9三軸越野汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎及中、后橋錯位題目標(biāo)剖析1

1、三軸越野汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎及中、后橋錯位問題的分析（上）第二汽車制遙廠陳聲明. _、前言在轉(zhuǎn)彎行駿時，易發(fā)生中、后橋錯位現(xiàn)象如為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象？或者說什么樣 的力促使中.后橋錯位，這些力在什么悄況 下產(chǎn)生，其數(shù)值及變化規(guī)律如何?這些就是本 文試圖解決的問題次道了結(jié)構(gòu)加受力情況, 就可以憑慚具體車璽鑰構(gòu)役計上是否可以 圖j.經(jīng)受這些負(fù)荷從而一改述設(shè)計的措施。奔轡建到童聲報驚的偏離作用、后懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向奴甌屣整奉的觀點來分折蘭軸汽 牟的魚喻*，從工況下的運動參數(shù)和轉(zhuǎn)彎中心 礙以及各軸劉臺的偏離角和 側(cè)向競瀾速對躺易 進(jìn)亠步分折后懸架平衡細(xì)筱為措禮并找出引起錯位的鑒本原 因和詹灘誠磁初 血知一對轉(zhuǎn)彎

2、中心位置的分析，耶為襲向梯形的合理設(shè)計提供參考。t：廳躍”小 '迪匸具有平衡軸非獨立懸樂的三軸越野汽車， 圖】處矛 j一二 k 運動微分方程式的建立.“:. , x ;、二儀 ：.用汽牟ftj向運動方蘇來插逐轉(zhuǎn)彎行駛，可得到一個比較完整欄義 我們選取這樣一 .if磁賒範(fàn)嘛。位汙巒 沁垂線與汽車側(cè)傾軸的交點生丁炭軸平豬蹲面，協(xié)向朝 禽 烯薛希騎麻孫漏富 綴垂克于地面，方向朝上幾m軸互飆垂直且符合右 羊定則 他民2）。根娜剛淼心癥理和動玉矩定理，若把汽車看成由簧去質(zhì)體和簧下質(zhì) 亦蘇.t?雖卻卩$曲職以瞰妒網(wǎng)k硏冋陽埋卑區(qū):蚣底鶴百公鞋讖?fù)箧i.試驗是在海南島西線公路上，屯昌至?？?0公里長路

3、段上進(jìn)行，柏油路面吃陵癒形， 最九鹹袖：6%,試驗皓糜如表11. j '、;；34；、=231 sc型化油器通過道路試驗可以農(nóng) 出，能滿足ca10c發(fā)動機的要求，發(fā)大車 速比ca1qb發(fā)動機提髙6.74公里/小期，坯 濟性輻也有所改善，毎百公里耗油直卞曉 1皿辭，節(jié)油率達(dá)£.45%。由等建經(jīng)濟性試驗可以看出，ca10c發(fā)動機如仍用隙galgk發(fā),表m平嗚聲速黑油長.細(xì)臨族伽海公里2：28血£劉6空231昵1潮h攣速箔及后極莎會折怪則不如標(biāo)ca10b發(fā)動機妬ca10c發(fā)動機取消變遼箱 麗密x方家毎斑爲(wèi)（ja10c罠動機由于加大了進(jìn)氣逍的舷面積，致便歩動機在小負(fù)荷 卡金

4、余時八混令氣苗j!&述'偏不利于混合氣的霧化及預(yù)熱，小負(fù)荷的油耗與ca10b發(fā)動機 瓣戢呱一4/8*4*xkz式中必一汽車總質(zhì)熱，乙."m.mmosr1. 汽車境z軸的慣性矩“t4幾一汽車對叭2軸的債性積；心簧上質(zhì)體對玄軸的慣性矩$h贊上質(zhì)體的重心至x軸的垂距'y汽車沿乂軸的前進(jìn)速盛；u原點。沿，軸的側(cè)向速度,廠汽車黛衛(wèi)軸的角速度，近似于轉(zhuǎn)彎角速度；p簧上質(zhì)體繞工軸的角速度（即側(cè)傾角速度）。1. 平行于y軸的外力之和工f,由以下二部分組成：（】）前、中、后輪由于僞戀所產(chǎn)生的闘向力。中、后輪應(yīng)計入側(cè)傾轉(zhuǎn)向效應(yīng)所引起的 偏盜角變化；（2）前輪由于外傾角變化所產(chǎn)生的

