6×6 輪式車輛越障性能研究

（北京汽車集團越野車有限公司 北京 101300）

引言

6×6 輪式車輛需要滿足一定的越障性能要求，越障計算分為越臺階和越壕溝2 種能力的計算[1]。越障能力既與車輛的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)有關(guān)，又與驅(qū)動形式、軸荷和地面附著系數(shù)有關(guān)。本文在分析有懸架和無懸架的6×6 輪式車輛的基礎(chǔ)上，對各軸越障受力情況進行研究，列出動力學(xué)方程，并進行比較計算。

1 6×6 輪式有懸架車輛越臺階

由于越障時車速很低，可根據(jù)分析受力圖建立越障模型并求解。

車輛越障實際工況影響因素較多，為便于分析，做出以下假設(shè)[2]：

1）車輛左右對稱，可簡化為1/2 模型，左右輪越障狀態(tài)相同。

2）車架為剛性車架，車輪為剛性車輪且半徑相等。

3）忽略阻尼將獨立懸架簡化為彈簧，設(shè)各橋懸架剛度相同并為k，設(shè)作用在各車輪上的地面反力與懸架變形量呈線性關(guān)系。

4）整車質(zhì)量簡化為集中質(zhì)量。

1.1 1 軸越臺階計算

由于越臺階時車速很低，可根據(jù)分析受力圖建立越臺階模型并求解。

圖1 為簡化后的6×6 輪式有懸架車輛第1 軸越臺階分析圖。

由∑FX=0，∑FY=0，∑MO1=0，以及地面反力與懸架變形量的關(guān)系，建立力學(xué)平衡方程組[3]，在車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)和路面附著系數(shù)已知的情況下，可以求得各軸受力和越臺階高度h1，見方程組（1）。

式中：F1、F2、F3分別為第1、2、3 輪受的地面反力；φ為地面附著系數(shù)；α 為F1與地面線夾角；G 為整車重力；R 為車輪半徑；L2為1 軸到2 軸的距離；L 為軸距；a 為1 軸到車輛質(zhì)心的水平距離；h1為1 軸越臺階高度。

1.2 2 軸越臺階計算

圖2 為簡化后的6×6 輪式有懸架車輛2 軸越臺階分析圖。

同1 軸越臺階分析原理，根據(jù)圖2 建立力學(xué)平衡方程組（2），計算越臺階高度h2。

圖2 6×6 輪式有懸架車輛2 軸越臺階分析圖

式中：h2為2 軸越臺階高度。

1.3 3 軸越臺階計算

圖3 為簡化后的6×6 輪式有懸架車輛3 軸越臺階分析圖。

同1 軸和2 軸越臺階分析原理，根據(jù)圖3 建立力學(xué)平衡方程組（3），計算越臺階高度h3。

圖3 6×6 輪式有懸架車輛3 軸越臺階分析圖

式中：h3為3 軸越臺階高度。

2 6×6 輪式無懸架車輛越臺階

無懸架車輛越障受力圖與有懸架不同，整車無懸架，可簡化為剛體進行分析。

2.1 1 軸越障計算

圖4 為簡化后的6×6 輪式無懸架車輛1 軸越障分析圖。

圖4 6×6 輪式無懸架車輛1 軸越臺階分析圖

同6×6 有懸架車輛1 軸越臺階分析原理，建立力學(xué)平衡方程組（4），計算越臺階高度h1。

2.2 2 軸越障計算

圖5 為簡化后的6×6 無懸架車輛2 軸越障分析圖。根據(jù)圖5 建立力學(xué)平衡方程組（5），計算越臺階高度h2。

2.3 3 軸越障計算

圖6 為簡化后的6×6 輪式無懸架車輛3 軸越障分析圖。

圖5 6×6 輪式無懸架車輛2 軸越臺階分析圖

圖6 6×6 輪式無懸架車輛3 軸越臺階分析圖

根據(jù)圖6 建立力學(xué)平衡方程組（6）。

3 越溝壕

車輛越壕溝與越臺階只有一個換算系數(shù)的差別[1]，因此，可按公式（7）計算車輛的越溝壕寬度[4]。

式中：ld為車輛越溝壕寬度；li為相鄰兩軸的軸距；hi為單軸越臺階值，這里取最小值。

4 6×6 輪式車型越障計算

某6×6 輪式車輛尺寸參數(shù)如表1 所示。

表1 6×6 輪式車輛尺寸參數(shù) mm

由以上可知，在車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)和路面附著系數(shù)確定的情況下，可以求得F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3及各軸hi和ld。計算結(jié)果如表2 所示。

表2 6×6 輪式車輛越障結(jié)果 mm

由計算結(jié)果可知，無懸架車輛前2 軸越障能力強于有懸架車輛，但是第3 軸越障能力弱于有懸架車輛，而整車的越障能力應(yīng)根據(jù)最弱的確定。所以，同一類型車輛，有懸架車輛越障能力高于無懸架車輛。

5 結(jié)論

通過分析對有懸架和無懸架車輛越障能力給出了分析計算的方法。由計算結(jié)果可知，6×6 輪式有懸架車輛越障能力強于無懸架車輛。