长轴距随车起重运输车底盘匹配与性能优化.pdf

ン轴距施記远输府密置時能化
コ文/郭艳玲(中国重汽集团技术发展中心)耿光増(中国重汽集团进出口公司)
前言
ctg a, =ctg B,+K/L
随车起重运输车是一种集起重、运输为一体的新型高
ctg a.=ctg B) K/L,
效起重运输装备,广泛适用于交通运输、电信电力、油H
L/L2= tg a,/ tg a=gβ/gB2
码头、市政园林等领域。由于随车起重运输车市场发展潜3转向梯形机构的优化
力巨大,中国重汽先后开发了数款不同轴距及驱动形式的
车起重运输车。由于随车起重运输车的工作台需要布置
在两前轴之间,因此,相对子普通载货车,加大ー二轴之
间的轴距是满足车型开发的必须。然而当轴距发生较大变
化时,为使所有车轮都能绕同一瞬时转向中心旋转,必须
对原有梯形机构、转向传动杆系、转向杆系与悬架系统的
运动进行优化,否则将会出现双转向车型可能出现的磨胎
摆振等问题。因此,在对长轴距双前轴随车起重运输车底盘
图2
的设计开发中,着重进行了
以下几个方面的设计优化.
0为梯形角,M'为横拉杆球头中心至主销中心线的垂足点间
的距离,m为转向梯形臂长
2转向轮理想运动关系
为满足阿克曼定律,应使转向梯形的实际特征线与理
为了避免车轮在转向
论特征线完全重合,在实际设计中使车轮在常用的转角范
过程中的横向滑移,保持
围内(15°~25り两特征线尽可能接近即可。而一轴的原梯形
纯滚动状态,所有车轮轴
机构的实际特征线与理论特征线偏离较大,不适用于加大
线都应绕同一瞬时中心转
轴距的随车起重运输车底盘(见图3)。经过反复多次的优化
动。同一转向轴的内外车
G
轮的转角关系通过转向梯
形来实现。同一轴的两轮
转角应满足阿克曼定律见
式(1)、式(2),一二轴同侧
车轮之间的转角关系通过
转向摇臂机构来实现,并
应满足运动协调关系式式
图3现有前轴用于随车起重车的第一轴的转角特性曲线
(3)。如图1所示。
图1
m'=1772m=0.126m'=222.6°8=71.4
U8《重型汽车》 HEAVY TRUCK2010.3
Qichesheji
86设计
0与m,得到了较为理想的特性曲线图(见图4)。从而保证利用 ADAMS参数化分析中的设计研究,对双摇臂机构的各
了同一轴两车轮都绕同一瞬时中心转动。
节点位置进行优化分析。通过分析得出第二摇臂上的中间
G
联接节点对转角关系影响最大,对该节点位置优化后得出
二轴车轮实际与理想转角的差值曲线如图6虚线所示。
由图6可以看出,优化后的转向机构能得到较为理想的
转角关系,在实际应用中能大大减轻磨胎、吃胎等问题。
5悬架与转向杆系的运动协调
在保证转向传动机构满足运动协调关系式(3)的前提
下,还应保证前悬架和转向拉杆的运动协调。绘制转向杆
图4优化后转角特性曲线
系和悬架杆系跳动图,对转向拉杄和纵置钢板弹簧的运动
n'=1772m=0.11m'=1959=73°
协调性进行分析,找出板簧主片中心及其摆动中心、转向
转向双摇臂机构的优化
节臂与纵拉杆铰接球头中心及其摆动中心,同时一轴和二
根据实际整车三维模型,在 ADAMSR中建立转向双摇彆轴板簧向上截取距离为动挠度,向下截取距离为静挠度,
机构等效仿真模型,一轴左侧车轮转角为运动输入端,
分别找出转向拉杆与板簧运动不协调引起的轨迹偏差量。
轴左侧车轮转角为输出端。如图5所示
只有尽可能减小上述轨迹偏差量,才能改善整车的制动跑
偏情况,为此对整车进行布置,使一轴的偏差量控制在了
3mm之内(见图7),二轴基本无偏差(见图8)。
转向摇点
图5双摇臂机构等效仿真模型
转向节将球头中心
由公式(3)可知,理想状态时同侧两转向轮转角关系应
消1犁
析中心点
满足:
图7
a,= arct(L,. a/L
为方便观察实际二轴车轮转角与理想转角的接近程
度,在仿真模型中设置两者的差值作为目标函数,并对模
型进行仿真分析,分析结果如图6实线所示。由图可知实际
转角与理论转角相差较大,在实际使用中会出现磨胎、吃
胎等问题。
转向俘点
为了得到较为理想的转角输出,在前面仿真的基础上
转向节,中心
片中C点
图8
6结束语
综上所述,在长轴距双前轴随车起重运输车底盘的设
计开发中从以上几个方面进行了系统的设计优化,从根本
上避免了双转向车型可能出现的磨胎、制动跑偏等问题,
Angh(ej
保证了整车行驶的方向稳定性。
图6优化前后转角差值线比较
参考文献略。
2010.3. HEAVY TRUCK《重型汽车