ＡＵＴｏＭｏ８｜ＬＥ ＡＰＰＬｌＥＤ ＴＥｃＨＮｏＬｏＧＹ ２Ｏ１８年第２期 １０．１６６３８／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１—７９８８．２０１８．０２．０３８ 浅析轻卡整车姿态角的优化方法 徐斌，张爱东，徐晴朗 （安徽江淮汽车集团股份有限公司国际公司，安徽合肥２３０６０１） 摘要：文章就轻卡整车姿态角可能出现的各种不符合项提出针对性优化方向，并结合实例，对具体优化方案在具 体参数的确认和取值方法进行了推荐，可以应用于其它同类车型的设计和参考。 关键词：整车姿态角；传动系夹角；优化 中图分类号：Ｕ４６２．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—７９８８（２０１８）０２—１１５—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ａｎｇｌｅ ｆｏｒ ａ ｌｉｇｈｔ ｔｒｕｃｋ Ｘｕ Ｂｉｎ，Ｚｈａｎｇ Ａｉｄｏｎ￣，Ｘｕ Ｑｉｎｇｌａｎｇ （Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆＡｎｈｕｉ Ｊｉａｎｇｈｕａｉ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．ＬＴＤ，Ａｎｈｕｉ Ｈｅｆｅｉ ２３０６０１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｒｅｃｔ ａｔ ｓｏｍｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ａｎｇｌｅ ｎｏｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｉｅｓ ｔａｒｇｅｔｅｄ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，Ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ａｃｃｅｓｓｏｒ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ．ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｇｅｎｅｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ ａｔｔｉｔｕｄｅ ａｎｇｌｅ；ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ＣＬＣ ＮＯ．：Ｕ４６２．３ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１６７１－７９８８（２０１８）０２—１１５—０３ 表１ 整车姿态角常用优化方案统计表ａ 引言 校糖结 常甩拢 詹簧与 攘车雇盘市 果不符 常见 素他方案 眦纛氟 前ｌ孟总 抑簧刚 詹，Ｉ剐 矫之 置向轴荷 旮项 关联性及影响 、 高碱小 厚度藏少 度藩小 麈增加 问增 摘咎方趣觉 整车姿态角是汽车设计中的重要参数，主要作用之一是 加蛰帙 化 转向传动装置与最架导向机 需精认 为了防止货位坠尾（即货物向后滑），其次也有减少气流通过 拇适劫是否坍弼 慧槊理冲块压鳐槎骰时，燕 变差 底盘时空气产生的升力的作用。但整车姿态角过大，则会导 动机油底壳与前析幕唬闻嚏 对整车接近角、商ｉ墒、部 致紧急制动时货物惯性前移趋势增加，导致货箱或者后围受 件辫地闻瞰等参敦的影响 转向、轮艚髋ｌ蛐车身翻转 到冲击损伤。整车姿态角在汽车理论中推荐的姿态角范围如 等精院下备部件是吾存在运 需确认 动干涉 下：０．５。＜满载时０ ＜１。；１。＜空载时０ ｋ＜１，５。。 偏躺（影响舒适性），前、 舒适性 静强性有 唇器伯赣此值羌幕（此傅过大 有一定 定下降髓苴 本文就轻卡整车姿态角在优化过程中针对不同情况采取 空埔 会 ｌ赶车身纵衄南振动 呋） 优化， 需确认 ，新确认 赣整 需确认 的措施进行了探讨，并结合某轻卡整车姿态角现状及优化实 牟鼙 滴蛾动扰窿值 精基 前悬 增加 甜悬减少 盎角 减步 桫 后悬增加 例，对具体优化步骤进行了举例说明 均儡小 衄原方案台 （接前轮Ｉ；簟 溅影响 如坞［方案合格， 格．优化后 ９ｌ ２６ 潮ｃ执行】 优化舌仍台格 仍台｛｛｝ 后轮防飞溅影响 需麓新棱棱确认 １正文 （接虬 ２鲫 ｃ执行） 种簧授耀盛力 盘小 需确认 坐小 增走 因副蟹接触对负载 整车姿态角的调整手段主要是调整前、后悬架参数和前、 簧援 加太．故主簧拉阻 城小 廊力增大．剐曩盘Ｅ 后轴参数来实现。这些参数的调整虽然解决了姿态角的调整 限砬办船火 ｔ｝ 宪角 单干安角增＿太， 量夹角蔫新计算 问题，但同时也会带来其它方面的影响。 成本方面 曩少 增加 较桩工作量犬。而且基槊桠整车酣中一般 变 ！难 底盘布 缭台推荐 要求较搿的通用性 不会链暑变更她， 鹿ｌ薏小， 变葫大． 