摘 要: 探討造成前輪擺振的主要因素及如何布置轉(zhuǎn)向縱拉桿以避免懸架導(dǎo)向桿與轉(zhuǎn)向桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。關(guān)鍵詞: 客車 懸架 擺振 定位
Abstract: The article discusses themain reasons causing frontw heels to sw ay and how to arrange the steering drag link to avoid the movement interference betwen the suspension guiding rod and the steering rod1 Key words:Bus, Suspension, Sw aying, Location
中圖分類號(hào): U 463133 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào): 100623331 (2002)05226202
現(xiàn)在, 鋼板彈簧懸架在客車上的應(yīng)用仍很廣。通力矩會(huì)較大, 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪受到外界影響時(shí)會(huì)引起振動(dòng);常的板簧懸架自身既是彈性元件又是導(dǎo)向元件, 因此, 在汽車板簧懸架設(shè)計(jì)中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)的設(shè)計(jì)計(jì)算是不可忽視的。由于客車的前懸一般都較長(zhǎng), 這項(xiàng)工作在客車的設(shè)計(jì)中顯得更為重要。前板簧與轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系不當(dāng)或兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪的制動(dòng)力不相等是導(dǎo)致前輪擺振和制動(dòng)跑偏的主要原因之一(前輪定位和板簧懸架的剛度偏低也是造成前輪擺振和制動(dòng)跑偏的原因)。這不但會(huì)導(dǎo)致客車在不平路面上轉(zhuǎn)向盤受到?jīng)_擊, 而且會(huì)破壞客車的轉(zhuǎn)向特性(干涉轉(zhuǎn)向)。在總布置設(shè)計(jì)時(shí), 如果忽略板簧制動(dòng)力矩引起的扭曲運(yùn)動(dòng), 往往會(huì)引起制動(dòng)時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)向(擺振), 車速高時(shí)甚至?xí)l(fā)客車甩尾, 造成交通事故。
1 前輪擺振的主要特征
(1) 客車有時(shí)以中速(30～45 km /h) 行駛在良好的路面時(shí), 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪受到外界影響(如凹凸不平、石頭等) 產(chǎn)生初始偏轉(zhuǎn), 引起轉(zhuǎn)向輪自激振動(dòng)。
(2) 剛出廠或在走合期間內(nèi)很少發(fā)生前輪擺振。其主要原因是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正阻尼(各連接件之間摩擦力矩) 抑制了前輪自激擺振的產(chǎn)生。但是車輛走合期后, 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的摩擦力減少, 地面通過(guò)輪胎輸入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負(fù)力矩相對(duì)增加, 因而會(huì)導(dǎo)致前輪擺振。
(3) 當(dāng)前輪氣壓降低時(shí), 擺振較激烈。這是因?yàn)檩喬鈮航档秃? 輪胎彈性變形增加, 側(cè)偏剛度降低, 產(chǎn)生較大的回正力矩滯后和過(guò)大的轉(zhuǎn)向輪擺角。過(guò)大的回正力矩又加劇了轉(zhuǎn)向輪的擺振。
(4) 主銷后傾角過(guò)大。制動(dòng)跑偏時(shí)的受力如圖1 所示: 由于主銷后傾角大, Fr1 對(duì)轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)
當(dāng)左右兩轉(zhuǎn)向輪在制動(dòng)、面制動(dòng)力不相等, 客車會(huì)出現(xiàn)跑偏。在板簧與前軸之間用墊片減少主銷后傾角, 擺振、跑偏有不同程度的好轉(zhuǎn)。
圖1 制動(dòng)跑偏時(shí)的受力情況
2 轉(zhuǎn)向縱拉桿的形式和布置
