8X4商用车双前桥车吃胎问题的分析与研究

8X4商用车双前桥车吃胎问题的分析与研究

陈建强1 ,张春燕2 ,高志伟3, 庞志艳4

北奔重型汽车集团有限公司研发中心 内蒙古 包头 014032

【摘要】本文的研究内容基于8X4载货车双前桥转向汽车的转向系统，针对在使用过程中遇到的吃胎问题，对转向系统进行优化调整，合理的设计双前桥转向系统双摇臂结构，并应用CATIA搭建DMU运动仿真模型对转向系统进行性能分析，在本文的研究中，主要通过调整垂臂机构安装孔位的中心距来改变转向系统的总传动比，确保车辆在转向过程中，几乎所有车轮都能绕着瞬时回转中心做纯滚动转动，尽量减少车轮的滑动现象，进而降低车轮的异常磨损。

【关键词】双前桥转向系统、吃胎、异常磨损

1. 转向系统概述

汽车转向系统是用来维持汽车直线行驶或改变车辆行驶方向的机构，可以确保汽车在转向过程中各转向轮之间有协调的转角关系，并保证汽车能够按照驾驶员的意志改变行驶方向，包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构和助力系统。

2. 双前桥转向系统理论转角关系

图1-1双前桥汽车理想内外轮转角关系             图1-2一桥、二桥距后桥中心的距离

汽车低速行驶转向过程中，假设忽略侧倾力的影响和轮胎侧偏刚度的影响，两轴汽车转向时的理想内、外轮转角关系如图1-1所示，各车轮绕同一瞬时中心（在图示中即为点０）进行转向行驶，为了确保各转向轮在转向过程中都作纯滚动运动，就需要做到同一轴上转向轮的转向角关系满足式1、2；同时两前桥之间的转向运动关系应满足式3。

                                  ………………式1

           ………………式2

                        ………………式3

通过以上公式，计算出来的第一、第二前桥内外轮理论转角关系如下表1-1所示。

表1-1  第一、第二前桥内外轮理论转角关系

满足转弯半径28m的需求时，一桥内轮转角需要达到36°，设计时将一桥最大内轮转角定为42°，对应的其他轮胎转角见表1-2所示：

表1-2转角关系

经验表明，只要一桥实际最大内转角为42°时，二桥的实际最大内转角在35.56°±1.5°（即34.06°～37.06°）内，设计的双摇臂机构就满足要求。

3. 传动比的设计

双前桥汽车转向时，只有第一轴左轮转角由司机控制，是主动的，其余三个车轮都要跟随第一轴左轮转动做被动的转动，刚性的绕着一个共同的转向瞬时中心做不拖动、纯滚动的转弯，达到减少轮胎磨损，降低汽车油耗的目的。

二轴左轮转角α2的值直接影响二轴两个轮的转向效果，提高二桥左轮转角精度的措施就是正确的选择双摇臂机构的总传动比，保证在一桥内轮转角25°内使二轴左轮转角理论与实际值的误差绝对值＜1°。

4. 传动比的计算

受空间布置影响，垂臂选择现有成熟结构，一桥连接点尺寸为272.5mm，桥截臂长度为281.6mm，一桥截臂的向前及向后的转角为向前42°，向后36.32°，垂臂驱动截臂绕主销转动时，垂臂下部拉杆连接点与截臂拉杆连接点运行的弧长应该相等，由此，通过截臂前后的转角计算垂臂的前后摆角见表1-4。

表1-4垂臂与一桥截臂的转角关系

为保证垂臂前后摆角相同，垂臂安装时向后倾斜3°。

二桥截臂前后的转角为35.56°和30.27°，借用现有的中间摇臂，二桥连接点尺寸为360mm，桥截臂长度为281.6mm，通过二桥截臂前后的转角计算第二中间摇臂的前后摆角见表1-5。

表1-5第二中间摇臂与二桥截臂的转角关系

第一中间摇臂尺寸为220mm，依据垂臂和第二中间摇臂的尺寸，确定垂臂上二桥连接的硬点位置为140mm。

5. 结论

（1）二桥左轮仿真值与理论值曲线基本重合，差值不大于1°，结果满足需求，转向满足实际转弯要求，据此确定转向杆系设计是合理的。

（2）二桥外轮转角在一桥内轮转角35°范围内，仿真值与理论值曲线基本重合，差值不大于1°在超过35°以后，差值变大，该结果满足经验要求的30°转角范围内实际值与理论值不大于1°的需求。

（3）一桥右轮理论值与仿真值在一桥内轮转角超过25°时，差值不大于1°，满足需求。

6. 作者简介：

陈建强，性别：男，出生年月日：1975年03月27日，职称：高级工程师，现就职于北奔重型汽车集团有限公司研发中心底盘室，从事悬架、车轮系统设计开发工作。

第1页，共3 页