5、側(cè)向力，可忽咯不計。2. 繞z軸的外力矩之和工g由以下三部分組成：（1 ）前、中、后輪側(cè)向力對重心之矩；（2）前、中、后輪的回正力矩，可忽路不計y（3）由于內(nèi)、外輪垂直負(fù)荷轉(zhuǎn)移引起的謖動阻力變化對重心產(chǎn)生的附加力矩，可忽路不計。.；3加到簧上質(zhì)體的繞x軸的外力矩之和xc.由以下四部分組成：（1）側(cè)傾時簧上質(zhì)體熏心側(cè)移所產(chǎn)生的對*軸的矩；（2）側(cè)傾時懸架彈簧的反力矩；c*s側(cè)傾擺動時減抿器的反力矩；.（4）由于側(cè)傾軸傾斜，懇架側(cè)向反力對軸之矩，可忽賂不計。由此可得：zf嚴(yán)匕cos 厲 + ycos 5,+ kcos &（ 4 ）sc, -yiq cos - y tbi cos 6t -

6、ysbx cos 6a（ 5 ）'jscgjic-c.©-入p（6）式中g(shù).贊上質(zhì)體蠱址，g, = m,g）。一前橋至遐心距離,乞,分別為中、后橋至璽心距漓；“一折算到前橋中點的轉(zhuǎn)向角$中、后橋的轉(zhuǎn)向角$y八珀、匕瓠 中.后橋承受的側(cè)向力, c.懸架彈簧的橫向角剛度$久懸架減報器的反力矩系數(shù)）.：0費上質(zhì)體的側(cè)傾角，即乎力從圖3,根據(jù)運動一致原理（汽車轉(zhuǎn)彎時只有一個共同的轉(zhuǎn)動瞬心），可列出關(guān)系式；5=®-01 =31-tg'1-（7）(8)ax訥+ d嚴(yán)tg*rr +氏ry苦式中折算到前橋中點的前輪平均偏離角；折算到中、后橋中點的輪胯偏離角 山詡2,仇前、權(quán)

7、后橋輪胎檢動方向與策軸的夾角。同時，在偏離角不太大的條件下，根據(jù)輪胎編離角與例向力為線性關(guān)系，則有:0y i-kiax(10)y嚴(yán) kg.(iny $ =k$a$(12)式中k、kxk,為各車橋上輪胎的總側(cè)偏剛度。若不計及垂克負(fù)荷和驅(qū)動力對創(chuàng)偏剛度的影 響.bpk卩k嚴(yán)kk* k.° 1(13)卩,二ka(14)yka3(15)此外，由于懸架推力桿為對稱布置，中、后橋的轉(zhuǎn)向兔相向(二厲)。同時，在側(cè)傾角 不大的情況下，可認(rèn)為中.后橋的轉(zhuǎn)向角與簧上股體的側(cè)傾角成正比，即(“=d 廠 £諾，(16)式中仇為中、后橋的側(cè)傾轉(zhuǎn)向效應(yīng)系數(shù)。把式(7)、8)、(9)代入式(13).(1

8、4). (15),然后把它們連同式(16)分別代人式® tgf'(岑上)(“孤卩馬 + £“ icos(“0)(17)(18)(4) .(5).(6)和式(1)、(2)、(3),可得：式仃7)、仃8)、(19)為三元二階聯(lián)立常做分方程組,非齊次。其中變量為2" 竽)。h為輸入函數(shù)。對于側(cè)向運動，/為常數(shù)，其它q為已知的汽車結(jié)構(gòu)納比微分方 程組可以解。亦即給定山”,可得到心&等響應(yīng)函數(shù)。也就是 說，給定某種前輪轉(zhuǎn)向角竦可求得汽車側(cè)向運動的濟態(tài)碗應(yīng)。若把求列的mr#函致代人式 (7).(8).(9)及(13).(14).(15),還可以進(jìn)一步求到瞬態(tài)的

9、偏離角及側(cè)向:幾 從而求出 懸架平街軸的瞬態(tài)受力借況。此外，垠據(jù)這些嗎應(yīng)函數(shù)還可準(zhǔn)確地判別汽車的行駛穩(wěn)定性和 操縱特性。然而，由于這個微分方程組非常復(fù)茲 有待于用電子計算機來求解。同時，上述汽車結(jié) 構(gòu)參數(shù)中如慣性矩、慣性積等，目前還沒有準(zhǔn)確的m雖低。所以，還盞做許多工作才能準(zhǔn)確 地分析汽車的瞬態(tài)惻向運動。但是,若令輸入函數(shù)<5:=/(0=常數(shù),而不或初始的陵態(tài)過程， 只求其穩(wěn)態(tài)運動，則方程的解就大為簡化。本文主要分析三軸越野況車的穩(wěn)杰側(cè)向運動三、穩(wěn)態(tài)運動方程式及其解令3產(chǎn)常數(shù)。.因只求穩(wěn)態(tài)運動，可令二p、i、；皆為q。由于 <51%<3s 都很小，可令 wind廠 sind

