基于跳动干涉和制动干涉的卡车转向拉杆布置研究

摘 要：制动跑偏是轻型卡车的一种常见问题。多数源于制动力和底盘几何的不对称，往往产生在零部件制造和整车装配过程中。但对于规律性较强的制动跑偏，就很有可能是悬架与转向的运动干涉量过大导致的。本文结合某车型制动跑偏问题研究和解决的过程，探讨了悬架与转向运动协调布置的方法，并总结了经验和心得。

关键词：轻型卡车;悬架转向协调布置;运动干涉;制动跑偏

引言

汽车转向传动系统与悬架系统之间的运动协调性是总布置阶段必须认真加以解决的问题，因为两系统运动干涉量大小直接关系到汽车的行驶性能。如若处理不当，将会引起行驶中车轮摆振和轮胎过度磨损、制动时的干涉跑偏、以及转向特性变差[1][2]。某轻卡在小批量试制中出现了制动右偏的现象，经排查制动力和装配对称性均在设计范围内。对悬架和转向的跳动干涉进行了重新校核，找到了解决问题的突破口。本文将结合该车型的校核过程，讨论悬架与转向运动协调布置的方法。

1悬架垂直跳动干涉校核方法

目前大部分卡车厂处理垂直跳动的方法是作图法[3]。由于底盘各硬点均是空间位置，将空间几何简化成平面几何，存在投影误差，所以作图法是有一些误差的。基于这个原因，有人提出了空间解析法。但对于轻型卡车，直拉杆的落差比一般很小（≤5%），投影长度的变化量很小，投影误差是可以忽略的，采用作图法从精度上可以满足工程需要。基于作图法理论，用CATIA建立参数化模型，可以实现方便调整，避免了反复作图。

输入参数见表1，模型中用到的物理量解算公式及结果：

L=Ls-a×s =1097 mm

=19 mm

=28.5 mm

=411.375 mm

将输入参数导入，得到跳动干涉校核图，提取结果见表2。

2制动干涉校核方法

制动工况可以看成是垂直力和纵向力两种工况的复合。其干涉量可以近似视为两种工况干涉量的代数和。

a.垂直力工况：悬架垂直跳动，校核方法与“悬架垂直跳动干涉校核方法”相同。

b.纵向力工况：板簧在受纵向力的条件下，将发生纵扭变形。附着在板簧上的所有点将绕纵扭不动点，逆时针旋转一个纵扭角。

取路面附着系数Φb=0.7，Φ0<Φb，最大制动时前轮压印，后轮拖印[4]。

上述计算分析得出，虽然该车的跳动干涉量符合要求，但由于节臂点距主片中性层距离偏大（41.3mm），导致制动时纵扭干涉偏大，且无法用跳动干涉抵消到可接受的范围，产生制动跑偏。应该指出的是，仅从跳动干涉方向分析制动跑偏问题是不合理的。因为很多车型垂直跳动干涉与纵扭干涉转向趋势相反，而强制动时纵扭干涉的影响往往更大。

3改进方案及试验

基于上述的分析，经过迭代计算确定改进方案：摇臂加长20mm，节臂点下降30mm， 节臂点前移12.3mm。校核结果见表4，实车替换验证结果见表5。

4总结

本文结合实车制动跑偏问题的处理过程，阐述了目前进行悬架、转向干涉校核的基本方法。在总布置阶段用悬架垂直跳动干涉校核方法和制动干涉校核方法，协调硬点布置，可操作性强。

直拉杆布置的经验：

4.1将节臂球头布置在主片中性层到第三片之间，干涉量就不会太大。此外，将球头位置布置在前轴垂线偏前一些，当纵扭时沿直拉杆径向的干涉量也会小一些。

4.2利用板簧垂直跳动干涉与纵扭的干涉量互相抵消，也是一种可行的措施。但一般不要高于主片中性层30mm。

4.3采用较长的板簧，纵扭不动点的下降量小，转向节臂球头的位置就不用布置得很低。

4.4板簧的刚度不宜选太低，这样纵扭角就不会太大。推荐在强制动时，纵扭角不大于6°。

实际工作中，由于受到驾驶室宽度、减振器布置、转向分中、方向盘总圈数、成本等的影响，尤其是已投产的车型，可能会无法调整到理想的状态。这时候就需要设计人员灵活掌握。新开发车型，采用上述的校核方法和评价准则完全可以避免由运动干涉导致方向盘打手和制动跑偏。

参考文献：

[1]余志生.汽车理论[M].机械工业出版社，2000.10.

[2]陈家瑞.汽车构造（下册）[M].机械工业出版社，2004.5.

[3]汽车工程手册6编辑委员会. 汽车工程手册设计篇[M]. 北京： 人民交通出版社， 2001.

[4]郝安文. 中型在用汽车同步附着系数的合理调整. 当代汽车，1990.6

[5]陈耀明. 钢板弹簧縱扭问题分析. 东风汽车工程研究院

[6]陈耀明. 汽车钢板弹簧的纵扭强度校核. 东风汽车工程研究院

作者简介：

尹春华（1983年-），男，汉族，籍贯：黑龙江省佳木斯市，职务职称：工程师，学历：本科，研究方向：车辆动态性能。