重型載貨汽車底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制分析

鄭萌

摘 要：重型載貨汽車是現(xiàn)階段應(yīng)用于我國交通運(yùn)輸行業(yè)中的重要汽車類型，重型載貨汽車的性能好壞不僅會影響到貨物運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，還會在一定程度上威脅到駕駛員的生命安全。而在重型載貨汽車的研發(fā)制造過程中，底盤性能的設(shè)計(jì)參數(shù)會對汽車整體的性能產(chǎn)生重要的影響。本文以重型載貨汽車為主要研究對象，著重對重型載貨汽車底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行研究和分析，旨在促進(jìn)我國重型載貨汽車生產(chǎn)制造的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：重型載貨汽車 汽車底盤 性能設(shè)計(jì)參數(shù)

Parameter Control Analysis of Performance Design of Heavy-duty Truck Chassis

Zheng Meng

Abstract：Heavy-duty trucks are an important type of vehicle used in Chinas transportation industry at this stage. The performance of heavy-duty trucks will not only affect the quality of cargo transportation， but also threaten the lives of drivers to a certain extent. In the R&D and manufacturing process of heavy-duty trucks， the design parameters of chassis performance will have an important impact on the overall performance of the vehicle. This paper takes heavy-duty trucks as the main research object， and focuses on the research and analysis of the performance design of the parameter control of heavy-duty trucks， aiming to promote the further development of the heavy-duty truck manufacturing.

Key words：heavy-duty truck， automobile chassis， performance design parameters

1 引言

汽車在行駛的過程中，會應(yīng)用到動力學(xué)、運(yùn)行學(xué)等方面的專業(yè)知識。在對汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的過程中，不僅要考慮到汽車的整體性能，還要對汽車中應(yīng)用到的各種專業(yè)知識來提高汽車行駛的穩(wěn)定性以及駕駛壽命等方面的內(nèi)容。在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，市場對重型載貨汽車的質(zhì)量需求越來越高。要想對重型載貨汽車底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行研究和分析，首先就要了解什么是重型載貨汽車的性能控制。

2 重型載貨汽車性能控制

2.1 重型載貨汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

重型載貨汽車是我國汽車行業(yè)中的重要組成部分，其主要被應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)當(dāng)中。經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展對交通運(yùn)輸業(yè)提出了更高的要求，重型載貨汽車作為公路交通中最為主要的一種貨物運(yùn)輸工具，在我國近年來的汽車行業(yè)發(fā)展過程中逐漸呈現(xiàn)出較快的發(fā)展勢頭。重型載貨汽車擁有的運(yùn)輸方式靈活、承載貨物運(yùn)輸量大等優(yōu)點(diǎn)，是其能夠被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)的重要原因[1]。而隨著重型載貨汽車的需求量逐漸增加，市場中對重型載貨汽車的質(zhì)量要求以及性能要求也越來越高，如何在汽車的生產(chǎn)制造過程中提高汽車的性能和質(zhì)量，已經(jīng)成為現(xiàn)階段重型載貨汽車的主要發(fā)展方向。

2.2 重型載貨汽車的性能控制環(huán)節(jié)

重型載貨汽車在設(shè)計(jì)研發(fā)的過程中，主要包括獨(dú)立總成開發(fā)、車輛子系統(tǒng)開發(fā)以及整車性能的控制與優(yōu)化三方面性能控制的環(huán)節(jié)。在獨(dú)立總成開發(fā)環(huán)節(jié)當(dāng)中，對重型載貨汽車的性能控制主要體現(xiàn)在對不用車型的汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)等方面的性能控制。車輛子系統(tǒng)開發(fā)主要是指通過對重型載貨汽車的制造過程中包含的制動系統(tǒng)等部分的開發(fā)制造來實(shí)現(xiàn)對重型載貨汽車的性能進(jìn)行控制。整車性能的控制與優(yōu)化則主要是通過將獨(dú)立總成與子系統(tǒng)中的所有部分當(dāng)作一個整體來對汽車的性能進(jìn)行有效的控制[2]。