10、= s!n(£o) = 0 , cos 62 = cos® * coso©)= lu故式(17)、(18)aw 可變成:cos (5i + <gz-忤)(20)彳n _tg()cos oj *.滬卜“0 = 0(gih-c.m= - mthvr丄列方程組為三元2、" 代數(shù)験立方崔，但卻屬于超越方程。若用x代替tgx,在 x值不大千30°的條件下，其最大朕差不超過】0%。這時式(20人(21)、(22)變成：6«r - v . bzr-v-訂上尸齊卜q(21)(22、土 ar + v6t- ar+v 0 厲cos <5 j

11、+mvr再經(jīng)整理后，得：-2-,s& 打_f acos 3 + x + bj-odjcosi/kja2cos & + b： + fej v j i ( ft(23)mvrs'?t 奪g,h - c j 0 = 0 i g jajco3 6./?；g 血丿/(“】-4| 丁 一，士ym i v列j式(23)、(2)、(2d為三元一次聯(lián)立方程。由弍(25)求得0,并代入式(24)可瓠aces d】厶 x + 6?卩 -gsj coso j聯(lián)立式(23)j26),利用克菜姐法則，得:° _ (2 +-ccsdj) (a2cos<51 + (b；蘭b：二uco5

12、 譏-(b】丄 ® )嚴(yán)rl,gji“(b、-fej)(2 + cos<5j) m (ccosdi - (bl"恥"嚴(yán)屮:護bz)+d _ dg&(2a + b+ ®) g#齢(4 - 6)訂廠力1 gghc.) k j jvd.r _ d,，f八方 *© =辛 n -g,hv n _ -g4a(2a + &j + &2)icos5j5 二 gghf =)(27)(28)(29)(30)這里.從以上各式可求出各種車速7和就輪轉(zhuǎn)角“信況下的汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎的運動參數(shù)厲廠、煎四.有關(guān)汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算表1列出(27)(30

13、)所需的各個汽車參數(shù)。這里引用的是第二汽車廠現(xiàn)生產(chǎn)的eq 240 型汽車的整車卷數(shù)，系滿載2.5噸時的無絞般越野車。東1名稱符號lf= 單& n c z*tri*數(shù)一他7 7：42r43sak«±om(?；z yu /v皿5736劇旳力臂hcm-70t4舸橋至汽車蟲心的水平距離cm .245"中橋至汽車貫心的水平距離山.,cm73,6后橋至心的水平距離b.cm183.6懸架的鳥橫向鬼岡妙ckg cm/rad267.55x1o<后盤架的何傾轉(zhuǎn)旬效臣系數(shù)齢6.215598?毎橋的輪胎總祖偏颼廢: k1kg/rad12530現(xiàn)粘表1各參數(shù)的求得方法敘述如下

14、；m、g以及 4、以是根據(jù)已知的軸荷、費下重燧求律的。根據(jù)eq 240型汽車實際測得的空車重心髙度，并假定滿載時貨愉及乘員的賀心高于貨 賽底板30js米、費下質(zhì)依之重心位于車輪中心，由此算出満載時簧上質(zhì)體重心離地窩度。再從 設(shè)卄圖址求岀側(cè)傾軸位置按圖4所示的幾何關(guān)系，求貿(mào)"軸離地高度。這兩者的差值即hca畏有計入鋼板彈贊橫扭時的附加角剛度。陽是按圖5所示的幾何關(guān)系，并按微萌擺動時的極值求甜的。k根據(jù)smiley和horne所推薦的半經(jīng)監(jiān)公式,按已知的輪胎尺吃充氣壓力和徑 向負(fù)荷廿算。五側(cè)向運動參數(shù)亂側(cè)囪力的計算結(jié)果和分析把表1中的各值代入式(27(30，得：d _ «2+c

15、osdj (6.022cos® + 3?126) x 10« - (245. 4cos" - 2572)v1-0.43017 x 10*(2 g cos") -6.13219x 10"4 (245.化處伉 257.2) (31) r = 3.coso 1 102242-8 -0 154786/(33)(34)° = 7 48。co$<5 ；d 廠 0.1356779" cos"可見,穩(wěn)態(tài)條件下的運動多數(shù)&二djd、r = djd及疑djd只取決于&和v.我們以各種轉(zhuǎn)向角厲和車速v代人式 ?(3

