程小建　符青萍

摘 要:通過(guò)對(duì)工程車空車制動(dòng)時(shí)后輪跳動(dòng)的原因分析,從理論及實(shí)踐上找出此類問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因,讓設(shè)計(jì)工程師工作中遇到類似問(wèn)題時(shí)能迅速找到根本問(wèn)題所在并解決。

關(guān)鍵詞:工程車后輪跳動(dòng)同步附著系數(shù)變形

中圖分類號(hào):U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0122-02

1 引言

工程車在空車制動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)后輪跳動(dòng),引起駕駛室震動(dòng)造成平順性很差,而載貨物后又沒(méi)有后輪輪跳動(dòng)情況,一些主機(jī)廠設(shè)計(jì)師通過(guò)很多方法如調(diào)整制動(dòng)蹄片間隙,換制動(dòng)閥等方法均不能解決問(wèn)題而束手無(wú)策,下面通過(guò)筆者工作中一個(gè)車型出現(xiàn)同樣問(wèn)題后的解決過(guò)程,理論及實(shí)踐相結(jié)合為該問(wèn)題提出解決方案。

2 3052PER14100Q33-1是福田公司長(zhǎng)沙汽車廠生產(chǎn)的工程車車型,軸距3300mm,前橋?yàn)?050橋,制動(dòng)器φ310×80,后橋1080橋,后制動(dòng)器改為φ320×95,懸架是前1061后140(表1)

3 現(xiàn)象

20km/h以上各速度緊急制動(dòng)時(shí)駕駛室跳動(dòng)。

4 初期已采取的措施及效果

①將前橋制動(dòng)間隙調(diào)大至無(wú)剎車,不能解決;

②考慮到可能是前板簧剛度大,制動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)頻率高,將前懸架板簧改復(fù)合剛度(空載時(shí)剛度減小,滿載時(shí)滿足剛度要求),沒(méi)有解決問(wèn)題;

③考慮到可能是后橋質(zhì)量問(wèn)題,換了后橋及貯能氣室后仍不能解決;

④將后橋制動(dòng)間隙調(diào)大,至無(wú)剎車,才不跳動(dòng);

另行車制動(dòng)時(shí)從側(cè)面觀測(cè),駕駛室跳動(dòng)系后輪跳動(dòng)致。

5 原因初步分析

在制動(dòng)過(guò)程中,制動(dòng)強(qiáng)度等于整車的同步附著系數(shù)時(shí),路面的附著效率最高,前后輪同時(shí)抱死,此時(shí)整車的制動(dòng)減速度最大。由于許多因素影響,如:前后軸載荷的變化、路面狀況的變化等因素影響,整車不可能達(dá)到理想狀態(tài)。該車在空載狀態(tài)下制動(dòng)時(shí),后輪有連續(xù)跳動(dòng)現(xiàn)象,初步分析有以下幾方面影響(見圖1)。

6 進(jìn)一步分析

6.1 后板簧(主片)剛度不足

板簧主片剛度不足,整車制動(dòng)時(shí),板簧易產(chǎn)生S變形,易造成整車振動(dòng),可根據(jù)實(shí)際情況,把主簧第二片前吊耳處增加一卷耳(見圖2),

這樣相應(yīng)增加了后板簧主片的剛度。但經(jīng)試驗(yàn)實(shí)際效果不明顯;所以可以考慮將板簧剛度整體進(jìn)行加強(qiáng)(在滿足前后懸架偏頻匹配設(shè)計(jì)要求情況下)。

6.2 后輪滾動(dòng)半徑大

整車制動(dòng)時(shí),后板簧的受力分析圖如下(見圖3):

M=F×R

F—制動(dòng)時(shí),地面產(chǎn)生的制動(dòng)力

R—車輪的滾動(dòng)半徑

后車輪滾動(dòng)半徑R增大,在相同制動(dòng)力的情況下,板簧受力矩增大,產(chǎn)生變形量越明顯。但因整車配置所需,7.50-16輪胎不能作調(diào)整。

6.3 前后軸制動(dòng)力矩不匹配

根據(jù)計(jì)算公式:

在空載狀態(tài)下,整車的同步附著系數(shù)如太小幾乎接近于0,前輪抱死的滯后時(shí)間較長(zhǎng),滿載狀態(tài),整車的同步附著系數(shù)增加,同步附著系數(shù)增加,前輪制動(dòng)的滯后時(shí)間縮短,現(xiàn)象有可能會(huì)解除(見圖4)。

6.4 制動(dòng)鼓失圓,制動(dòng)器強(qiáng)度不足若制動(dòng)鼓失圓,制動(dòng)器強(qiáng)度不足,在制動(dòng)時(shí),也可能出現(xiàn)整車跳動(dòng)現(xiàn)象,但經(jīng)檢查制動(dòng)鼓圓度滿足要求

6.5 改進(jìn)措施

空載狀態(tài),后輪抱死時(shí),后板簧吊耳距地面的距離較大,所以后板簧產(chǎn)生變形量較大,間隔一個(gè)滯后時(shí)間,前輪抱死,由于前軸載荷增加,后軸載荷減小,隨之后輪的路面制動(dòng)力減小,后板簧的變形量減小,在后板簧變形量減小的瞬間,后輪出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象。由于后輪非簧載質(zhì)量較大,慣性較大,在板簧與輪胎的彈力下,交變激振加劇,制動(dòng)時(shí)后輪出現(xiàn)連續(xù)的幾次跳動(dòng)。滿載狀態(tài),后板簧的變形較小(副簧起作用,剛度增加),后輪不會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)現(xiàn)象。

因此將后板簧剛度適當(dāng)進(jìn)行增加(增加鋼板彈簧板厚或片數(shù)),作為解決方案之一。

同時(shí)必須重新匹配前后軸的制動(dòng)力,制動(dòng)器或制動(dòng)氣室分別調(diào)整,根據(jù)以上計(jì)算公式進(jìn)行理論分析(見圖5)。將前橋制動(dòng)器規(guī)格調(diào)整到Φ320×95能達(dá)到該效果是最好的(圖中的同步附著系數(shù)0.437)使前輪制動(dòng)的滯后時(shí)間縮短,作為解決方案之二。

上述兩個(gè)方案實(shí)施后,空車緊急制后輪跳動(dòng)解決。

7 結(jié)語(yǔ)

造成整車抖動(dòng)的主要原因是空載狀態(tài)下后軸軸荷過(guò)小、加上制動(dòng)過(guò)程中存在動(dòng)軸荷轉(zhuǎn)移的情況將進(jìn)一步減小后軸荷,而整車只要進(jìn)行制動(dòng)則必然存在板簧的“S”變形,而“S”變形在板簧上所積聚的勢(shì)能(假設(shè)為U1)將與車輪與地面產(chǎn)生的反作用力矩能量(假設(shè)為U2)之間進(jìn)行平衡。此時(shí)如果后簧的簧載質(zhì)量(軸荷)小,對(duì)后橋的正壓力小,再加上后板簧剛度偏小則制動(dòng)過(guò)程中的“S”變形越明顯,當(dāng)U1>U2時(shí)則板簧將回彈使輪胎離開地面一次,形成一次車身振動(dòng)。車輪離開地面后板簧能量完全釋放,當(dāng)車輪著地后板簧再次能量積聚,U1、U2再進(jìn)行下一輪平衡,如此直到整車停止,這樣就導(dǎo)致了整車在制動(dòng)過(guò)程中駕駛室抖動(dòng)。

調(diào)整并增大后板簧剛度會(huì)使“S”變形減小,在U1增長(zhǎng)的過(guò)程中相對(duì)延長(zhǎng)了板簧反彈的時(shí)間t,當(dāng)該時(shí)間t大于整個(gè)制動(dòng)過(guò)程所需的時(shí)間T時(shí)就避免了抖動(dòng)的產(chǎn)生,同時(shí)合理調(diào)整整車的制動(dòng)同步附著系數(shù),使前輪制動(dòng)的滯后時(shí)間縮短可以有效解決緊急制動(dòng)時(shí)后輪跳動(dòng)引起的駕駛室跳震。

參考文獻(xiàn)

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