2.3 重型載貨汽車的性能控制需求

我國對于重型載貨汽車行業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)和制造從整體上來說仍處于初期的發(fā)展階段，而隨著社會對重型載貨汽車需求的不斷增加，市場對重型載貨汽車提出的要求對重型載貨汽車的研發(fā)制造起到了一定的推動作用?，F(xiàn)階段，重型載貨汽車的性能控制需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，重型載貨汽車內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及各種子系統(tǒng)是會影響其整體性能的主要因素，在對重型載貨汽車的結(jié)構(gòu)總成以及子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析時，要注意做好性能測試與試驗(yàn)。其次，重型載貨汽車在交通運(yùn)輸行業(yè)中的應(yīng)用主要以牽引車-半掛車列車運(yùn)輸為主，對重型載貨汽車的性能進(jìn)行控制最主要的就是要以這種車型的特點(diǎn)為主進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。

3 重型載貨汽車底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制的具體分析

底盤是影響汽車整體穩(wěn)定性以及性能的主要因素，而由于重型載貨汽車本身的質(zhì)量和體積都比較大，在行駛的過程中極易因底盤的不穩(wěn)定而造成安全事故的發(fā)生。因此在對重型載貨汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要更多注重汽車底盤的參數(shù)設(shè)計(jì)。而在對重型載貨汽車的底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行分析時，主要可以從以下幾個方面來著手：

3.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車在設(shè)計(jì)研發(fā)過程中最為重要的一個方面，對于重型載貨汽車來說，由于其本身質(zhì)量比較大，駕駛員在駕駛重型載貨汽車的過程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能會對汽車整體的行駛性能產(chǎn)生重要的影響。在對重型載貨汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，主要可以從三個方面來著手進(jìn)行分析：首先，重型載貨汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要依據(jù)的是動力學(xué)的相關(guān)原理。轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂以及車體是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的空間四連桿機(jī)構(gòu)，這一機(jī)構(gòu)主要就是依據(jù)運(yùn)動學(xué)的相關(guān)原理來設(shè)計(jì)和運(yùn)行的。

其次，動力轉(zhuǎn)向器作為重型載貨汽車中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成部分，在對其進(jìn)行匹配安裝的過程中，需要對轉(zhuǎn)向力、安全可靠性、轉(zhuǎn)向操作忙碌性等因素納入到設(shè)計(jì)制造的考慮范圍之內(nèi)。而在這些內(nèi)容之中，轉(zhuǎn)向阻力以及汽車原地轉(zhuǎn)向時輪胎的靜態(tài)轉(zhuǎn)向力矩則是重型載貨汽車的動力轉(zhuǎn)向器在設(shè)計(jì)制造過程中首先要考慮的內(nèi)容。第三，在重型載貨汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)的運(yùn)動協(xié)調(diào)性也需要重點(diǎn)關(guān)注。懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是重型載貨汽車底盤設(shè)計(jì)的重要組成部分，在對重型載貨汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及懸架系統(tǒng)的運(yùn)動協(xié)調(diào)性進(jìn)行設(shè)計(jì)時，為了保證系統(tǒng)的運(yùn)行不會干擾到重型載貨汽車的性能，要在實(shí)際的計(jì)算過程中事先建立鋼板彈簧的運(yùn)動學(xué)模型來模擬轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及懸架系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的情況，之后再對其進(jìn)行計(jì)算，用以達(dá)到保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能和質(zhì)量的目的。

3.2 氣壓制動系統(tǒng)

由于重型載貨汽車本身的質(zhì)量和尺寸等都比較大，為了保證汽車能夠處于正常的行駛狀態(tài)，現(xiàn)階段我國重型載貨汽車設(shè)計(jì)制造過程中應(yīng)用最多的就是氣壓制動系統(tǒng)。與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，重型載貨汽車的氣壓制動系統(tǒng)中的內(nèi)容更加復(fù)雜，在對整個氣壓制動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過程中，要嚴(yán)格對各項(xiàng)具體的內(nèi)容和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制才能夠保證重型載貨汽車的質(zhì)量。在對重型載貨汽車的氣壓控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過程中，主要包括鼓式制動器、儲能裝置容量特性、推出壓耗對制動力矩產(chǎn)生的影響三個部分。

