程小建　符青萍

摘 要:通過對工程車空車制動時后輪跳動的原因分析,從理論及實踐上找出此類問題產(chǎn)生的根本原因,讓設(shè)計工程師工作中遇到類似問題時能迅速找到根本問題所在并解決。

關(guān)鍵詞:工程車后輪跳動同步附著系數(shù)變形

中圖分類號:U46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0122-02

1 引言

工程車在空車制動過程中經(jīng)常會出現(xiàn)后輪跳動,引起駕駛室震動造成平順性很差,而載貨物后又沒有后輪輪跳動情況,一些主機(jī)廠設(shè)計師通過很多方法如調(diào)整制動蹄片間隙,換制動閥等方法均不能解決問題而束手無策,下面通過筆者工作中一個車型出現(xiàn)同樣問題后的解決過程,理論及實踐相結(jié)合為該問題提出解決方案。

2 3052PER14100Q33-1是福田公司長沙汽車廠生產(chǎn)的工程車車型,軸距3300mm,前橋為1050橋,制動器φ310×80,后橋1080橋,后制動器改為φ320×95,懸架是前1061后140(表1)

3 現(xiàn)象

20km/h以上各速度緊急制動時駕駛室跳動。

4 初期已采取的措施及效果

①將前橋制動間隙調(diào)大至無剎車,不能解決;

②考慮到可能是前板簧剛度大,制動時引起的振動頻率高,將前懸架板簧改復(fù)合剛度(空載時剛度減小,滿載時滿足剛度要求),沒有解決問題;

③考慮到可能是后橋質(zhì)量問題,換了后橋及貯能氣室后仍不能解決;

④將后橋制動間隙調(diào)大,至無剎車,才不跳動;

另行車制動時從側(cè)面觀測,駕駛室跳動系后輪跳動致。

5 原因初步分析

在制動過程中,制動強(qiáng)度等于整車的同步附著系數(shù)時,路面的附著效率最高,前后輪同時抱死,此時整車的制動減速度最大。由于許多因素影響,如:前后軸載荷的變化、路面狀況的變化等因素影響,整車不可能達(dá)到理想狀態(tài)。該車在空載狀態(tài)下制動時,后輪有連續(xù)跳動現(xiàn)象,初步分析有以下幾方面影響(見圖1)。

6 進(jìn)一步分析

6.1 后板簧(主片)剛度不足

板簧主片剛度不足,整車制動時,板簧易產(chǎn)生S變形,易造成整車振動,可根據(jù)實際情況,把主簧第二片前吊耳處增加一卷耳(見圖2),

這樣相應(yīng)增加了后板簧主片的剛度。但經(jīng)試驗實際效果不明顯;所以可以考慮將板簧剛度整體進(jìn)行加強(qiáng)(在滿足前后懸架偏頻匹配設(shè)計要求情況下)。

6.2 后輪滾動半徑大

整車制動時,后板簧的受力分析圖如下(見圖3):

M=F×R

F—制動時,地面產(chǎn)生的制動力

R—車輪的滾動半徑

后車輪滾動半徑R增大,在相同制動力的情況下,板簧受力矩增大,產(chǎn)生變形量越明顯。但因整車配置所需,7.50-16輪胎不能作調(diào)整。

6.3 前后軸制動力矩不匹配

根據(jù)計算公式:

在空載狀態(tài)下,整車的同步附著系數(shù)如太小幾乎接近于0,前輪抱死的滯后時間較長,滿載狀態(tài),整車的同步附著系數(shù)增加,同步附著系數(shù)增加,前輪制動的滯后時間縮短,現(xiàn)象有可能會解除(見圖4)。

6.4 制動鼓失圓,制動器強(qiáng)度不足若制動鼓失圓,制動器強(qiáng)度不足,在制動時,也可能出現(xiàn)整車跳動現(xiàn)象,但經(jīng)檢查制動鼓圓度滿足要求

6.5 改進(jìn)措施

空載狀態(tài),后輪抱死時,后板簧吊耳距地面的距離較大,所以后板簧產(chǎn)生變形量較大,間隔一個滯后時間,前輪抱死,由于前軸載荷增加,后軸載荷減小,隨之后輪的路面制動力減小,后板簧的變形量減小,在后板簧變形量減小的瞬間,后輪出現(xiàn)跳動現(xiàn)象。由于后輪非簧載質(zhì)量較大,慣性較大,在板簧與輪胎的彈力下,交變激振加劇,制動時后輪出現(xiàn)連續(xù)的幾次跳動。滿載狀態(tài),后板簧的變形較小(副簧起作用,剛度增加),后輪不會出現(xiàn)跳動現(xiàn)象。

因此將后板簧剛度適當(dāng)進(jìn)行增加(增加鋼板彈簧板厚或片數(shù)),作為解決方案之一。

同時必須重新匹配前后軸的制動力,制動器或制動氣室分別調(diào)整,根據(jù)以上計算公式進(jìn)行理論分析(見圖5)。將前橋制動器規(guī)格調(diào)整到Φ320×95能達(dá)到該效果是最好的(圖中的同步附著系數(shù)0.437)使前輪制動的滯后時間縮短,作為解決方案之二。

上述兩個方案實施后,空車緊急制后輪跳動解決。

7 結(jié)語

造成整車抖動的主要原因是空載狀態(tài)下后軸軸荷過小、加上制動過程中存在動軸荷轉(zhuǎn)移的情況將進(jìn)一步減小后軸荷,而整車只要進(jìn)行制動則必然存在板簧的“S”變形,而“S”變形在板簧上所積聚的勢能(假設(shè)為U1)將與車輪與地面產(chǎn)生的反作用力矩能量(假設(shè)為U2)之間進(jìn)行平衡。此時如果后簧的簧載質(zhì)量(軸荷)小,對后橋的正壓力小,再加上后板簧剛度偏小則制動過程中的“S”變形越明顯,當(dāng)U1>U2時則板簧將回彈使輪胎離開地面一次,形成一次車身振動。車輪離開地面后板簧能量完全釋放,當(dāng)車輪著地后板簧再次能量積聚,U1、U2再進(jìn)行下一輪平衡,如此直到整車停止,這樣就導(dǎo)致了整車在制動過程中駕駛室抖動。

調(diào)整并增大后板簧剛度會使“S”變形減小,在U1增長的過程中相對延長了板簧反彈的時間t,當(dāng)該時間t大于整個制動過程所需的時間T時就避免了抖動的產(chǎn)生,同時合理調(diào)整整車的制動同步附著系數(shù),使前輪制動的滯后時間縮短可以有效解決緊急制動時后輪跳動引起的駕駛室跳震。

參考文獻(xiàn)

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