16、1)(34),求出各運動畚數(shù)心仁札為硬'于試驗時選擇場地，我們先求得外前輪轉(zhuǎn)彎 半徑r©和前輪平均轉(zhuǎn)向角"的粗略關(guān)系， 見圖6。暇定，轉(zhuǎn)彎中心點位于平衡軸延長 線！-前輪無偏離角。l 則一館 “ =廠式中厶為軸距，厶=374厘米；刀為輪距，5 = 177.4厘米。所算得的轉(zhuǎn)彎半穩(wěn)與前輪轉(zhuǎn)角的大致對應(yīng)關(guān)系列于農(nóng)2 0<35>表2名稱符號單位叩占：_，.a.對應(yīng)數(shù)值轉(zhuǎn)彎半輕r.s1015 °2035100前輪轉(zhuǎn)角'度31t5/24*6',15°22,'6。1時2t此外，還把常用的車速眾位(公里/小時)換算為計算單位

17、(匣知秒)，列于表3。車迷單 位對應(yīng)數(shù)值« 用km/h1510152030405060708d計算cm/sec27.7813927841755683311j1】3891667151：2222分別將表2中的6種&和表3中的11種車速代人式）（34）,求出d、d.、0、d點,并求得叭心值，然后作出曲線（見圖7、8、9）。圖7現(xiàn)在我捫來分析這些曲線，找出它們的一 些蒔征：i. v = 0時的v值從圖7可看出：隨若車速匕的増加，食心 的測向遠(yuǎn)度&先增大，達(dá)到最犬值之后，陽卜+卜口十1 i t i i t ji 1f. i kr . i ( i i i i：圖8i ii i i

18、 41換逐漸觀??；達(dá)到一定車速時，x 0，而后 "變?yōu)樨?fù)值，但其絕對值繼續(xù)增天。*324 f “ 圖9我ffl可以求出0時卩= 29.26公里/小時。對于所有的“值，10時之/值不變。這時，汽車的睡吋轉(zhuǎn)彎中心處于丁轆上.2. v的屋大值根據(jù)戎（3dj32,可求猖各種山所對應(yīng)的v最大值,列于表4。3ri5?用2257.3444.728.75對血的it it ffi(cffl/sgc)whmi k 346921g.7316.826876u8,vto74.0821,12hjj4田10j6.8716.9467468 <4$8!70£12l yi= o時之v值密h從表4可見：當(dāng)

19、3 j值級小，v vt時之 "值變大，但相羞甚微，約處于k = 1g.84± 0.1公里/小時。將求到的叭“值代入戎（7 ）、（ 8、（ 9 ）, 算出三橋的偏離角心、乙、心，再按式13）、 （14）45）求出三橋的側(cè)向力匚、匕、叭扮別丁 作出曲線（見圖10.11,12）.分析這些曲跖我們看到匕和人都勵卩増 大而增大，且短為正值（方向不變”而丫；在區(qū) 值不大時為負(fù)值，隨/增大而增大（絕對值變 小），到達(dá)一定車速時=0,而后變?yōu)檎担?繼續(xù)隨7堆大而增大?，F(xiàn)在來分折這些曲線：根據(jù)式（8 ）.（14） （16）,經(jīng)線性化后，令fi=0,可求得$ = 1823公里/小時。對于各種

20、&值，71=0時之卩值均不變。在此車速時，汽車的瞬時轉(zhuǎn)彎中心處于中橋 的延線上，此時中橋偏離角6=0。2各種轉(zhuǎn)向角所對應(yīng)的根限車速從圖1cm2可看到，卩增大后匕和人都不斷增無而圖】示出：當(dāng)>18.23公里/小陸后，人也隨y增大而增大。然而，當(dāng)側(cè)向力鳩過附若條件時，車輪發(fā)生泌滑，就破體了汽 車的穩(wěn)態(tài)運動?，F(xiàn)在計算剰滑前的極限側(cè)向力。-假定穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎時各筑荷和靜軸荷相同，我們按左、右輪的總負(fù)荷來計算"設(shè)附著系數(shù)> = 0.8又前軸荷g26q0公斤中、后橋各§的軸荷g, = g3 = 2480公斤；.7|.«.-/2<?1 = 2080公斤匕=人

21、“=“他=1984公斤按扱限側(cè)向力的值在圖10、11、12上作平行線，求到對應(yīng)于各"值的車速。對同一個" 値，比較對應(yīng)于前、中、后橋打滑時的極限車速，其中最小者就是該&值的極限車述?，F(xiàn)將對應(yīng)于各種“的極限車速列于表5。. .表5yk 狗 hi備注y» = r».y嚴(yán)人“f廠叫一3ri5f .22.531223.922.5前輪腑t » f28;533飛28.8t 28.5前輪俐洽15*22'.：37.9 39.738/437.9前輪側(cè)爭'44.7 44345.9仏6中輪側(cè)滑6"59.9$5762.657巾輪側(cè)淆2

