淺析輕卡整車姿態(tài)角的優(yōu)化方法

徐斌，張愛東，徐晴朗

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司國際公司，安徽 合肥 230601）

引言

整車姿態(tài)角是汽車設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，主要作用之一是為了防止貨位墜尾（即貨物向后滑），其次也有減少氣流通過底盤時(shí)空氣產(chǎn)生的升力的作用。但整車姿態(tài)角過大，則會(huì)導(dǎo)致緊急制動(dòng)時(shí)貨物慣性前移趨勢增加，導(dǎo)致貨箱或者后圍受到?jīng)_擊損傷。整車姿態(tài)角在汽車?yán)碚撝型扑]的姿態(tài)角范圍如下：0.5°＜滿載時(shí)θm＜ 1°；1°＜空載時(shí)θk＜ 1.5°。

本文就輕卡整車姿態(tài)角在優(yōu)化過程中針對(duì)不同情況采取的措施進(jìn)行了探討，并結(jié)合某輕卡整車姿態(tài)角現(xiàn)狀及優(yōu)化實(shí)例，對(duì)具體優(yōu)化步驟進(jìn)行了舉例說明

1 正文

整車姿態(tài)角的調(diào)整手段主要是調(diào)整前、后懸架參數(shù)和前、后軸參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。這些參數(shù)的調(diào)整雖然解決了姿態(tài)角的調(diào)整問題，但同時(shí)也會(huì)帶來其它方面的影響。

表1 整車姿態(tài)角常用優(yōu)化方案統(tǒng)計(jì)表a

由于整車姿態(tài)角不符合項(xiàng)的表征不同，相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化方案也有所不同。本文對(duì)常見的不符合項(xiàng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，提出相對(duì)應(yīng)的常見解決措施和相關(guān)影響。并結(jié)合輕卡的實(shí)際開發(fā)特點(diǎn)，對(duì)調(diào)整方案的優(yōu)先度給出了一些建議，具體如下表1到表3所示。

表2 整車姿態(tài)角常用優(yōu)化方案統(tǒng)計(jì)表b

表1和表2中列舉了較典型的兩種整車姿態(tài)不符合情況及其優(yōu)化措施。對(duì)于其它情況的整車姿態(tài)角不符合項(xiàng)，其優(yōu)化措施一般不會(huì)超過上述措施范圍，從上表中通過簡單的分析推論，即可判斷出采用何種優(yōu)化措施比較方便。在此對(duì)于其它情況的整車姿態(tài)角不符合項(xiàng)進(jìn)行列舉，并對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行推薦，對(duì)其常見的要素關(guān)聯(lián)性及其影響進(jìn)行說明，匯總?cè)绫?所示。

以某輕車車型校核結(jié)果為例，其整車姿態(tài)角校核結(jié)果如下：滿載0.46°略微偏小，空載1.24°滿足要求。結(jié)合上表，符合表3中的“狀態(tài)三”的情況，可采用后懸與后橋之間增加墊鐵的措施進(jìn)行優(yōu)化。

下面確認(rèn)墊鐵的設(shè)計(jì)厚度，首先需設(shè)定優(yōu)化后目標(biāo)。對(duì)于輕型貨車由于軸距較短，實(shí)踐證明在前、后懸剛度不變的前提下，車架上平面離地高度變化對(duì)于空、滿載整車姿態(tài)角的影響數(shù)值較為接近?？梢越普J(rèn)為，當(dāng)空載整車姿態(tài)角增加0.1°，滿載整車姿態(tài)角也會(huì)同步增加增加0.1°左右。該車空載時(shí)整車姿態(tài)角上限假設(shè)調(diào)整為1.4°，則滿載時(shí)整車姿態(tài)角預(yù)計(jì)為：0.46°+（1.4°-1.24°）=0.62°。

以滿載前輪與地面接觸點(diǎn)為起點(diǎn)，畫一條傾角為0.62°的直線通過后輪中心線，如圖1。

表3 整車姿態(tài)角常用優(yōu)化方案統(tǒng)計(jì)表c

測量原有地面線與新設(shè)地面線在后輪中心線處的高度差，可以得出后懸墊鐵厚度需求約為 9.67mm，為保證制造方便性和通用性，圓整為10mm。

圖1 后懸墊鐵厚度設(shè)定校核圖

然后需要確認(rèn)增加墊鐵后對(duì)整車其它參數(shù)的主要影響，參看表 3。其中整車通過性、防飛濺、成本的影響都比較容易確認(rèn)，在此不再贅述，主要就傳動(dòng)系夾角的變化影響及優(yōu)化措施進(jìn)行闡述。如圖 2，為典型兩節(jié)式傳動(dòng)軸傳動(dòng)系夾角示意圖。

圖2 兩節(jié)式傳動(dòng)軸傳動(dòng)系夾角示意圖

由于增加后懸墊鐵，后橋輸入軸中心線下移會(huì)導(dǎo)致α2和α3同時(shí)增大。為平衡α3，可采用增加后橋仰角或者墊鐵增加角度的措施，該車采用墊鐵增加角度比較方便，墊鐵角度的設(shè)定視厚度而定，該車墊鐵厚度較小，可以設(shè)定為1°。增加后橋仰角斜度后會(huì)導(dǎo)致α3與α2差值變得明顯，導(dǎo)致當(dāng)量夾角αe可能超出設(shè)計(jì)要求。為平衡α2，使其與α3數(shù)值接近，一般采用中間吊掛點(diǎn)下移（下移高度推薦與墊鐵厚度基本相等），同步調(diào)整角度（調(diào)整角度推薦與后懸墊鐵增加角度保持一致）的措施。

表4 整車姿態(tài)角優(yōu)化結(jié)果

所以綜上所述，該車優(yōu)化措施總結(jié)為：后懸與后橋之間增加10mm厚、角度為1°的斜墊鐵，傳動(dòng)軸中間吊掛安裝點(diǎn)下移10mm，角度調(diào)整增加1°傾角。按此措施重新校核整車姿態(tài)角和傳動(dòng)軸夾角，統(tǒng)計(jì)如表4和表5所示。

表5 整車當(dāng)量夾角優(yōu)化結(jié)果

優(yōu)化結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，目標(biāo)達(dá)成！

2 結(jié)束語

本文對(duì)輕卡常見整車姿態(tài)角不符合項(xiàng)進(jìn)行了列舉，并提出相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化措施和相關(guān)影響分析，最后結(jié)合某輕卡整車姿態(tài)角現(xiàn)狀及優(yōu)化實(shí)例，對(duì)具體優(yōu)化步驟及取值進(jìn)行了推薦，取得了一定成果，可以作為國內(nèi)同類車型的整車姿態(tài)角優(yōu)化過程提供一定的參考和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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