三軸汽車軸荷與懸架剛度的關(guān)系

黃龍　龔俊　姚向東

摘 要：介紹了三軸汽車軸荷計(jì)算方法，通過調(diào)整懸架剛度及改變?nèi)S車的1軸與2軸軸距的方法來(lái)完成三軸軸荷的調(diào)整。

關(guān)鍵詞：軸荷計(jì)算 力學(xué)模型 懸架剛度 軸荷分配

The Relationship between the Axle Load and the Suspension Stiffness of a Three Axle Vehicle

Huang Long Gong Jun Yao Xiangdong

Abstract：This paper introduces the calculation method of the axle load of the three-axle vehicle. The adjustment of the axle load is completed by adjusting the suspension stiffness and changing the wheelbase of the first axle and the second axle of the three-axle vehicle.

Key words：Axle load distribution， mechanical model， suspension stiffness， axle load distribution

兩軸汽車的軸荷計(jì)算主要是運(yùn)用靜力平衡的方法，將汽車簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算，這對(duì)于兩軸車及6×4平衡懸架軸距較小的車型是適用的，但對(duì)于長(zhǎng)軸距的多軸車就不適用了。三軸及三軸以上車輛計(jì)算軸荷時(shí)，在力學(xué)模型上為超靜定問題，無(wú)法應(yīng)用靜力學(xué)完成計(jì)算。本文是在查閱了其他論文的基礎(chǔ)上完成三軸車的軸荷計(jì)算，并進(jìn)一步深入討論了懸架剛度的變化對(duì)三軸車軸荷分配的影響。

1 計(jì)算模型

計(jì)算三軸車的軸荷，是在收集到整車的質(zhì)量參數(shù)后，經(jīng)整理確定整車質(zhì)心位置如表1所示，圖1為整車示意圖及整車軸距和質(zhì)心位置。

模型假設(shè)：1.設(shè)定車架為剛性梁;2.忽略輪胎的變形;3.忽略車橋的變形;4.計(jì)算時(shí)忽略簧下質(zhì)量的影響;5.假定懸架的變形為線性的。

表1所列為一三軸車的計(jì)算數(shù)據(jù)。

圖2是簧上質(zhì)量為0時(shí)車架的姿態(tài)。

2 三軸軸荷計(jì)算

圖3為簧上質(zhì)量作用在車架上后，各軸懸架彈性元件的變形量分別為f1、f2、f3，質(zhì)心距1軸的距離為L(zhǎng)0，1軸到2軸的距離為L(zhǎng)2，1軸到3軸的距離為L(zhǎng)3，各簧的剛度分別為C1、C2、C3，地面對(duì)各軸的支反力分別為R1、R2、R3，整車質(zhì)心的作用力為G。則：相對(duì)1軸支點(diǎn)處取矩，根據(jù)力矩平衡可得如下方程

根據(jù)平面力系的平衡關(guān)系得如下方程

根據(jù)變形協(xié)調(diào)關(guān)系得如下方程

根據(jù)懸架彈簧的變形得如下方程

聯(lián)立以上方程可求出R1、R2、R3

表2為根據(jù)式1-6計(jì)算得出的1、2、3軸的軸荷

3 軸荷與懸架剛度的變化關(guān)系

表3為變動(dòng)1、2軸懸架剛度（3軸懸架剛度不動(dòng)），1、2軸軸荷隨1、2軸懸架剛度變化的計(jì)算值。

圖4為1軸與2軸剛度與軸荷變化曲線，通過圖中顯示，隨著1軸與2軸剛度的變化1軸與2軸的軸荷已相對(duì)在接近，這為我們?cè)O(shè)計(jì)整車提供了一種調(diào)整軸荷的思路。但1軸與2軸剛度調(diào)整是有限的，整車的懸架偏頻制約著剛度的大范圍變動(dòng)，這種方法是有限的一種方法。

4 軸荷調(diào)整的一種方法

圖5為1、2軸軸距變化與三軸車軸荷分配的變化曲線，通過軸距的變化可有限的調(diào)整軸荷的變化。三軸車本身是過約束形式，軸荷變化是隨著路況的變化不斷的在變化，因此，軸距不易太大，否則會(huì)帶來(lái)軸荷在惡劣的路況下出現(xiàn)大的波動(dòng)，使整車的舒適性急劇下降，同時(shí)會(huì)引起輪胎的壽命下降。

通過分析可應(yīng)用以上兩種方法結(jié)合運(yùn)用，適當(dāng)?shù)淖儎?dòng)來(lái)修正軸荷的不合理，及時(shí)調(diào)校解決設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

影響軸荷分配的因素有懸架的剛度、輪胎的剛度、軸距、車輛過凸起時(shí)對(duì)軸荷的再分配，本文提出了通過懸架剛度的變化可有限的來(lái)調(diào)整軸荷，并與一、二軸軸距的變化來(lái)結(jié)合使用完成對(duì)三軸軸荷的再分配。

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