22、°0 >80本文所列的公式和計算;都是在y<v的條件下才能成立?，F(xiàn)對所有已求得的曲線標(biāo) 岀卩值，示出實際存在的工作范圍，用小圓圏和虛線表示（卷閱各有關(guān)曲線圖）。8 :初始側(cè)向力和偈焉角；從圖103l.12可見：當(dāng)0時，三橋的側(cè)向力并不為0。也就是說存在初始分離角。 只有當(dāng)& = 0時，才能便三橋的偏離角和側(cè)向力變?yōu)榘冗@懸因為這矣三軸汽車命中、后橋 是非轉(zhuǎn)向橋，側(cè)傾轉(zhuǎn)向的影響不大。因此，只要前輪一轉(zhuǎn)向，無論車速多么低，各輪必須要 有一定的偏離角才能使汽車轉(zhuǎn)彎在這r點上，三軸汽車和普通二軸汽車是有很大區(qū)別的。 因此，三粘汽車不能以前、后輪的偏芻角差值來描述其不足轉(zhuǎn)向的

23、特性至此八我們可以從所求得的運動盤數(shù)叭廠、0和路面對車輪的働向作用力丫八人、人 來全面地分析汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎運動的轉(zhuǎn)征和有關(guān)筆部件的受力情況。 - j 亠-一 - ' 上接第64頁2. 促便工作櫬準(zhǔn)化，由于“體系”中有許多工作標(biāo)準(zhǔn),將在工作中童復(fù)出現(xiàn)，需要處理的問題，由過去的臨時研究處理，變?yōu)樽⑼芯恳?guī)律，一旦掌握了規(guī)律就標(biāo)準(zhǔn)化起來，虹 作從披動轉(zhuǎn)為主動八、 ? ' ； k3. 便各職能部門和個人的職責(zé)穿明，減少了扯皮現(xiàn)象，工作更加協(xié)說$；4. 信息反饋快了，使各圾吿理人員和工程技術(shù)人員進(jìn)一步樹立為生產(chǎn)服務(wù)的第迫感；5. 促便各級管理人員和工程技術(shù)人員能按工作標(biāo)準(zhǔn)的耍求，努力提高自

24、己的業(yè)務(wù)技術(shù) 鈿識水平.£ =r° （dd- 1）j|xioo/l；£的最大值發(fā)生在振厲最大的3500轉(zhuǎn)/分時,所以上式at= ±3.665x10 b （瓶麼），其 它數(shù)據(jù)已知，經(jīng)計算得聶大相對勢切率為£二39%,此tf遠(yuǎn)低于一股許用值°因此，改進(jìn) 后的椽膠減振器有足夠的工作壽命5.減按器及曲軸的扭振儀勞試驗此痿勞試驗是在680q汽油機臺架試驗軸系上進(jìn)行的，試驗時發(fā)動機曲軸自由端裝有煩 設(shè)計的改進(jìn)方案橡膠減撮器.發(fā)動機通過離合器”齒輪箱、萬向軸與水力測功器相聯(lián)"試臉是 在3500轉(zhuǎn)/分、全負(fù)荷工況下進(jìn)行的。根據(jù)計算和實渕，此

25、時曲軸系的振動頻率為15350次/分 試驗共連續(xù)運轉(zhuǎn)15小時，所以曲軸及滅振務(wù)棣膠層都連續(xù)玫受了 1.3815x10,次交變祖轉(zhuǎn)° 實際上在作試驗前，已按發(fā)動機臺架試驗規(guī)范進(jìn)行過400小時酣久性試驗和進(jìn)行多次扭振測 量試驗。所以它所受的交變扭轉(zhuǎn)次數(shù)大大超過上述循環(huán)次數(shù)。疲勞試臉后，對減振器的滅報性能進(jìn)行了扭振復(fù)測，結(jié)采與疲勞試驗前相同，證朗其減 振效果不變石上述試驗'后，對發(fā)動機進(jìn)行了拆檢。曲軸和軸瓦沒有嚴(yán)重磨攬現(xiàn)象。對曲軸進(jìn)行了磁力 探傷，未發(fā)現(xiàn)有任何裂紋對減振器據(jù)膠層進(jìn)行了仔細(xì)檢査，也未發(fā)現(xiàn)開裂之處。所以認(rèn) 為，改進(jìn)方案的刪減振器代替歴搜片式減振器裝在680q汽油機上是完

