对虚 拟样机进行稳态回转与蛇形仿真实验，从而测试样车的操纵稳定性，并利用 Insight 模块对虚 拟样车进行优化，明显改善样车的操纵稳定性[11]。安相壁，白云川等人在分析了车轮外倾、 前束对转向轮侧滑的影响之后，经过分析推导，得出车轮外倾、前束与转向轮侧滑之间的关 系公式，可用于调节转向轮的外倾角与前束[12]。合肥工业大学的马骏、钱立军基于轮胎侧滑、 磨损理论，对转向轮做受力分析并建立转向轮的数学模型，得出轮胎受力、轮胎外倾角、前 束三者间的关系，通过试验验证了公式的准确性，为外倾角和前束的匹配、设计提供了理论 参考[13]。