分步法轴荷计算在客车开发中的应用

2020-10-21田新利甘冠文孙星露

汽车实用技术 2020年12期

田新利甘冠文孙星露

摘要：主要介绍了客车轴荷计算的理论方法，重点阐述了在轴距变化产品开发中分步法轴荷计算的理论推导，此方法可快速、有效的计算整车轴荷，对合理匹配整车性能参数以及车桥、悬架和轮胎选型具有重要意义。

关键词：分步法;轴距变化;产品开发;刚体

Abstract： The theoretical method for calculation on Axle load of bus is mainly explained. The theoretical derivation of step-by-step Method for axle load calculation concerning the development of wheelbase variation is emphatically introduced. This method can calculate the axle load of the whole vehicle quickly and effectively， which is of great significance to the reasonable matching of the performance parameter of the whole vehicle and the selection of the axle， suspension and tire.

Keywords： Step-by-step method; Wheelbase variation; Product development; Rigid body

前言

整車轴荷的合理分配，对于车辆操稳性能、制动性能以及车桥、轮胎选型等都是关键因素[1]。因此，在客车开发的初始阶段，精确计算整车轴荷至关重要，将直接影响到新开发车型的各项性能指标。

而近些年随着客户需求的不断升级和国家政策的不断变化，对客车的各项要求在不断提高;导致整车厂为满足市场需求，开发新车型的步伐日趋加快。因此，针对不同类型的新车开发，选择合适的轴荷计算方法对准确、快速计算整车轴荷至关重要，也对整车轴荷评价及关键零部件选型具有重要影响。

1 客车轴荷的理论计算

1.1 轴荷计算基本方法

传统客车由车身、底盘和低压电器三大部分组成，每个部分又包括多个系统总成，以底盘部分为例，它又包括动力系统、附件系统、行驶系统、操控转向系统、制动系统、车架系统等;新能源客车除电池、电机、电控等新能源部分外，还包括车身、底盘（新能源系统代替传统动力系统和附件系统）和低压电器部分组成。假设车辆各个总成参数见表1，根据杠杆平衡原理，按下列公式计算汽车各轴的轴荷和质心位置[2-3]：

G为车辆总重量（kg）;G1为前轴荷（kg）;

L为轴距（mm）;G2为后轴荷（kg）;

a为质心到前轴距离（mm）;

b为质心到后轴距离（mm）。

1.2 分步法轴荷计算

假设基础车型为刚体[4]，简化汽车的支撑模型见图1。将基础车轴距由L1调整为L2，对应后桥调整，计算轴距变化后新车型的前后轴荷。

第一步：支撑点变化轴荷计算

假设基础轴距变化仅调整后轴支撑点，后桥和悬架等其它所有总成保持不变;即总重量和质心位置不变，简化模型见图2。

应用公式（2），即可计算基础车轴距变化为L2的前后轴荷。

第二步：后轴变化轴荷计算

后轴和悬架的总重量为MR，质心距离前轴的位置由L1调整为L2，应用公式（1），即可计算变化轴距后的前轴荷Gc1和后轴荷Gc2。

后轴变化的同时，车架系统、骨架系统等质心位置相对基础车都有变化，但由于变化量较小，对轴荷分布的影响可以忽略不计。