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)生運動干涉。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: U 463133 文獻標識碼:B 文章編號: 100623331 (2002)05226202
現(xiàn)在, 鋼板彈簧懸架在客車上的應(yīng)用仍很廣。通力矩會較大, 當轉(zhuǎn)向輪受到外界影響時會引起振動;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)計中進行運動學的設(shè)計計算是不可忽視的。由于客車的前懸一般都較長, 這項工作在客車的設(shè)計中顯得更為重要。前板簧與轉(zhuǎn)向桿系的運動學關(guān)系不當或兩個轉(zhuǎn)向輪的制動力不相等是導(dǎo)致前輪擺振和制動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跑偏的原因)。這不但會導(dǎo)致客車在不平路面上轉(zhuǎn)向盤受到?jīng)_擊, 而且會破壞客車的轉(zhuǎn)向特性(干涉轉(zhuǎn)向)。在總布置設(shè)計時, 如果忽略板簧制動力矩引起的扭曲運動, 往往會引起制動時自動轉(zhuǎn)向(擺振), 車速高時甚至會引發(fā)客車甩尾, 造成交通事故。
1 前輪擺振的主要特征
(1) 客車有時以中速(30～45 km /h) 行駛在良好的路面時, 當轉(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。
(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, 地面通過輪胎輸入到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負力矩相對增加, 因而會導(dǎo)致前輪擺振。
(3) 當前輪氣壓降低時, 擺振較激烈。這是因為輪胎氣壓降低后, 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大的轉(zhuǎn)向輪擺角。過大的回正力矩又加劇了轉(zhuǎn)向輪的擺振。
(4) 主銷后傾角過大。制動跑偏時的受力如圖1 所示: 由于主銷后傾角大, Fr1 對轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)
當左右兩轉(zhuǎn)向輪在制動、面制動力不相等, 客車會出現(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 制動跑偏時的受力情況
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)生運動干涉方面著手, 分析前鋼板彈簧和轉(zhuǎn)向縱拉桿的運動軌跡。這三種客車的轉(zhuǎn)向直拉桿(沒有中間轉(zhuǎn)向垂臂裝置) 的簡圖如圖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)向來保證車輪與車身的相對運動, 另一方面轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向輪之間的傳動機件也使車輪與車身之間有一定的相對運動關(guān)系。這兩種運動關(guān)系是靠兩套獨立的機構(gòu)來實現(xiàn)的。況且客車的前懸一般都較長, 很難使其垂臂球銷B1 點在圖3 中的O1 點附近。當前輪上下跳動時, 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動。其運動軌跡為圓孤JJ ′。另一方面A1 點是縱拉桿上的一點, 縱拉桿是繞轉(zhuǎn)向垂臂下端球銷中心B1 點擺動。其擺動軌跡為圓孤KK′。從簡圖可看出這兩種運動不協(xié)調(diào)。這種偏差在輪胎經(jīng)常跳動范圍內(nèi)應(yīng)保持在輪胎的彈性范圍內(nèi)。如果偏差過大, 則應(yīng)修改B1 點的位置(A 1 點的位置由前橋生產(chǎn)廠設(shè)計).
為了解決GZK6103ED 6、GZK6101GED 2H、GZ6110 這三種車型的前輪跑偏擺振問題, 我們在這三種車上均加裝了中間轉(zhuǎn)向垂臂裝置, 并將原來直通式轉(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)向縱拉桿的運動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、制動跑偏, 見圖4。
科技的發(fā)展, 知識與信息時代的到來, 無論哪個層次的人才, 都不能憑過去師傅帶徒弟的方式來產(chǎn)生, 而要通過系統(tǒng)的學習和訓(xùn)練來培養(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), 并且把它作為一項長期的戰(zhàn)略工程來抓, 為企業(yè)的發(fā)展提供足夠的人才資源。
4 結(jié)束語
進入新世紀, 中國已正式成為W TO 成員。面對我國進一步深化改革、擴大開放的新形勢, 面對經(jīng)濟全球化和市場一體化的大環(huán)境, 我國的大中型客車工業(yè)面臨著極好的發(fā)展機遇。國內(nèi)經(jīng)濟增長, 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, 只要進一步深化改革, 加快調(diào)整, 銳意創(chuàng)新, 并從宏觀上給予強有力的政策支持, 我國的大中型客車工業(yè)一定能迎來一個符合市場經(jīng)濟規(guī)律、與國際發(fā)展潮流融合的、快速健康發(fā)展的春天!
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