黃龍 龔俊 姚向東
摘 要:介紹了三軸汽車軸荷計(jì)算方法,通過調(diào)整懸架剛度及改變?nèi)S車的1軸與2軸軸距的方法來完成三軸軸荷的調(diào)整。
關(guān)鍵詞:軸荷計(jì)算 力學(xué)模型 懸架剛度 軸荷分配
The Relationship between the Axle Load and the Suspension Stiffness of a Three Axle Vehicle
Huang Long Gong Jun Yao Xiangdong
Abstract:This paper introduces the calculation method of the axle load of the three-axle vehicle. The adjustment of the axle load is completed by adjusting the suspension stiffness and changing the wheelbase of the first axle and the second axle of the three-axle vehicle.
Key words:Axle load distribution, mechanical model, suspension stiffness, axle load distribution
兩軸汽車的軸荷計(jì)算主要是運(yùn)用靜力平衡的方法,將汽車簡化為簡支梁進(jìn)行計(jì)算,這對于兩軸車及6×4平衡懸架軸距較小的車型是適用的,但對于長軸距的多軸車就不適用了。三軸及三軸以上車輛計(jì)算軸荷時,在力學(xué)模型上為超靜定問題,無法應(yīng)用靜力學(xué)完成計(jì)算。本文是在查閱了其他論文的基礎(chǔ)上完成三軸車的軸荷計(jì)算,并進(jìn)一步深入討論了懸架剛度的變化對三軸車軸荷分配的影響。
1 計(jì)算模型
計(jì)算三軸車的軸荷,是在收集到整車的質(zhì)量參數(shù)后,經(jīng)整理確定整車質(zhì)心位置如表1所示,圖1為整車示意圖及整車軸距和質(zhì)心位置。
模型假設(shè):1.設(shè)定車架為剛性梁;2.忽略輪胎的變形;3.忽略車橋的變形;4.計(jì)算時忽略簧下質(zhì)量的影響;5.假定懸架的變形為線性的。
表1所列為一三軸車的計(jì)算數(shù)據(jù)。
圖2是簧上質(zhì)量為0時車架的姿態(tài)。
2 三軸軸荷計(jì)算
圖3為簧上質(zhì)量作用在車架上后,各軸懸架彈性元件的變形量分別為f1、f2、f3,質(zhì)心距1軸的距離為L0,1軸到2軸的距離為L2,1軸到3軸的距離為L3,各簧的剛度分別為C1、C2、C3,地面對各軸的支反力分別為R1、R2、R3,整車質(zhì)心的作用力為G。則:相對1軸支點(diǎn)處取矩,根據(jù)力矩平衡可得如下方程
根據(jù)平面力系的平衡關(guān)系得如下方程
根據(jù)變形協(xié)調(diào)關(guān)系得如下方程
根據(jù)懸架彈簧的變形得如下方程
聯(lián)立以上方程可求出R1、R2、R3
表2為根據(jù)式1-6計(jì)算得出的1、2、3軸的軸荷
3 軸荷與懸架剛度的變化關(guān)系
表3為變動1、2軸懸架剛度(3軸懸架剛度不動),1、2軸軸荷隨1、2軸懸架剛度變化的計(jì)算值。
圖4為1軸與2軸剛度與軸荷變化曲線,通過圖中顯示,隨著1軸與2軸剛度的變化1軸與2軸的軸荷已相對在接近,這為我們設(shè)計(jì)整車提供了一種調(diào)整軸荷的思路。但1軸與2軸剛度調(diào)整是有限的,整車的懸架偏頻制約著剛度的大范圍變動,這種方法是有限的一種方法。
4 軸荷調(diào)整的一種方法
圖5為1、2軸軸距變化與三軸車軸荷分配的變化曲線,通過軸距的變化可有限的調(diào)整軸荷的變化。三軸車本身是過約束形式,軸荷變化是隨著路況的變化不斷的在變化,因此,軸距不易太大,否則會帶來軸荷在惡劣的路況下出現(xiàn)大的波動,使整車的舒適性急劇下降,同時會引起輪胎的壽命下降。
通過分析可應(yīng)用以上兩種方法結(jié)合運(yùn)用,適當(dāng)?shù)淖儎觼硇拚S荷的不合理,及時調(diào)校解決設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)。
5 結(jié)束語
影響軸荷分配的因素有懸架的剛度、輪胎的剛度、軸距、車輛過凸起時對軸荷的再分配,本文提出了通過懸架剛度的變化可有限的來調(diào)整軸荷,并與一、二軸軸距的變化來結(jié)合使用完成對三軸軸荷的再分配。
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