一种对于双前桥四轴汽车轴荷的计算方法

机械研究与应用设计与制建一种对于双前桥四轴汽车轴荷的计算方法王昕，朱玉霞，胡红霞北汽福田汽车股份有限公司，北京1O22O6摘要轴荷作为汽车中一个主要的质量参数，其分配适当与否对汽车的主要使用性能如牵引性、通过性、操纵稳定性等和轮胎使用寿命都有很大影响。对双前轴为非平衡式的四轴汽车的轴荷计算引出一种计算方法，以便在双前轴为非平衡式悬架的四轴汽车的总体设计中能得到较准确的各个轴荷。从而为总体方案的优化提供重要依据。关键词轴荷；双前轴；非平衡悬架；四轴汽车中图分类号TH123文献标识码A文章编号1OO644142O1104009502ACALCULATIONMETHODONTHEAXLEWEIGHTFORFOURAXLEVEHICLEWANGXIN，ZHUYUXIA，HUHONGXIABEQIFOTONMOTORCO，LID，BELLING102206，CHINAABSTRACTAXLEWEIGHTISONEOFTHEMOSTIMPORTANTMBSSPARAMETEROFVEHICLETHEMASSDISTRIBUTIONWILLGREATLYINFLUENCEVEHIDEPERFORMANCESUCHASHAULINGABILITY，TRAFFICABILITYANDSTABILITYANDSERVICELIFEOFTIREINTHISARTICLE，ACALCULATIONMETHODONTHEAXLEMESSFORFOURAXLEVEHICLEWITHNOCOMPENSATINGFRONTSUSPENSIONONFRONTTWOAXLESISINTRODUCEDBYUSINGTHISMETHOD，COMPARATIVELYAECRETERESULTCANBEACHIEVEDWHENDOINGPACKAGEDESIGNOFTHISKINDOFVEHICLEIMPORTANTINFORMATIONCANBEPWDEDFOROPTIMIZINGDESIGNPROPOSALSKEYWORDSAXLEMASS；FRONTTWOAXLE；NOCOMPENSATINGFRONTSUSPENSION；FOURAXLEVEHICLE1前言近年来，随着我国高速公路迅猛扩展和基础建设的加快进行，重型汽车尤其四轴汽车2在中国有较大规模的普及。目前双前轴悬架的型式多为非平衡式，多用于载货和自卸汽车。对于双前轴为杠杆平衡式悬架的轴荷可用传统的方法进行计算，但对于非平衡式悬架的四轴汽车因为要求三个未知解一轴、二轴、双后桥，所以只能列出两个方程式，无法求解，所以在计算时常将非平衡前悬架简化为平衡悬架来求解。但随着轴距的显著变化，此种简化的计算方法已不能为双前轴为非平衡式悬架的四轴汽车的总体设计提供真实的依据，要较准确计算非平衡式双前轴的轴荷必须引入一协调方程。此协调方程将四轴上各轴的悬架刚度与各轴的非簧载质量和各轴轴距联系起来，共同建立一线性关系】。2传统计算方法根据以往的计算经验，对双前轴汽车见图1可列出以下两个计算公式F1F3MG1。LBMGL。2假设一、二轴轴荷平均分配，可得如下公式F1F23其中M为汽车总重量；G为重力加速度；FM1G；F2M2G；F3M3G；FL为作用在前一轴上的地面法向反作用力；M。为前一轴轴荷；为作用在前二轴上的地面法向反作用力；M为前二轴轴荷；为作用在双后桥上的地面法向反作用力；M，为双后桥轴荷。联立公式13可得F、。图1轴荷分析图3新计算方法理论上在双前轴为非平衡式悬架的四轴汽车前一、二轴轴荷有相等的时候，但也只是在整车质心位置在某一点上时，即整车未必是在满载的情况下，故传统计算方法的结果与实际值存在一定偏差。为了更准确的计算轴荷，笔者引入了悬架变形的关系，如图2、3所示。此简化关系中忽略以下两点前一轴为双后桥间车架的弯曲变形；前一轴为双后桥车架上翼面离地高度差。收稿日期20110530作者简介王昕1977一，女，山西人，工程师，主要从事机械设计的研究开发管理方面的工作。95设计与制埴机械研究与应用图2悬架变形关系图图3悬架变形简化关系图由图分析可得以下方程4式中前一轴悬架的变形量为SMT簧GJITF。簧J5，|I为前一轴悬架刚度；前二轴悬架的变形量为S簧G簧K，为前二轴悬架刚度；双后桥悬架的变形量为S3M3簧GK3F3K3，I2。为双RFLF1簧FL非又簧非5【F3F3簧F3非式中M，簧为前一轴簧载质量；M非为前一轴非簧载质量；M簧为前二轴簧载质量；M非为前二轴非簧载质量；M，簧为双后桥簧载质量；MS非为双后桥非簧载F2M2G一FTMTG。呈_一一一F3M3G一二。KKL6LB联立式1、2、6可得F1、F2、F34实例说明下面以几款越野汽车为例，对计算结果与传统的计算结果进行对比。1已知A型越野汽车参数如下M为14180KG；G为98MS；ML非为830KG；M,2A为830KG；M3非为2210KG；L。为1800RAM；LB为5275MM；LC为2884MM；1为848NRAM；J2为848NRAM；K3为6460NRAM。将上述参数按照传统计算方法和新的计算方法96分别计算结果如表L所示。表IA型超野车对比结果KG、轴核ML7Y3G虿,传统计算方法3875375B4J新计算方法42973233665O由此结果对比可知，在短轴距二轴一三桥的双前轴为非平衡式悬架的四轴汽车轴荷计算中，传统的计算方法得到的前一、二轴轴荷与此种计算方法得到的结果相差较远。2已知B型越野汽车超载、轴距加长参数如下M为50000KG；G为98MS；M悱为830KG；M2非为830KG；RRT3为2210KG；LA为1800MM；LH为5275MM；L。为3741MM；后I为848NMM；2为848NRAM；3为6460NRAM。将上述参数按照传统计算方法和新的计算方法分别计算结果如表2所示。表2B型超野车对比结果KG通过以上两个实例分析可以得到，轴距二轴三桥较长时非平衡式前悬架对前一、二轴的轴荷不存在太大影响。但短轴距二轴一三桥的四轴汽车，非平衡式前悬架对前一、二轴的轴荷有较大影响，特别是在超载情况下前一、二轴荷相差较大。所以短轴距二轴三桥的四轴车前悬架应尽量采用杠杆平衡式悬架或者刚度可自动调节的主动悬架。5结论与将悬架刚度与轴距等引入所建立的协调方程共同建立的方程组，可简便、准确的计算出各轴轴荷，并具有较强的可操性。此方法不仅