26、全滿意的。三軸越野汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎及中、后橋錯位問題的分析（下）.第二汽車制it廠陳耀明 '5丸后懸架平衡軸的受力分析.由路面施加到車輪上的側(cè)向力，全部要經(jīng)由平衡軸傳遞到車架上。我們先計算左右兩個 平商軸總共所承受的力和力矩,見圖13。如不計及中.后橋的慣性力，即：- 平衡軸承受的軸向jffyzy,（36） 平衡軸承受的側(cè)向力矩了二七亠（37）杷求得的y、卩值對應(yīng)地代入上戎，得 出各種轉(zhuǎn)向角和年速的f. 丁值（見圖14、 15）.從圖14可見，f先是負(fù)值，隨車速增大而 増大，在一定車速時f =0,而后又隨車速增 大而遇大。根據(jù):式（8）、w及（14）.（15）、16）,經(jīng)線性化后，令0,

27、求 臧=712公里/小時對于各種轉(zhuǎn)向角，f=0時之/值均不 變。在這個車速，汽車的瞬時轉(zhuǎn)彎中心位于平 .斯軸的延找上°此時中、后橋的偏離角或側(cè)向 力，大小相等，方向相反從圖15也可看出：側(cè)向力矩尸在車速趨于0時為最大，隨車速增大而祓小，到一定車速 時0,而后變?yōu)樨?fù)值，繼續(xù)隨車速增大而減小。根據(jù)式（8）、（9）及（lo、（15人 （，經(jīng)線性化后，令t=0,求得？=427公里/小瞅?qū)τ诟鞣N心值，t = 0時之車速祁丕變。.此時汽車瞬心前移到中橋之前方某位毘 便中、.后橋之偏離角或側(cè)向力大小相同，方向也相同.這只是在具有j> 0的汽車才可能 實現(xiàn)。 .，現(xiàn)在我們已經(jīng)求得平衡軸或后懸架

28、系統(tǒng)所承畫的側(cè)向負(fù)侖一其大小和變化規(guī)律。即：1當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，平衡軸濟承受的軸向力f,只有在7=7.12公里/小時時為0； 而其最大值約為3870公斤，發(fā)生在/ = 45公里/小時、轉(zhuǎn)彎半徑為2025米時；其它各種工 況下，均承受;卜于3870公斤的軸向力，但方向有變化。2平衡軸所承受的側(cè)向力矩t,只有在r=42.7公里/小時時為葉而其最大值為1033 公斤米，發(fā)生在轉(zhuǎn)向角最大和車速盤低的情況下）其它各種工況，7均小于1033公斤米，但 方向有變化。現(xiàn)在我們進(jìn)-步分析這些軸向力和側(cè)向力矩在左、右平衡軸的分配問題。有些三軸汽車后鋼板彈賢和彈簧座的中心線布覺咸一致，亦即鋼板弾簧墻部的冊血和彈 簧

29、座支承側(cè)面的間隙，內(nèi)外側(cè)都取得一樣一所謂對禰布罷，見圖1g。設(shè)廿者可能認(rèn)為這樣布圖16置可使f和：t平均地分配給左、；右兩個乎衡 軸。實際上，由于希部件的制造公差，不可能 做到四個瑞座的內(nèi)、外側(cè)間隙都相同加上調(diào) 整上的差別，使得f和丁不能平均分配給左、 右平衝軸。恰恰相反，可能絕大部分以至全部 軸向力和側(cè)向力矩都由一側(cè)的懸架來承受，這就可能便得平衡懸架的零件所承受的負(fù)荷加劇.此外，這種對稱布置的設(shè)計還有-個狠大 的缺點。如果間隙取得小，由于外側(cè)間隙不夠大，當(dāng)車橋橫向傾斜時，鋼扳彈災(zāi)端部會被支 座外側(cè)面卡住，限制了車橋的運動，増大鋼板彈簧和平衡軸的側(cè)向力矩。如果內(nèi)、外側(cè)間隠 都取得足夠大，則中、

30、后橋的橫向游動:£就很大，又加劇了所謂的橫向錯位。如果彈簧座采用不對耘布置，內(nèi)側(cè)面的間隙取小值（按零件的累積公差，保證可以裝尼 為條件），外側(cè)面取大間隙，見圖1®則上述缺庶可以得到明晝地改詐。傳遞（處側(cè)面不接觸），則內(nèi)、外平街鈾的受力惜況由下式計算:fi = ys fun p2 0假如不考慮鋼坂彈賢端座的糜擦所傳遞的力，設(shè)所有的側(cè)向力“2、丫，均由報座內(nèi)側(cè)面當(dāng) yt<o（38）（39）<40)rj = r>-4-tt = -ril y,與y,同向，即yi>o時,軸向力和側(cè)向力矩由內(nèi)釧平衡軸承受5而當(dāng)vi與反向, bfi<o時，軸向力和側(cè)向力矩則

