陳志龍

金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司 江蘇蘇州 215026

當(dāng)前，國家大力推進(jìn)國民旅游休閑設(shè)施建設(shè)。受國家對旅游行業(yè)的政策影響，房車近些年已經(jīng)進(jìn)入全盛發(fā)展的初級階段。房車銷售雖然總量尚未可觀，但增速驚人。目前國產(chǎn)房車尤其是小型房車均是在通用輕型客車底盤的基礎(chǔ)上改裝的，底盤匹配度和改裝后的整車可靠性、操控穩(wěn)定性得不到有效保證。因此,針對房車特點(diǎn)開發(fā)一款專用的輕型客車專用底盤的需求迫在眉睫。

1 房車專用底盤特點(diǎn)

相比傳統(tǒng)客車，房車由于增加了居住的功能，因此也就增加了很多生活設(shè)備，如床鋪、灶具、衛(wèi)浴等，車輛負(fù)荷相應(yīng)增加。以某5.9 m輕型客車為例，改裝前后最大總質(zhì)量、整備質(zhì)量及各軸負(fù)荷對比如表1所示。

表1 改裝前后軸核變化對照表

從軸荷對比中可以看出，改裝后車輛后軸軸荷上升較多，對底盤可靠性及舒適性有一定程度的影響。

由表2可以看出，改裝后車寬、車高及重心的變化對整車的操控穩(wěn)定性影響較大，對底盤匹配要求提高。

表2 改裝前后外形參數(shù)變化對照表

2 底盤設(shè)計(jì)重點(diǎn)

2.1 提高后軸承載能力

a.輪胎負(fù)荷提升。原車采用215/75R16輪胎，單胎最大負(fù)荷1 120 kg，輪胎負(fù)荷系數(shù)已達(dá)到1.013，接近輪胎負(fù)荷極限。改裝后如果繼續(xù)采用同型號單胎，輪胎負(fù)荷系數(shù)為1.21，超過輪胎設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1-6]；如果加大輪胎型號，將改變車輛離地高度和踏步高度，同時(shí)對底盤各項(xiàng)動(dòng)力參數(shù)產(chǎn)生影響。因此，在綜合考慮的基礎(chǔ)上，采用單側(cè)雙胎方案提高后軸負(fù)荷。采用同型號雙胎后，單只輪胎最大負(fù)荷1 020 kg，實(shí)際單胎負(fù)荷為2 720/4=680 kg，輪胎負(fù)荷系數(shù)0.67，輪胎安全性能大幅提升。

b.原車采用2.8T驅(qū)動(dòng)后橋，雖然滿足改裝后后軸載荷需求，考慮到房車使用環(huán)境（野外顛簸路多和隨車物品較多），選用江蘇某知名橋廠生產(chǎn)的3.0T雙胎驅(qū)動(dòng)后橋，并保證與原車懸架接口的匹配。

c.后軸軸荷增加后，校核后懸架鋼板彈簧是否滿足使用要求。

原車后板簧采用2+1漸變剛度板簧。

鋼板彈簧加載后的撓度fα計(jì)算如下[1]：

式中，P為作用于板簧上的力，kg；l為板簧長度，mm；E為板簧彈性模數(shù)，MPa；I為板簧根部慣性矩，mm4。

板簧不變的前提下，由上式對比整備質(zhì)量下改裝前板簧撓度fa1和 改裝后整備質(zhì)量下板簧撓度fa2如下式：

式中，P1為改裝前原車板簧負(fù)荷，kg；P2為改裝后板簧負(fù)荷，kg。

原車靜撓度30 mm，原車簧下質(zhì)量315 kg，改裝后簧下質(zhì)量385 kg,則可以計(jì)算出改裝后懸架靜撓度如下式：

原車動(dòng)撓度為91.5 mm，總撓度為121.5 mm，同理可計(jì)算出改裝后懸架總撓度如下：

改裝后動(dòng)撓度f〞α2=143.65-56.00=87.65 mm，此時(shí)懸架行程空間不足，后橋經(jīng)常撞擊限位塊，限位塊使用壽命和乘坐舒適性下降。同時(shí),總撓度的增加也影響了減振器的使用壽命，因此有必要增加鋼板彈簧主簧剛度。為保證剛度增加后懸架元件安裝的通用性，采取在原鋼板彈簧主簧基礎(chǔ)上增加一片的措施。調(diào)整后的后鋼板彈簧滿載弧高1 mm，未調(diào)整之前的板簧弧高為3 mm，變動(dòng)量才2 mm，基本保證了滿載時(shí)的整車姿態(tài)不變。

2.2 加大后軸輪距

改裝后車輛寬度和車輛高度、重心高度均發(fā)生較大變化，且更改為雙胎后，為保證板托距不變和雙胎中心距，車輪偏距需要加大，原車車輪內(nèi)偏距54 mm，雙胎最小間距251 mm，車輪腹板厚度10 mm，因此，車輪內(nèi)偏距至少加大61.5 mm。根據(jù)配套體系內(nèi)廠家現(xiàn)有偏距119產(chǎn)品，根據(jù)車寬2 320 mm，在保證外側(cè)輪胎與車身間隙、內(nèi)側(cè)輪胎與板簧間隙的基礎(chǔ)上，選擇后橋輪距1 860 mm。原車輪距1 716 mm，內(nèi)輪輪胎位置僅需向內(nèi)側(cè)移動(dòng)7 mm。

2.2.1 側(cè)傾穩(wěn)定角校核

代入計(jì)算得θ=53.32°，不僅大于GB 7258-2017規(guī)定的35°，且大于原車側(cè)傾穩(wěn)定角48.9°，整車操縱穩(wěn)定性提高。

2.2.2 制動(dòng)力校核

新橋采用鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)鼓直徑295 mm，蹄片寬度50 mm，制動(dòng)缸直徑中為28.58 mm，16 MPa壓力時(shí)單邊制動(dòng)力矩3 000 N·m，后橋制動(dòng)力如下[5]：

式中，TU為制動(dòng)力矩，N·m；r為滾動(dòng)半徑，m 。

后橋制動(dòng)力和軸荷的百分比如下：

16 483/（2 466×9.8）=68.2%，大于GB 7258-2017中后軸空載50%的規(guī)定，因此制動(dòng)力合格。

3 結(jié)語

本文著重介紹了某專用汽車底盤適應(yīng)性設(shè)計(jì)的幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為專用客車設(shè)計(jì)人員提供了一套較為簡便設(shè)計(jì)參考方法，具有一定的的價(jià)值。