商用车辆前牵引装置试验方法研究

王勇哲　庞方超　孙世键　张冠勇

摘 要：本文对GB/T 28948-2012《商用车辆 前牵引装置》进行了解读。在试验室现有试验设备基础上，设计了一种对商用车前下部防护进行加载的试验方法并分享了相关试验案例。该试验方法对此类试验提供了参考。

关键词：商用车辆 前牵引装置 台架试验

Research on Test Method of Front Traction Device of Commercial Vehicle

Wang Yongzhe Pang Fangchao Sun Shijian Zhang Guanyong

Abstract：This article explains the GB/T 28948-2012 "Front Traction Device for Commercial Vehicles". Based on the existing test equipment in the laboratory， a test method for loading the front underside protection of commercial vehicles was designed and related test cases were shared. This test method provides a reference for this type of test.

Key words：commercial vehicle， front traction device， bench test

1 前言

當商用车辆失去动力或无法依靠自身动力驱动车辆时，需要通过其它车辆借助前牵引装置进行应急牵引。前牵引装置结构合理，强度可靠能够顺利发挥牵引作用，对节约时间成本，减少维修成本具有重要意义。作为安全装置，其必须拥有足够的强度以及能够重复使用。在工作时，绝对不能出现装置断裂或产生较大变形造成周边零部件损坏的情况。

GB/T 28948-2012《商用车辆 前牵引装置》[1]对最大设计总质量超过3.5t的客车、半挂牵引车和货车的牵引连接装置的试验方法和性能要求做出了规定。本文依据标准中试验方法的要求，设计出了一种针对不同尺寸、形状的商用车前牵引装置进行强度验证的台架试验方法。

2 法规解读

2.1 适用范围

GB/T 28948-2012《商用车辆 前牵引装置》适用于最大设计总质量超过3.5t的客车、半挂牵引车和货车，不适用于专用作业车。

2.2 试验条件

可选以下方式之一进行试验：

1）在车辆上进行，车辆应刚性地固定在试验场地上;

2）在车身或底盘上进行，车身或底盘应被固定牢固;

2.3 试验载荷

牵引装置能承受的最小载荷F为：

对于货车和半挂牵引车：F=最大允许总质量xg/2                           （1）

对于客车：F=整车整备质量xg/2（2）

公式（1）和公式（2）中：

F——牵引装置能够承受的最小静载荷，单位为牛（N）;

g——重力加速度，9.8m/s2

2.4 性能要求

试验完成后，试验样件应满足如下要求：

1）牵引装置不应有影响正常工作的变形;

2）安装在牵引装置附近的设备不应损坏或出现异常妨碍正常工作;

3 商用车前牵引装置台架试验方法介绍

在试验室现有试验设备能力基础上，选择在刚性试验台上固定前牵引装置，并对其进行强度验证。

3.1 试验台架介绍

试验台架如图1所示，主要组成部分为：

1）600x600x400mm方箱

2）商用车辆前牵引装置试验样件

3）过渡工装（连接方箱与试验样件）

4）加载连接工装

5）龙门架

6）直线作动器（载荷参数：-800kN～+800kN，位移参数：0mm～+400mm）

7）铁地板

为方便展示试验台架的设计搭建流程，利用CATIA三维设计软件进行辅助演示

1）将600x600x400mm方箱放置于部件左右连接板两侧，调整位置，防止部件与方箱发生干涉，如图2所示。

2）设计过渡工装，工装上的圆孔皆为螺纹孔，其中M20螺纹孔与方箱相连，其余尺寸螺栓孔，按照不同部件上的要求设计，并与部件相连。实际台架搭建时，按照委托方的力矩要求打紧螺栓。过渡工装设计时，要考虑龙门架高度以及液压缸行程的限制，如图3。

3）将液压缸与加载连接工装相连，调整样件的水平位置并将拖车钩与加载连接工装连接起来。

4）方箱与部件连接后，用T型螺栓将方箱固定在铁地板上。

试验台架的优势：

1）台架设计及搭建简单方便。根据不同尺寸的样件，只需重新设计过渡工装尺寸即可满足大部分前牵引装置的静加载试验。

2）固定方箱刚度高，变形小。在试验中，能够避免方箱的异常变形对部件造成额外的影响。

3.2 试验加载程序设定

试验设备为直线作动器，加载程序设定：加载程序分为加载卸载两个阶段。加载与卸载速度由委托厂家制定，试验全过程进行时间、载荷位移数据采集，采样频率为102.4Hz。根据加载力值的大小设置载荷、位移限值，并设置载荷衰减50%限值（当加载过程中，样件发生断裂等异常情况，载荷突然衰减50%以上则停机），这样当样件出现断裂、塑性变形过大等异常情况时能够及时停机，防止对样件产生二次伤害。

3.3 试验后检查

试验后，检查样件是否出现影响正常工作的变形。包括拖车钩销、拖车钩、横梁、左右肩梁。

4 试验案例

试验样件为某零部件企业委托的前牵引装置，对样件进行四项试验，即垂直加载、垂向6°加载、水平50°加载、垂向极限破坏加载。

试验台架状态如图4-7：

加载曲线如图8-11所示：

5 结论

本文在解读GB/T 28948-2012《商用车辆 前牵引装置》的基础性上，设计了一种刚性台架试验方法，对商用车前牵引装置进行强度验证。并分享了某前牵引装置四种不同工况的试验台架安装状态和试验结果，对此类试验提供了参考。

参考文献：

[1]GB/T 28948-2012.商用车辆 前牵引装置[S].2012.

[2]夏彦晓，庞建中，史全胜.某重型汽车前端牵引装置受力分析及验证[J].商用汽车，2020（05）：86-89.

[3]晏强，苗永，刘永博，董昭，刘申杰.某重型商用汽车前牵引装置优化设计[J].汽车实用技术，2016（10）：122-124.

[4]张文博.重型商用汽车前牵引装置设计[J].汽车实用技术，2012（02）：35-38.