10.8 m通勤客車轉(zhuǎn)向雙拉桿系統(tǒng)的問題及改進(jìn)

楊小見， 寧忠翼， 楊 勝， 張文勝， 游菁蘭

(東風(fēng)商用車有限公司 技術(shù)中心， 武漢 430056)

某通勤客車長10.8 m，核載47人，因其前懸較長，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了雙拉桿結(jié)構(gòu)[1-4]。本文針對該客車轉(zhuǎn)向雙拉桿結(jié)構(gòu)存在的問題進(jìn)行原因分析和結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

1 初始設(shè)計存在的問題及原因分析

該通勤車的轉(zhuǎn)向雙拉桿結(jié)構(gòu)初始設(shè)計如圖1所示。轉(zhuǎn)向機(jī)左置右輸出,中間垂臂球頭銷上下布置，第一、第二直拉桿上下布置，第一垂臂相對較長。其中，中間垂臂支架總成采用虎口結(jié)構(gòu)如圖2所示，中間垂臂旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有襯套，軸銷設(shè)有潤滑油道，通過定期添加潤滑脂防止襯套異常磨損。

根據(jù)初選的前橋上節(jié)臂、轉(zhuǎn)向垂臂、中間垂臂的長度關(guān)系，通過計算調(diào)整三者的長度，然后設(shè)計第一、第二直拉桿結(jié)構(gòu)，避免運(yùn)動干涉，并確保轉(zhuǎn)向垂臂前后擺角一致，即方向盤左右轉(zhuǎn)動圈數(shù)一致。

圖1 雙拉桿結(jié)構(gòu)初始設(shè)計示意圖

圖2 中間垂臂結(jié)構(gòu)示意圖

該轉(zhuǎn)向雙拉桿結(jié)構(gòu)通勤車進(jìn)入市場半年后，經(jīng)反饋，問題如下：轉(zhuǎn)向回正性能不好；個別車輛的中間垂臂出現(xiàn)松曠現(xiàn)象。

針對第一個問題分析如下：中間垂臂球銷采用上下布置結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)輸出較小扭矩便可通過直拉桿推動前橋上節(jié)臂使車輪左右轉(zhuǎn)向；相反車輪需要提供較大的力來反推轉(zhuǎn)向垂臂，使其恢復(fù)為初始中間狀態(tài)位置，所以回正性能相對較差。從設(shè)計角度分析，若調(diào)整中間垂臂上的球銷布置結(jié)構(gòu)，采用前后布置，既可在保證轉(zhuǎn)向輕便的同時，又可具有較好的轉(zhuǎn)向回正性能。

針對第二個問題分析如下：襯套采用的是耐磨性能低的材料，且未定期添加潤滑脂，造成垂臂兩端及襯套異常磨損，導(dǎo)致垂臂松曠；垂臂松曠后，兩端的夾緊距離不可調(diào)，無法修復(fù)。從設(shè)計角度分析，若支架采用兩端間距可調(diào)結(jié)構(gòu)，襯套采用耐磨性能較好的雙金屬材料，并定期添加潤滑脂，可有效避免松曠現(xiàn)象[5-6]。

2 轉(zhuǎn)向雙拉桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

2.1 雙拉桿結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

經(jīng)結(jié)構(gòu)對比分析，改進(jìn)后的雙拉桿結(jié)構(gòu)如圖3所示。相對于原雙拉桿結(jié)構(gòu)的中間垂臂球頭銷上下布置，第一、第二直拉桿上下布置，第一垂臂較長的設(shè)計，新雙拉桿結(jié)構(gòu)采用中間垂臂球頭銷前后布置(第二直拉桿的垂臂長度不變，垂臂總長度縮短)，第一、第二直拉桿等高布置，第一垂臂相應(yīng)縮短的方案[7-12]。

圖3 新雙拉桿結(jié)構(gòu)示意圖

原雙拉桿結(jié)構(gòu)的第一垂臂和中間垂臂較長，浪費(fèi)材料，轉(zhuǎn)向回正性能相對較差；新雙拉桿結(jié)構(gòu)的第一垂臂和中間垂臂較短，節(jié)約材料，轉(zhuǎn)向回正性能相對較好。

2.2 中間垂臂結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

經(jīng)結(jié)構(gòu)對比分析和成本差別比較，改進(jìn)后的中間垂臂結(jié)構(gòu)有兩種方案，如圖4(a)和(b)所示。

a) 結(jié)構(gòu)A

(b) 結(jié)構(gòu)B

圖4 新中間垂臂

相對于原中間垂臂夾緊間隙不可調(diào)的結(jié)構(gòu)，新中間垂臂結(jié)構(gòu)A方案采用兩端間隙可調(diào)、耐磨性能高的雙金屬襯套材料，可有效減緩磨損、防止松曠、延長使用壽命。中間垂臂內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置調(diào)整墊片，垂臂稍有松曠便可通過調(diào)整螺母預(yù)緊，操作簡單；中間垂臂和調(diào)整墊片采用不同耐磨程度的材料，使調(diào)整墊片優(yōu)先磨損，待中間垂臂磨損嚴(yán)重松曠后只需更換調(diào)整墊片即可解決松曠問題。

新中間垂臂結(jié)構(gòu)B方案采用兩端間隙可調(diào)的軸承式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動平順且間隙調(diào)整方便[7-12]。

原中間垂臂松曠后無法調(diào)整，須更換垂臂和襯套，甚至更換支架，維修費(fèi)時費(fèi)力、效率低、性能較差。新中間垂臂結(jié)構(gòu)A兩端間隙可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便，通過端部螺母壓緊調(diào)整墊片調(diào)整，維修省時省力、效率高、成本較低，故本通勤車采用此結(jié)構(gòu)的中間垂臂。而新中間垂臂結(jié)構(gòu)B兩端間隙可調(diào)，性能更好，但成本較高，適用于高檔通勤車。

2.3 改進(jìn)效果

經(jīng)實車驗證，改進(jìn)后的中間垂臂結(jié)構(gòu)A方案沒有出現(xiàn)松曠現(xiàn)象；改進(jìn)后的雙拉桿結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱輕便、回正性能改善明顯。

3 結(jié)束語

通過對某10.8 m通勤車轉(zhuǎn)向雙拉桿系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析，對雙拉桿結(jié)構(gòu)及中間垂臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，改善了通勤車轉(zhuǎn)向回正性能，解決了垂臂松曠無法調(diào)整的問題，對長前懸客車轉(zhuǎn)向雙拉桿系統(tǒng)的設(shè)計具有參考意義。