我公司的GZK6103ED 6、GZK6101 、GZ6110 低地板城市客車在改制前均具有不同程度的前輪擺振、跑偏現(xiàn)象。雖然減少主銷后傾角和調(diào)整兩前輪的制動(dòng)力, 偏振有所好轉(zhuǎn), 但效果不夠理想。于是我們從懸架導(dǎo)向桿可能與轉(zhuǎn)向桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉方面著手, 分析前鋼板彈簧和轉(zhuǎn)向縱拉桿的運(yùn)動(dòng)軌跡。這三種客車的轉(zhuǎn)向直拉桿(沒(méi)有中間轉(zhuǎn)向垂臂裝置) 的簡(jiǎn)圖如圖2 所示。
第5 期王智勇等: 淺談客車前輪擺振及其主要影響因素27
在此結(jié)構(gòu)中, 一方面轉(zhuǎn)向輪依靠板簧導(dǎo)向來(lái)保證車輪與車身的相對(duì)運(yùn)動(dòng), 另一方面轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向輪之間的傳動(dòng)機(jī)件也使車輪與車身之間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。這兩種運(yùn)動(dòng)關(guān)系是靠?jī)商转?dú)立的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。況且客車的前懸一般都較長(zhǎng), 很難使其垂臂球銷B1 點(diǎn)在圖3 中的O1 點(diǎn)附近。當(dāng)前輪上下跳動(dòng)時(shí), 轉(zhuǎn)向節(jié)臂球銷中心A1 要沿著彈簧主片中心所決定的軌跡運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)軌跡為圓孤JJ ′。另一方面A1 點(diǎn)是縱拉桿上的一點(diǎn), 縱拉桿是繞轉(zhuǎn)向垂臂下端球銷中心B1 點(diǎn)擺動(dòng)。其擺動(dòng)軌跡為圓孤KK′。從簡(jiǎn)圖可看出這兩種運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)。這種偏差在輪胎經(jīng)常跳動(dòng)范圍內(nèi)應(yīng)保持在輪胎的彈性范圍內(nèi)。如果偏差過(guò)大, 則應(yīng)修改B1 點(diǎn)的位置(A 1 點(diǎn)的位置由前橋生產(chǎn)廠設(shè)計(jì)).
為了解決GZK6103ED 6、GZK6101GED 2H、GZ6110 這三種車型的前輪跑偏擺振問(wèn)題, 我們?cè)谶@三種車上均加裝了中間轉(zhuǎn)向垂臂裝置, 并將原來(lái)直通式轉(zhuǎn)向縱拉桿改為前后轉(zhuǎn)向縱拉桿。這樣, 不僅使其前鋼板彈簧與后轉(zhuǎn)向縱拉桿的運(yùn)動(dòng)軌跡之偏差減少到輪胎的彈性范圍內(nèi), 而且還可以增加轉(zhuǎn)向縱拉桿剛度和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正阻尼, 有效地防止前輪擺振、制動(dòng)跑偏, 見圖4。
科技的發(fā)展, 知識(shí)與信息時(shí)代的到來(lái), 無(wú)論哪個(gè)層次的人才, 都不能憑過(guò)去師傅帶徒弟的方式來(lái)產(chǎn)生, 而要通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練來(lái)培養(yǎng)。因此, 企業(yè)要重視人才培訓(xùn)工作, 要舍得投入, 建立自己的員工培訓(xùn)系統(tǒng), 并且把它作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略工程來(lái)抓, 為企業(yè)的發(fā)展提供足夠的人才資源。
4 結(jié)束語(yǔ)
進(jìn)入新世紀(jì), 中國(guó)已正式成為W TO 成員。面對(duì)我國(guó)進(jìn)一步深化改革、擴(kuò)大開放的新形勢(shì), 面對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化和市場(chǎng)一體化的大環(huán)境, 我國(guó)的大中型客車工業(yè)面臨著極好的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng), 需求旺盛, 又有幾十年的發(fā)展基礎(chǔ)和資源、能力條件的比較優(yōu)勢(shì), 只要進(jìn)一步深化改革, 加快調(diào)整, 銳意創(chuàng)新, 并從宏觀上給予強(qiáng)有力的政策支持, 我國(guó)的大中型客車工業(yè)一定能迎來(lái)一個(gè)符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律、與國(guó)際發(fā)展潮流融合的、快速健康發(fā)展的春天!
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