31、分?jǐn)偨o內(nèi)、外平飯細(xì)承受。ti =(ys-yt>t、= 0式中fi> ft分別為內(nèi)、外側(cè)平衡軸所承受的軸向力； tx-分別為內(nèi).、外側(cè)平衡軸所承受的側(cè)向力矩。將已求到的y,、fs值代入，算出結(jié)果后作出曲線（見圖17、18）。從圖中可看到：當(dāng)由于最大軸向力發(fā)生在了2> o時，所以鋼板彈簣謂座的不對稱布置不能改番晟大軸向 力的均勻分配問題。這時軸向力全部由內(nèi)側(cè)平衡做承受，而且是壓向鎖緊螺母方向。但因最大側(cè)向力矩是發(fā)生在ki<0，即卩<1823公里/小時，所以竭座的不對和布置 就大大改善了最大側(cè)向力矩的均勻分配問題。當(dāng)力盧31°1丁時，側(cè)向力矩故大血僅為828公

32、 斤米，發(fā)生在/ = 1823公里/小時。與單邊承受側(cè)向力矩者比較，最大側(cè)血力拒降低了 劉。左f v18.23公里/小時區(qū)段，佩向力矩分?jǐn)偨o肉、外平衡軸,而且車逑越低，分?jǐn)傇骄鶆?。平循軸及其軸頭螺母，對于承受3870公斤的軸向力并不會產(chǎn)生多大的應(yīng)力。然而對于承 受高達(dá)1033公斤米的側(cè)向力矩，則是十分苛刻的。因此，彈費雄座釆用不對稱布掘，對改善后懸架系統(tǒng)的受力情況，是大有好處的。七、三軸汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)彎的特征 利用已求到檢運動套數(shù)值，可對汽車穩(wěn)態(tài) 菇彎的一些時征進(jìn)行定性和定量地分析。1轉(zhuǎn)彎中心的位宜從圖19,我們可得到*",宀廠 (43)t供(42)r重心之轉(zhuǎn)彎半徑；x <轉(zhuǎn)彎中心

33、在軸上的坐標(biāo)。將不同的"值和不同的口值所束得的：、廠值代入上血 所求得的結(jié)呆作出曲線"圖 20示出：0角隨/的增大而減小,達(dá)到129.26公里/小時時,0=0 （亦即八0,除心位. 于yv再增大后，0變?yōu)樨?fù)值。對于各種3,值，質(zhì)求到的工值都相同，即紜只和/有關(guān)，和<5,無關(guān)。從圖21可見： 汽車的轉(zhuǎn)彎中心隨/的增大而向汽車前方移動。表g示出幾個轉(zhuǎn)定車速的轉(zhuǎn)彎中心位置。喪6v(km/h)x(cm)9轉(zhuǎn)彎中心位蚩特點備注=0 ''136平窗軸2后7.4cmf<0<7.12o128,6平術(shù)軸后方i* <0= 7.12128.6平撕軸延線上f

34、 a 0>7.12>128.6平衡紬前方f>0 <18.23083中橋后方y(tǒng)*<o«18.23-b3中橋廷線上20v ca>0,:、x«<bi>18.23>-83中橋前方y(tǒng)t>0= 29.260威心延戰(zhàn)上（ywv a 0<42.7<156t>042.7156豐鹵軸之前2846cmt = 0>42.7>156t<0= 48.8264前攜延線上't<0c 80 .885遠(yuǎn)在前橋之協(xié)639.gcmt<0從表6可看到：三拖汽車的轉(zhuǎn)脊中心并不都是位于平衡軸延線上，也不是

35、總處于一個位圖222. 轉(zhuǎn)彎半徑及其變化從圖19,我們還可到外前輪的轉(zhuǎn)彎半徑丿“。這里不計人輪胎平面至主銷中心線的 偏距，亦即忽絡(luò)了前輪轉(zhuǎn)向刖超的前輪更變化。ri - j(a * rsin0)'+ (#+ /?cos° j(45*現(xiàn)在將各種轉(zhuǎn)向角“在極低速 glk闕h)和最高速(二80km/h)時的hi 値列于表7,并與按式(35)所計算的值進(jìn)行比較。從表7看到：目卩使在車速極低肘，由于 轉(zhuǎn)鸞中心不是位于平衡軸的延線上，而且存 在校大的偏離角，所以d大于乩。其差值 儺5 值的減小而增大。這是三軸汽車和二 朝汽車在低速轉(zhuǎn)彎時的顯芝區(qū)別。后者在極 低速時2r“轉(zhuǎn)彎中心位于后橋延線

