趙 丹

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230022）

引言

汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車的操縱穩(wěn)定性直接影響操縱方便的程度、汽車動(dòng)力性的發(fā)揮和汽車運(yùn)輸生產(chǎn)率的提高，它是高速汽車安全行駛的一個(gè)主要性能，且成為衡量現(xiàn)代汽車性能的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。在設(shè)計(jì)階段，需保證操縱穩(wěn)定性滿足要求。

1 問題的提出

該4700mm軸距車型為右舵新底盤開發(fā)，需進(jìn)行操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)來驗(yàn)證其性能方可投放市場(chǎng)。試驗(yàn)主要從穩(wěn)態(tài)回正、轉(zhuǎn)向回正和轉(zhuǎn)向輕便性三個(gè)方面進(jìn)行。

1.1 該卡車的基本配置表

1.2 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)

該車型具有典型的不足轉(zhuǎn)向特性，不存在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)，左、右轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向度表現(xiàn)良好，整車車身側(cè)傾度表現(xiàn)較好；各測(cè)量項(xiàng)目均滿足設(shè)計(jì)要求。

表2 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.3 轉(zhuǎn)向回正

該車回正后，左、右轉(zhuǎn)殘余橫擺角速度均偏大，駕駛員撒手后轉(zhuǎn)向盤響應(yīng)速度緩慢，轉(zhuǎn)向回正國標(biāo)評(píng)分45.8，不滿足≥60分設(shè)計(jì)要求。

表3 轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 整改方案

該車型整車GVW為12t，前軸額定載荷為3.5t。結(jié)合前期處理操縱穩(wěn)定性問題的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以及理論推理，主要可從整車回正阻力矩和整車四輪定位參數(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行分析排查。

2.1 整車回正力矩分析

整車回正阻力矩主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)向器回正阻力矩與主銷止推軸承阻力矩。

其中轉(zhuǎn)向器回正阻力矩設(shè)計(jì)要求小于 30Nm，樣件滿足要求，此因素可排除。

主銷止推軸承結(jié)構(gòu)如下圖1所示，查閱資料，其摩擦系數(shù)為0.032。而另外一種主銷止推軸承結(jié)構(gòu)，如下圖2所示，其摩擦系數(shù)為 0.002，二者外直徑均為 75mm，內(nèi)直徑均為40mm，但是更換軸承后，其單邊的回正阻力矩可減小13Nm。且原有車型發(fā)生類似回正性能不合格問題時(shí)通過更換主銷止推軸承，將結(jié)構(gòu)一換為結(jié)構(gòu)二后，復(fù)測(cè)回正性能合格。綜上，可判定止推軸承回正力矩為影響整車回正性的一個(gè)關(guān)鍵因素。

圖1 軸承一

圖2 軸承二

通過整改，更換止推軸承后，主觀感受樣車狀態(tài)，車速20km/h，方向盤轉(zhuǎn)角1圈，與原狀態(tài)相比：

更換之前左轉(zhuǎn)回正1/2圈，右轉(zhuǎn)回正不到1/2圈，回正緩慢；

更換之后左轉(zhuǎn)回正 3/4圈，回正速度快，右轉(zhuǎn)回正 3/4圈，回正速度較快。

2.2 整車四輪定位參數(shù)分析

整車四輪定位參數(shù)有四個(gè)方面：車輪外傾、車輪前束、主銷后傾及主銷內(nèi)傾。車輪外傾有利于汽車的不足轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向操縱力的減輕；車輪前束一般可由它抵消因車輪外傾在滾動(dòng)時(shí)造成的不利影響，如輪胎磨損加??；主銷后傾產(chǎn)生主銷拖距，轉(zhuǎn)向時(shí)形成回正力矩，使車輪重新回到直行位置；主銷內(nèi)傾對(duì)車輛制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性有很大的影響。

由以上分析，可知其中影響轉(zhuǎn)向回正性的最主要因素為主銷后傾角。

經(jīng)過檢測(cè)，該車型的整車四輪定位參數(shù)如下表所示：

表4

查閱圖紙，結(jié)合相關(guān)資料，可知，該車型主銷后傾角應(yīng)為3°30'左右，實(shí)測(cè)值2°26'，由此，可得出，主銷內(nèi)傾角偏小是回正力矩偏小整車回正性差的影響因素。

2.3 整改方案

針對(duì)該樣車，鋼板彈簧處增加一塊 1°左右的斜墊鐵，使主銷內(nèi)傾角達(dá)到3°16'。

整改完成后，復(fù)測(cè)操縱穩(wěn)定性，其轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

表5

轉(zhuǎn)向回正得分61.9分，滿足≥60分設(shè)計(jì)要求。

3 總結(jié)

操縱穩(wěn)定性是汽車的重要指標(biāo)之一，直接影響汽車的行駛安全，對(duì)于駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度也有很大的影響。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)源頭，務(wù)必要保證操縱穩(wěn)定性滿足要求。通過上述實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹了轉(zhuǎn)向回正性不滿足要求時(shí)候的分析思路以及整改方案，并可依據(jù)此方案，對(duì)新開發(fā)同平臺(tái)產(chǎn)品給予指導(dǎo)并推廣。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造:上冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2009.

[2] 王霄鋒.汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社.2015.

[3] 徐石安.汽車構(gòu)造——底盤工程（第二版）.清華大學(xué)出版社.2011.

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