鼓式制動器是重型載貨汽車氣壓制動系統(tǒng)中的重要部件，現(xiàn)階段我國重型載貨汽車應(yīng)用的鼓式制動器以領(lǐng)從蹄式制動器為主。而這種鼓式制動器在實(shí)際的應(yīng)用過程中主要會受到制動器的結(jié)構(gòu)尺寸以及摩擦片的特性影響。鼓式制動器在運(yùn)行的過程中會在促動機(jī)構(gòu)的作用下產(chǎn)生制動力矩，而制動力矩的大小會對鼓式制動器的運(yùn)行效果產(chǎn)生重要的影響。儲能裝置是能夠通過氣壓制動系統(tǒng)來為重型載貨汽車的正常行駛提供動力的最主要裝置之一，對儲能裝置容量的大小以及特性進(jìn)行更加詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，對保證重型載貨汽車的安全駕駛具有重要的作用。推出壓耗對制動力矩產(chǎn)生的影響也會給重型載貨汽車的安全行駛產(chǎn)生重要的影響。盡管與以往的液壓制動系統(tǒng)相比，氣壓制動系統(tǒng)擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，但由于重型載貨汽車在實(shí)際的行駛過程中存在著質(zhì)量和體積都比較大的特點(diǎn)，氣壓制動系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中同樣會因?yàn)轶w積和質(zhì)量的影響而造成響應(yīng)慢等問題。在這種情況下，為了能夠讓重型載貨汽車安全行駛，還要將氣壓制動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的推出氣耗迪歐制動力矩產(chǎn)生的影響進(jìn)行更加詳細(xì)的分析。

3.3 牽引車-半掛車列車動力學(xué)模型

通過前面的分析可以得知，牽引車-半掛車列車是現(xiàn)階段應(yīng)用于我國交通運(yùn)輸行業(yè)中主要的重型載貨汽車類型。在對重型載貨汽車的底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的過程中，可以通過建造牽引車-半掛車列車的動力學(xué)模型來模擬重型載貨汽車在實(shí)際行駛中的情況。而在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車行業(yè)發(fā)展的逐漸加快使得現(xiàn)階段應(yīng)用于我國交通運(yùn)輸行業(yè)的重型載貨汽車的運(yùn)輸速率越來越快。而在以牽引車-半掛車列車為主的重型載貨汽車行駛過程中，很容易因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)的不穩(wěn)定性而發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象。在這種情況下，為了有效保證重型載貨汽車能夠安全行駛，建造牽引車-半掛車列車的動力學(xué)模型是非常有必要的。而在建造牽引車-半掛車列車的動力學(xué)模型時，首先要針對重型載貨汽車的實(shí)際情況來對車輛做出動力學(xué)方面的假設(shè)，并在建立動力學(xué)模型的過程中通過車輛坐標(biāo)系、車輛運(yùn)動方程、以及統(tǒng)一指數(shù)的輪胎模型的建立來達(dá)到模擬重型載貨汽車運(yùn)動過程的目的。

3.4 設(shè)計(jì)參數(shù)對牽引車-半掛車列車性能產(chǎn)生的影響

在對重型載貨汽車的底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行控制時，設(shè)計(jì)參數(shù)會對牽引車-半掛車列車的性能產(chǎn)生重要的影響。其中，后橋結(jié)構(gòu)形式、車架扭轉(zhuǎn)剛度、轉(zhuǎn)向系參數(shù)以及汽車列車制動力分配等具體的設(shè)計(jì)參數(shù)都會對牽引車-半掛車的列車性能產(chǎn)生一定的影響。以后橋結(jié)構(gòu)形式為例，這種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)目的主要是為例保證重型載貨汽車能夠達(dá)到承載力的標(biāo)準(zhǔn)，其在設(shè)計(jì)過程中主要包括6×4、4×2、6×2三種形式，這三種形式對重型載貨汽車的影響也有所區(qū)別。

4 結(jié)語

綜上所述，對重型載貨汽車的性能進(jìn)行有效控制，是能夠保證貨物運(yùn)輸質(zhì)量、促進(jìn)我國交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的重要措施。在對重型載貨汽車的底盤性能設(shè)計(jì)參數(shù)控制進(jìn)行分析之后可以得知，要想保證重型載貨汽車的性能能夠?qū)ω浳镞\(yùn)輸產(chǎn)生良好的效果，最主要的就是要依據(jù)物理學(xué)方面的知識，在重型載貨汽車的底盤設(shè)計(jì)制造過程中對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、氣壓制動系統(tǒng)等進(jìn)行重點(diǎn)的研發(fā)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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