重型载货汽车底盘性能设计参数控制分析

郑萌

摘 要：重型载货汽车是现阶段应用于我国交通运输行业中的重要汽车类型，重型载货汽车的性能好坏不仅会影响到货物运输的质量，还会在一定程度上威胁到驾驶员的生命安全。而在重型载货汽车的研发制造过程中，底盘性能的设计参数会对汽车整体的性能产生重要的影响。本文以重型载货汽车为主要研究对象，着重对重型载货汽车底盘性能设计参数控制进行研究和分析，旨在促进我国重型载货汽车生产制造的进一步发展。

关键词：重型载货汽车 汽车底盘 性能设计参数

Parameter Control Analysis of Performance Design of Heavy-duty Truck Chassis

Zheng Meng

Abstract：Heavy-duty trucks are an important type of vehicle used in Chinas transportation industry at this stage. The performance of heavy-duty trucks will not only affect the quality of cargo transportation， but also threaten the lives of drivers to a certain extent. In the R&D and manufacturing process of heavy-duty trucks， the design parameters of chassis performance will have an important impact on the overall performance of the vehicle. This paper takes heavy-duty trucks as the main research object， and focuses on the research and analysis of the performance design of the parameter control of heavy-duty trucks， aiming to promote the further development of the heavy-duty truck manufacturing.

Key words：heavy-duty truck， automobile chassis， performance design parameters

1 引言

汽车在行驶的过程中，会应用到动力学、运行学等方面的专业知识。在对汽车进行设计生产的过程中，不仅要考虑到汽车的整体性能，还要对汽车中应用到的各种专业知识来提高汽车行驶的稳定性以及驾驶寿命等方面的内容。在现代社会的发展过程中，市场对重型载货汽车的质量需求越来越高。要想对重型载货汽车底盘性能设计参数控制进行研究和分析，首先就要了解什么是重型载货汽车的性能控制。

2 重型载货汽车性能控制

2.1 重型载货汽车的发展现状

重型载货汽车是我国汽车行业中的重要组成部分，其主要被应用于交通运输行业当中。经济社会的发展对交通运输业提出了更高的要求，重型载货汽车作为公路交通中最为主要的一种货物运输工具，在我国近年来的汽车行业发展过程中逐渐呈现出较快的发展势头。重型载货汽车拥有的运输方式灵活、承载货物运输量大等优点，是其能够被广泛应用于交通运输行业的重要原因[1]。而随着重型载货汽车的需求量逐渐增加，市场中对重型载货汽车的质量要求以及性能要求也越来越高，如何在汽车的生产制造过程中提高汽车的性能和质量，已经成为现阶段重型载货汽车的主要发展方向。

2.2 重型载货汽车的性能控制环节

重型载货汽车在设计研发的过程中，主要包括独立总成开发、车辆子系统开发以及整车性能的控制与优化三方面性能控制的环节。在独立总成开发环节当中，对重型载货汽车的性能控制主要体现在对不用车型的汽车进行设计、计算、试验等方面的性能控制。车辆子系统开发主要是指通过对重型载货汽车的制造过程中包含的制动系统等部分的开发制造来实现对重型载货汽车的性能进行控制。整车性能的控制与优化则主要是通过将独立总成与子系统中的所有部分当作一个整体来对汽车的性能进行有效的控制[2]。

2.3 重型载货汽车的性能控制需求

我国对于重型载货汽车行业的设计研发和制造从整体上来说仍处于初期的发展阶段，而随着社会对重型载货汽车需求的不断增加，市场对重型载货汽车提出的要求对重型载货汽车的研发制造起到了一定的推动作用。现阶段，重型载货汽车的性能控制需求主要体现在以下几个方面：首先，重型载货汽车内部的结构以及各种子系统是会影响其整体性能的主要因素，在对重型载货汽车的结构总成以及子系统进行设计分析时，要注意做好性能测试与试验。其次，重型载货汽车在交通运输行业中的应用主要以牵引车-半挂车列车运输为主，对重型载货汽车的性能进行控制最主要的就是要以这种车型的特点为主进行研究和设计。

3 重型载货汽车底盘性能设计参数控制的具体分析

底盘是影响汽车整体稳定性以及性能的主要因素，而由于重型载货汽车本身的质量和体积都比较大，在行驶的过程中极易因底盘的不稳定而造成安全事故的发生。因此在对重型载货汽车进行设计的过程中，要更多注重汽车底盘的参数设计。而在对重型载货汽车的底盘性能设计参数控制进行分析时，主要可以从以下几个方面来着手：

3.1 转向系统

转向系统是汽车在设计研发过程中最为重要的一个方面，对于重型载货汽车来说，由于其本身质量比较大，駕驶员在驾驶重型载货汽车的过程中，转向系统的性能会对汽车整体的行驶性能产生重要的影响。在对重型载货汽车的转向系统进行设计时，主要可以从三个方面来着手进行分析：首先，重型载货汽车的转向系统主要依据的是动力学的相关原理。转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂以及车体是转向系统的空间四连杆机构，这一机构主要就是依据运动学的相关原理来设计和运行的。

