基于跳動干涉和制動干涉的卡車轉(zhuǎn)向拉桿布置研究

摘 要：制動跑偏是輕型卡車的一種常見問題。多數(shù)源于制動力和底盤幾何的不對稱，往往產(chǎn)生在零部件制造和整車裝配過程中。但對于規(guī)律性較強的制動跑偏，就很有可能是懸架與轉(zhuǎn)向的運動干涉量過大導致的。本文結(jié)合某車型制動跑偏問題研究和解決的過程，探討了懸架與轉(zhuǎn)向運動協(xié)調(diào)布置的方法，并總結(jié)了經(jīng)驗和心得。

關(guān)鍵詞：輕型卡車;懸架轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)布置;運動干涉;制動跑偏

引言

汽車轉(zhuǎn)向傳動系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)之間的運動協(xié)調(diào)性是總布置階段必須認真加以解決的問題，因為兩系統(tǒng)運動干涉量大小直接關(guān)系到汽車的行駛性能。如若處理不當，將會引起行駛中車輪擺振和輪胎過度磨損、制動時的干涉跑偏、以及轉(zhuǎn)向特性變差[1][2]。某輕卡在小批量試制中出現(xiàn)了制動右偏的現(xiàn)象，經(jīng)排查制動力和裝配對稱性均在設(shè)計范圍內(nèi)。對懸架和轉(zhuǎn)向的跳動干涉進行了重新校核，找到了解決問題的突破口。本文將結(jié)合該車型的校核過程，討論懸架與轉(zhuǎn)向運動協(xié)調(diào)布置的方法。

1懸架垂直跳動干涉校核方法

目前大部分卡車廠處理垂直跳動的方法是作圖法[3]。由于底盤各硬點均是空間位置，將空間幾何簡化成平面幾何，存在投影誤差，所以作圖法是有一些誤差的?；谶@個原因，有人提出了空間解析法。但對于輕型卡車，直拉桿的落差比一般很小（≤5%），投影長度的變化量很小，投影誤差是可以忽略的，采用作圖法從精度上可以滿足工程需要?；谧鲌D法理論，用CATIA建立參數(shù)化模型，可以實現(xiàn)方便調(diào)整，避免了反復作圖。

輸入?yún)?shù)見表1，模型中用到的物理量解算公式及結(jié)果：

L=Ls-a×s =1097 mm

=19 mm

=28.5 mm

=411.375 mm

將輸入?yún)?shù)導入，得到跳動干涉校核圖，提取結(jié)果見表2。

2制動干涉校核方法

制動工況可以看成是垂直力和縱向力兩種工況的復合。其干涉量可以近似視為兩種工況干涉量的代數(shù)和。

a.垂直力工況：懸架垂直跳動，校核方法與“懸架垂直跳動干涉校核方法”相同。

b.縱向力工況：板簧在受縱向力的條件下，將發(fā)生縱扭變形。附著在板簧上的所有點將繞縱扭不動點，逆時針旋轉(zhuǎn)一個縱扭角。

取路面附著系數(shù)Φb=0.7，Φ0<Φb，最大制動時前輪壓印，后輪拖印[4]。

上述計算分析得出，雖然該車的跳動干涉量符合要求，但由于節(jié)臂點距主片中性層距離偏大（41.3mm），導致制動時縱扭干涉偏大，且無法用跳動干涉抵消到可接受的范圍，產(chǎn)生制動跑偏。應(yīng)該指出的是，僅從跳動干涉方向分析制動跑偏問題是不合理的。因為很多車型垂直跳動干涉與縱扭干涉轉(zhuǎn)向趨勢相反，而強制動時縱扭干涉的影響往往更大。

3改進方案及試驗

基于上述的分析，經(jīng)過迭代計算確定改進方案：搖臂加長20mm，節(jié)臂點下降30mm， 節(jié)臂點前移12.3mm。校核結(jié)果見表4，實車替換驗證結(jié)果見表5。

4總結(jié)

本文結(jié)合實車制動跑偏問題的處理過程，闡述了目前進行懸架、轉(zhuǎn)向干涉校核的基本方法。在總布置階段用懸架垂直跳動干涉校核方法和制動干涉校核方法，協(xié)調(diào)硬點布置，可操作性強。

直拉桿布置的經(jīng)驗：

4.1將節(jié)臂球頭布置在主片中性層到第三片之間，干涉量就不會太大。此外，將球頭位置布置在前軸垂線偏前一些，當縱扭時沿直拉桿徑向的干涉量也會小一些。

4.2利用板簧垂直跳動干涉與縱扭的干涉量互相抵消，也是一種可行的措施。但一般不要高于主片中性層30mm。

4.3采用較長的板簧，縱扭不動點的下降量小，轉(zhuǎn)向節(jié)臂球頭的位置就不用布置得很低。

4.4板簧的剛度不宜選太低，這樣縱扭角就不會太大。推薦在強制動時，縱扭角不大于6°。

實際工作中，由于受到駕駛室寬度、減振器布置、轉(zhuǎn)向分中、方向盤總?cè)?shù)、成本等的影響，尤其是已投產(chǎn)的車型，可能會無法調(diào)整到理想的狀態(tài)。這時候就需要設(shè)計人員靈活掌握。新開發(fā)車型，采用上述的校核方法和評價準則完全可以避免由運動干涉導致方向盤打手和制動跑偏。

參考文獻：

[1]余志生.汽車理論[M].機械工業(yè)出版社，2000.10.

[2]陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊）[M].機械工業(yè)出版社，2004.5.

[3]汽車工程手冊6編輯委員會. 汽車工程手冊設(shè)計篇[M]. 北京： 人民交通出版社， 2001.

[4]郝安文. 中型在用汽車同步附著系數(shù)的合理調(diào)整. 當代汽車，1990.6

[5]陳耀明. 鋼板彈簧縱扭問題分析. 東風汽車工程研究院

[6]陳耀明. 汽車鋼板彈簧的縱扭強度校核. 東風汽車工程研究院

作者簡介：

尹春華（1983年-），男，漢族，籍貫：黑龍江省佳木斯市，職務(wù)職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：車輛動態(tài)性能。