36、 上，且偏離角為0。.現(xiàn)在我門來判斷不足轉(zhuǎn)向的問題。以卩 * * =1公里/小時時的1?和hi為基數(shù)，算出車 邃增大后的轉(zhuǎn)彎半徑差值，即 r 二 r* 一 r.ir.ri (cm)(cm)v=1km/hvokm/h3l°i5z80090$123524°6"10001107133715'22150016221698ll°18y2000214422186披35003731134852t0,1w0106609700i*一1丄"_表7(46)(47)式中4r車遞增大后的重心轉(zhuǎn)彎半弦的增量； 車速增大后的外前輪轉(zhuǎn)彎半徑的增最。計算緒果作出曲線，見

37、圖23、24。 圖23圖24 ° 為于靈心的轉(zhuǎn)彎半徑/?,只是在口值很大時，才全部具有正增量，隨«5,的減小， 李速增大后，先有微扯的負(fù)增赴，而后通過0值再變?yōu)檎隼?。隨港g的進(jìn)一步減小，通.過0值的孑值變大。5)值小到一定程度后，全部為負(fù)增最，這對通過0值的？値大干80公 里/小時。p .如果我們按車輪側(cè)滑的條件限定了各沖5,值的則除了在值很犬時，呈現(xiàn) 能不足道的正增畳外，當(dāng)車速增大后，轉(zhuǎn)彎半徑呈現(xiàn)明顯的負(fù)增量。對于外前輪的轉(zhuǎn)彎半紐7?”如果按車輪w1滑條件限割了各種°點的i/.",耐在實際 可以行駛的范圍內(nèi)，隨著車速的增大，全部呈現(xiàn)負(fù)增景。即隨著車速

38、增大，轉(zhuǎn)鸞半徑變小。根據(jù)穩(wěn)態(tài)行駛稚定性的判別方法，我們可以認(rèn)定：eq240汽車呈現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向的密 征，而且隨著轉(zhuǎn)彎半徑的加大(廠變小),0轉(zhuǎn)向的程度明顯加劇。這是由于轉(zhuǎn)蠻時舉心 的前移和該車后懸架具有較大的側(cè)傾轉(zhuǎn)向效應(yīng)所造成，八、eq240汽車中、后橋錯位的原因及改進(jìn)結(jié)果通過以上分析計算，我們求到了作用在后懸架系統(tǒng)的側(cè)向力和力矩，以及它們的變化規(guī) 律。這樣，我們就可以根據(jù)零部件的受力情況，來分析它們的強度、剛度以及耐磨性等等， 從而采取有效的改進(jìn)播施。我<1還可利用上述計算結(jié)果，作為臺架試驗的規(guī)范，對后懸架的有關(guān)毎部件進(jìn)行對比試 驗，以確定改進(jìn)措施的效果。所有的改進(jìn)項目,最后祁經(jīng)過逋路可靠

39、性試驗和便用試鑒的驗證?？傊?，無論從#部件的受力分折或臺架的對比試驗來看，改進(jìn)前的eq240汽車后懸架確 實不能承受本文分析所確定的側(cè)向力和力矩。因此，必須改進(jìn)和加強。現(xiàn)將主要的改進(jìn)項目 分述如下®,1.平衡軸和軸承轂部分<1)平衡軸直徑由0 60增大至/ 65,(2) 軸承轂的襯套和端墊片由聚甲醛塑料改為鋅鋁令金和滲碳鋼片，并提高精度，減 小初始間隙'(3) 軸頭螺咼加大螺紋玄徑，増大螺母厚度，將婢紋性平改為枕樓，以增多有效螺紋(4 )加強密封，減少襯套磨損。<:* 2)&鋼板彈簧與軸承轂之間的緊固(1) u形螺栓由m20x1.5改為m22xi.5,擰緊

40、力矩從2530改為3035公斤來塞母喪為特厚型 *，.:(2)后鋼板彈賛由單曲率改為雙曲率一中間夾緊部位的曲率半徑大于兩端的曲率半 ；徑$ -，.'：(3)軸承轂兩端的側(cè)臺加大懸臂長度，夾緊螺栓由m18x1.5加大至m20x1.5,側(cè)臺 2內(nèi)表面進(jìn)行高頻處理 .】3鋼扳彈簧端座：<1)端座改為不對稱布置，靠內(nèi)側(cè)限位(內(nèi)側(cè)間隙25亳米，外側(cè)12.5米)；(2) 端座由整體鑄鋼件改為轅塊可拆式，即滑板部分由雙向圓弧狀改為單向圖弧狀,.材料改為球鐵qt602 ,硬度從hrc5863改為hrc4250、"端座內(nèi)劇面也由圓取狀改 為年面狀的可拆式側(cè)墊板；7(3) 鋼扳彈簧尾部由二片重豆改為三片重疊插人端座內(nèi)，以減小側(cè)面磨損；釆取上述措施后eq240汽車的中、后橋錯位問