某輕型專用客車底盤的適應性開發

陳志龍

金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司 江蘇蘇州 215026

當前，國家大力推進國民旅游休閑設施建設。受國家對旅游行業的政策影響，房車近些年已經進入全盛發展的初級階段。房車銷售雖然總量尚未可觀，但增速驚人。目前國產房車尤其是小型房車均是在通用輕型客車底盤的基礎上改裝的，底盤匹配度和改裝后的整車可靠性、操控穩定性得不到有效保證。因此,針對房車特點開發一款專用的輕型客車專用底盤的需求迫在眉睫。

1 房車專用底盤特點

相比傳統客車，房車由于增加了居住的功能，因此也就增加了很多生活設備，如床鋪、灶具、衛浴等，車輛負荷相應增加。以某5.9 m輕型客車為例，改裝前后最大總質量、整備質量及各軸負荷對比如表1所示。

表1 改裝前后軸核變化對照表

從軸荷對比中可以看出，改裝后車輛后軸軸荷上升較多，對底盤可靠性及舒適性有一定程度的影響。

由表2可以看出，改裝后車寬、車高及重心的變化對整車的操控穩定性影響較大，對底盤匹配要求提高。

表2 改裝前后外形參數變化對照表

2 底盤設計重點

2.1 提高后軸承載能力

a.輪胎負荷提升。原車采用215/75R16輪胎，單胎最大負荷1 120 kg，輪胎負荷系數已達到1.013，接近輪胎負荷極限。改裝后如果繼續采用同型號單胎，輪胎負荷系數為1.21，超過輪胎設計標準[1-6]；如果加大輪胎型號，將改變車輛離地高度和踏步高度，同時對底盤各項動力參數產生影響。因此，在綜合考慮的基礎上，采用單側雙胎方案提高后軸負荷。采用同型號雙胎后，單只輪胎最大負荷1 020 kg，實際單胎負荷為2 720/4=680 kg，輪胎負荷系數0.67，輪胎安全性能大幅提升。

b.原車采用2.8T驅動后橋，雖然滿足改裝后后軸載荷需求，考慮到房車使用環境（野外顛簸路多和隨車物品較多），選用江蘇某知名橋廠生產的3.0T雙胎驅動后橋，并保證與原車懸架接口的匹配。

c.后軸軸荷增加后，校核后懸架鋼板彈簧是否滿足使用要求。

原車后板簧采用2+1漸變剛度板簧。

鋼板彈簧加載后的撓度fα計算如下[1]：

式中，P為作用于板簧上的力，kg；l為板簧長度，mm；E為板簧彈性模數，MPa；I為板簧根部慣性矩，mm4。

板簧不變的前提下，由上式對比整備質量下改裝前板簧撓度fa1和 改裝后整備質量下板簧撓度fa2如下式：

式中，P1為改裝前原車板簧負荷，kg；P2為改裝后板簧負荷，kg。

原車靜撓度30 mm，原車簧下質量315 kg，改裝后簧下質量385 kg,則可以計算出改裝后懸架靜撓度如下式：

原車動撓度為91.5 mm，總撓度為121.5 mm，同理可計算出改裝后懸架總撓度如下：

改裝后動撓度f〞α2=143.65-56.00=87.65 mm，此時懸架行程空間不足，后橋經常撞擊限位塊，限位塊使用壽命和乘坐舒適性下降。同時,總撓度的增加也影響了減振器的使用壽命，因此有必要增加鋼板彈簧主簧剛度。為保證剛度增加后懸架元件安裝的通用性，采取在原鋼板彈簧主簧基礎上增加一片的措施。調整后的后鋼板彈簧滿載弧高1 mm，未調整之前的板簧弧高為3 mm，變動量才2 mm，基本保證了滿載時的整車姿態不變。

2.2 加大后軸輪距

改裝后車輛寬度和車輛高度、重心高度均發生較大變化，且更改為雙胎后，為保證板托距不變和雙胎中心距，車輪偏距需要加大，原車車輪內偏距54 mm，雙胎最小間距251 mm，車輪腹板厚度10 mm，因此，車輪內偏距至少加大61.5 mm。根據配套體系內廠家現有偏距119產品，根據車寬2 320 mm，在保證外側輪胎與車身間隙、內側輪胎與板簧間隙的基礎上，選擇后橋輪距1 860 mm。原車輪距1 716 mm，內輪輪胎位置僅需向內側移動7 mm。

2.2.1 側傾穩定角校核

代入計算得θ=53.32°，不僅大于GB 7258-2017規定的35°，且大于原車側傾穩定角48.9°，整車操縱穩定性提高。

2.2.2 制動力校核

新橋采用鼓式制動器，制動鼓直徑295 mm，蹄片寬度50 mm，制動缸直徑中為28.58 mm，16 MPa壓力時單邊制動力矩3 000 N·m，后橋制動力如下[5]：

式中，TU為制動力矩，N·m；r為滾動半徑，m 。

后橋制動力和軸荷的百分比如下：

16 483/（2 466×9.8）=68.2%，大于GB 7258-2017中后軸空載50%的規定，因此制動力合格。

3 結語

本文著重介紹了某專用汽車底盤適應性設計的幾個設計要點，為專用客車設計人員提供了一套較為簡便設計參考方法，具有一定的的價值。