姜超，孫江平，左印波，陳正江

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傳動(dòng)軸夾角動(dòng)態(tài)校核方法在某卡車中的應(yīng)用

姜超，孫江平，左印波，陳正江

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

將傳動(dòng)軸夾角的空間向量校核與板簧運(yùn)動(dòng)軌跡相結(jié)合，引入輪胎中心隨板簧弧高變化的關(guān)系，形成傳動(dòng)軸夾角隨板簧弧高變化的關(guān)系，體現(xiàn)整車運(yùn)動(dòng)全過程中傳動(dòng)軸夾角變化趨勢(shì)。

傳動(dòng)軸夾角；板簧運(yùn)動(dòng)軌跡；空間向量

引言

傳統(tǒng)傳動(dòng)軸夾角校核過程中，多采用作圖法進(jìn)行校核，且僅對(duì)空載、滿載、超載狀態(tài)下傳動(dòng)軸夾角進(jìn)行校核，以判斷是否符合設(shè)計(jì)要求。這種靜態(tài)校核無法體現(xiàn)后懸架運(yùn)動(dòng)過程中的傳動(dòng)軸夾角變化趨勢(shì)，因此不能完整判斷傳動(dòng)軸夾角布置合理性。

傳動(dòng)軸夾角動(dòng)態(tài)校核方法用空間向量校核代替作圖法，并引入后懸架運(yùn)動(dòng)軌跡方法，將后懸架運(yùn)動(dòng)軌跡與空間向量校核方法結(jié)合在一起，形成傳動(dòng)軸夾角動(dòng)態(tài)校核方法，最終輸出車輛行駛過程中傳動(dòng)軸各夾角隨后懸架板簧弧高變化的全過程動(dòng)態(tài)曲線，通過曲線可以直觀表現(xiàn)出傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)合理性。本文系將傳動(dòng)軸夾角動(dòng)態(tài)校核方法擴(kuò)展至多根傳動(dòng)軸，并以某輕卡產(chǎn)品為例進(jìn)行校核。

1 傳動(dòng)軸夾角校核中的空間向量理論

1.1 夾角關(guān)系

圖1

其中：

(1,1,1)—為發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)；

(2,2,2)—為變速箱輸出端十字軸中心坐標(biāo)；

1(3,3,3)—為一傳后端軸承心定位點(diǎn)；

2(4,4,4)—為二傳后端軸承心定位點(diǎn)；

(5,5,5)—為后橋輸入軸軸心點(diǎn)；

1.2 夾角的數(shù)理求解

可得出：

其中：

其中：

1—發(fā)動(dòng)機(jī)傾角；

2—后橋輸入軸與車架上平面的夾角；

3—一傳與車架上平面的夾角；

O（6,6,6）—后橋輸入軸所在的平行于XZ平面的面與后輪中心連線的交點(diǎn)；

將上述幾何關(guān)系圖轉(zhuǎn)化出如下幾何方程：

上式中O（6,6,6）為變量，而O點(diǎn)坐標(biāo)位于后輪中心線上，可以通過板簧運(yùn)動(dòng)軌跡求得，由此引入后懸架運(yùn)動(dòng)軌跡校核理論。

2 后懸架運(yùn)動(dòng)軌跡校核理論

2.1 加緊中心螺栓狀態(tài)下鋼板彈簧弧長(zhǎng)、弦長(zhǎng)和弧高之間的關(guān)系

圖3

圖中：e—卷耳半徑；Co—板簧弧高；L1—前段板簧弦長(zhǎng)；L2—后段板簧弦長(zhǎng)；

R1—前段板簧曲率；R2—后段板簧曲率；S1—前段板簧弧長(zhǎng)；S2—后段板簧弧長(zhǎng)；

圖中：u—U型螺栓跨距；

2.3 后板簧運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)系

為便于計(jì)算，后懸架運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)系為以后懸架前卷耳中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸正方向、Z軸正方向與整車坐標(biāo)系保持一致，得出相對(duì)坐標(biāo)系下的后輪中心坐標(biāo)后再轉(zhuǎn)換成整車絕對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

其中：

M、N為后板簧固定支架中心孔之間的水平距離和垂直距離；

r為后板簧吊耳板孔中心長(zhǎng)度；

T為后板簧厚度；

t為后橋板簧安裝面與后橋中心之間的距離；

圖5

5（5,5）為后橋中心軸線(后輪中心線)相對(duì)坐標(biāo)值，轉(zhuǎn)換成絕對(duì)坐標(biāo)值即前述O（6,6,6）點(diǎn)坐標(biāo)所在軸線，隨板簧弧高0而變化，計(jì)算出其坐標(biāo)值代入式(13)即得出傳動(dòng)軸夾角、當(dāng)量夾角隨板簧弧高變化的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 某卡車相關(guān)參數(shù)見表1

表1 車型相關(guān)參數(shù)

3.2 傳動(dòng)軸夾角校核原則

空載和滿載時(shí)單個(gè)傳動(dòng)軸夾角均不大于5°，且全過程狀態(tài)下傳動(dòng)軸當(dāng)量夾角不大于3°。

3.3 現(xiàn)有傳動(dòng)軸當(dāng)量夾角計(jì)算結(jié)果

圖6 傳動(dòng)軸夾角校核

從圖中可以看出傳動(dòng)軸當(dāng)量夾角在空載時(shí)2.51°，在板簧弧高降低到-8mm時(shí)傳動(dòng)軸當(dāng)量夾角達(dá)到最低0.21°，之后隨板簧弧高的減小逐漸增大，在極限狀態(tài)下達(dá)到2.88°。

表2 傳動(dòng)軸夾角校核結(jié)果

3.4 結(jié)輪

4 結(jié)束語

將單根傳動(dòng)軸模型延伸到多根傳動(dòng)軸，可匹配所有后板簧懸架的商用車產(chǎn)品，適用性更廣；

該方法是對(duì)整車運(yùn)動(dòng)過程中傳動(dòng)軸夾角變化進(jìn)行全過程動(dòng)態(tài)監(jiān)控，操作簡(jiǎn)便；

按照該方法優(yōu)化傳動(dòng)軸夾角，校核結(jié)果更加形象、直觀。

[1] 孫江平.一種傳動(dòng)軸夾角動(dòng)態(tài)校核方法[J].汽車實(shí)用技術(shù),2017(13): 94-97.

[2] 左印波.淺析空間向量在傳動(dòng)軸夾角計(jì)算中的應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù),2017(4):102-105.

[3] 王杰.某輕型商用車傳動(dòng)軸布置探討[J].汽車實(shí)用技術(shù),2014(1): 75-77.

[4] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

The Application of dynamic check method of the drive shaft angle in a Truck

Jiang Chao, Sun Jiangping, Zuo Yinbo, Chen Zhengjiang

( Anhui Jianghuai Automobile group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

By combining the space vector of the drive shaft angle and the motion trail of the leaf spring, introducing the relationship of changes between the tire center and the camber of the leaf spring, form the relationship between the drive shaft angle and the camber of the leaf spring and show the changed trend of the drive shaft angle in the whole process.

the drive shaft angle;motion trail of the leaf spring;space vector

A

1671-7988(2018)18-98-04

U463.516+.2

A

1671-7988(2018)18-98-04

CLC NO.: U463.516+.2

姜超，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.034