其次，动力转向器作为重型载货汽车中转向系统的重要组成部分，在对其进行匹配安装的过程中，需要对转向力、安全可靠性、转向操作忙碌性等因素纳入到设计制造的考虑范围之内。而在这些内容之中，转向阻力以及汽车原地转向时轮胎的静态转向力矩则是重型载货汽车的动力转向器在设计制造过程中首先要考虑的内容。第三，在重型载货汽车的转向系统设计过程中，转向系统与悬架系统的运动协调性也需要重点关注。悬架系统与转向系统是重型载货汽车底盘设计的重要组成部分，在对重型载货汽车的转向系统以及悬架系统的运动协调性进行设计时，为了保证系统的运行不会干扰到重型载货汽车的性能，要在实际的计算过程中事先建立钢板弹簧的运动学模型来模拟转向系统以及悬架系统在实际运行过程中的情况，之后再对其进行计算，用以达到保证转向系统性能和质量的目的。

3.2 气压制动系统

由于重型载货汽车本身的质量和尺寸等都比较大，为了保证汽车能够处于正常的行驶状态，现阶段我国重型载货汽车设计制造过程中应用最多的就是气压制动系统。与转向系统相比，重型载货汽车的气压制动系统中的内容更加复杂，在对整个气压制动系统进行设计制造的过程中，要严格对各项具体的内容和设计参数进行严格的控制才能够保证重型载货汽车的质量。在对重型载货汽车的气压控制系统进行设计制造的过程中，主要包括鼓式制动器、储能装置容量特性、推出压耗对制动力矩产生的影响三个部分。

鼓式制动器是重型载货汽车气压制动系统中的重要部件，现阶段我国重型载货汽车应用的鼓式制动器以领从蹄式制动器为主。而这种鼓式制动器在实际的应用过程中主要会受到制动器的结构尺寸以及摩擦片的特性影响。鼓式制动器在运行的过程中会在促动机构的作用下产生制动力矩，而制动力矩的大小会对鼓式制动器的运行效果产生重要的影响。储能装置是能够通过气压制动系统来为重型载货汽车的正常行驶提供动力的最主要装置之一，对储能装置容量的大小以及特性进行更加详细的规划和设计，对保证重型载货汽车的安全驾驶具有重要的作用。推出压耗对制动力矩产生的影响也会给重型载货汽车的安全行驶产生重要的影响。尽管与以往的液压制动系统相比，气压制动系统拥有许多的优点，但由于重型载货汽车在实际的行驶过程中存在着质量和体积都比较大的特点，气压制动系统在实际的应用过程中同样会因为体积和质量的影响而造成响应慢等问题。在这种情况下，为了能够让重型载货汽车安全行驶，还要将气压制动系统在运行过程中产生的推出气耗迪欧制动力矩产生的影响进行更加详细的分析。

3.3 牵引车-半挂车列车动力学模型

通过前面的分析可以得知，牵引车-半挂车列车是现阶段应用于我国交通运输行业中主要的重型载货汽车类型。在对重型载货汽车的底盘性能设计参数控制进行设计和制造的过程中，可以通过建造牵引车-半挂车列车的动力学模型来模拟重型载货汽车在实际行驶中的情况。而在现代社会的发展过程中，科学技术的不断发展和汽车行业发展的逐渐加快使得现阶段应用于我国交通运输行业的重型载货汽车的运输速率越来越快。而在以牵引车-半挂车列车为主的重型载货汽车行驶过程中，很容易因为操作系统的不稳定性而发生失稳的现象。在这种情况下，为了有效保证重型载货汽车能够安全行驶，建造牵引车-半挂车列车的动力学模型是非常有必要的。而在建造牵引车-半挂车列车的动力学模型时，首先要针对重型载货汽车的实际情况来对车辆做出动力学方面的假设，并在建立动力学模型的过程中通过车辆坐标系、车辆运动方程、以及统一指数的轮胎模型的建立来达到模拟重型载货汽车运动过程的目的。

3.4 设计参数对牵引车-半挂车列车性能产生的影响

在对重型载货汽车的底盘性能设计参数进行控制时，设计参数会对牵引车-半挂车列车的性能产生重要的影响。其中，后桥结构形式、车架扭转刚度、转向系参数以及汽车列车制动力分配等具体的设计参数都会对牵引车-半挂车的列车性能产生一定的影响。以后桥结构形式为例，这种结构形式的设计目的主要是为例保证重型载货汽车能够达到承载力的标准，其在设计过程中主要包括6×4、4×2、6×2三种形式，这三种形式对重型载货汽车的影响也有所区别。

4 结语

综上所述，对重型载货汽车的性能进行有效控制，是能够保证货物运输质量、促进我国交通运输行业发展的重要措施。在对重型载货汽车的底盘性能设计参数控制进行分析之后可以得知，要想保证重型载货汽车的性能能够对货物运输产生良好的效果，最主要的就是要依据物理学方面的知识，在重型载货汽车的底盘设计制造过程中对转向系统、气压制动系统等进行重点的研发设计。

参考文献：

[1]許建民，范健明.涡流发生器对重型货车气动减阻特性的影响[J].重庆大学学报，2020，43（12）：41-58.

[2]李韶华，张兵，冯桂珍.重型载货汽车柔性车架的轻量化研究[J].机械设计与制造，2020（10）：110-114.