作者简介：徐斌，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司国际公司。 基准不鬻蝌 较常用 蕞率不采用 １１５ 汽车实用技术 由于整车姿态角不符合项的表征不同，相对应的优化方 的直线通过后轮中心线，如图ｌ。 案也有所不同。本文对常见的不符合项进行了统计，提出相 对应的常见解决措施和相关影响。并结合轻卡的实际开发特 点，对调整方案的优先度给出了一些建议，具体如下表１到 表３整车姿态角常用优化方案统计表ｃ 推荐方案 对整车接近角、 詹悬与后桥之间增细热铁 表３所示。 表２整车姿态角常用优化方案统计表ｂ 不拉棱结果 符合磺 美联性及影响＼ ｆ 后蠹降孤慨ｊｌ届度最降尉低 躐 转向传动装置与悬 槊簪向机构运动是 龠确认 ， 否协谪 对整车接近角、离击 角、部件离堆问眯 重薪确认 粹参数蛇彩响 转向、轮腑跳动、 备部件是否存在运 车身翻转等情况下 符确认 ， 动干涉 偏额（影响舒适性）． 前、蔚番偏鞭比值关 Ｉ舒适性有 Ｉ舒适性有 空、礴 累（此值过大会 『 ／ ｌ一定降低． ／ 定提升， 需重 载整车 起车身纵向角振动 １错确认 ｌ嚣确认 新确认 鉴巷角 生太＞ 均偏大 满载动扰度值 增加 减少 前悬增加 后悬减少 前轮防飞溅影响 需重新 衙重新 （＆９ＬＩ￣．２６／ＥＦ，Ｃ执行） 校核确认 ， 确认 后轮胁飞溅影响 【接９１ｒ￣２６／ＥＥＣ执行） 如瘴方案台椿．优化靥仍合格 前簧棱限腌力 ， 变小 ， 增大 闲剐簧接触时负 后簧板眼应力 蠛变，故主簧镀限 『直力变小， 减小 ，剐簧饭 限应力变太 传动系夹角 单十央角变小，当量夹角置新计算 戚奉方画 增加 ， ／Ｉ ／ 减少 ／ 变更难 校校ｔ弗量大，而虽卷集崔繁车设计中一般 踩合推荐 度最小， 婪求较搿的通用性，不会轻异变更参敷，一 底盘布置 般不采用，只枉照露苷艨圆悬槊本身就拟熏 变动犬， 较常用 新设计耐并加以考虑 基本不采用 一，表１和表２中列举了较典型的两种整车姿态不符合情况 及其优化措施。对于其它情况的整车姿态角不符合项，其优 化措施一般不会超过上述措施范围，从上表中通过简单的分 析推论，即可判断出采用何种优化措施比较方便。在此对于 其它情况的整车姿态角不符合项进行列举，并对优化方法进 行推荐，对其常见的要素关联性及其影响进行说明，汇总如 表３所示。 以某轻车车型校核结果为例，其整车姿态角校核结果如 下：满载Ｏ．４６。略微偏小，空载１．２４。满足要求。结合上表， 符合表３中的“状态三”的情况，可采用后悬与后桥之间增 加垫铁的措施进行优化。 下面确认垫铁的设计厚度，首先需设定优化后目标。对 于轻型货车由于轴距较短，实践证明在前、后悬刚度不变的 前提下，车架上平面离地高度变化对于空、满载整车姿态角 的影响数值较为接近。可以近似认为，当空载整车姿态角增 加０．１。，满载整车姿态角也会同步增加增加０．１。左右。该 车空载时整车姿态角上限假设调整为１．４。，则满载时整车姿 态角预计为：０．４６。＋（１．４。．１．２４。）＝０．６２。。 以满载前轮与地面接触点为起点，画一条倾角为０．６２。 １１６ 常见荧 离击角、部件 后轮胁 传动 设壬｝ 联要索 离地间隙等通 溅影响 系夹角 成本 整事姿态角 过性参数的影 空载偏小，满 响 载符合要求 接近角蹙小。离 去角睡车遵过角 单个夹角 影响 变大，翦悬部分 分析 离地间隙变小． 重新校棱 增大，等 量爽角需 增加 其余部分离地圊 新计算 隙变大 推荐方案 前悬与前桥之间增加垫快 转向时矗拉 整车姿态角 转向传动装 杆、轮胎矾 满载偏大。 常见关 暨与悬槊导 动、车身翻 前轮防 设计 空载 联婪索 向机构运动 转等情况下 各音 件是 飞溅影响 成本 符台要求 是否坍调 存在遍动千 涉 髟响分斩 蓝新校核 蕈新校桉 重新校棱 增加 胜荐方案 肟悬与后桥之间增加蛰铁 ８ｋｍ 常见关 —ｅｍ 联要素 同“状态” 《１ ５。 影响分析 推荐方案 增加后爨刚度。或者使副簧接触时间提前 整率姿 对整车接近角、 态角请 常见关 禽去角、部件 偏频街、 满载动 后簧极 传动系 装偏小． 联要素 离地闯喊等参 后悬倔额 扰ｊ鹫值 限应力 ｌ兜角 空薪符 ｅ ｋ＋ｎ５ 数舶影哺 比值关系 合要求 一ｅｍ 接近角变小 ＞１ ５。 离去角，整车 影响 通过角变大， 重ｌ斯 重新 重新 分析 翦悬部分离地 校棱 增加 枝棱 校棱 间隙变小，其 余部分离地间 隙变大 ０ 推荐方案 前悬与前桥之间增加蛰铁 （０ｋ－ 常见关 Ｉ ５。 联要素 阔“状态二” 藏车姿 ｎ５ 黪曦分析 态角空 载俯太， 推荐方案 降低婿基弧高．同时增加后赫刚崖 满载符 合要求 （８ｋＢ∞ 一 常见关 离去角、郝件 对骧带接近角、 满载动 后簧极 后轮防 传动 《皇频，后悬信 前、 １．５ｏ） 联要素 离地问朦等鸯 扰度值 限鹿力 飞溅影 系舆 频比值 ＜ｎ 数舸影璃 响 角 关系 影响分析 重新校校 燕新控拔 重新校校 霉新校棱ｌ重新校棱 熏新校棱 整车姿杰 推荐方案 降低后慧弧高，同时增加后悬用ｌ度 角满载偏 常见关 小，率载 联要素 同“状卷六” 偏大 影响分析 测量原有地面线与新设地面线在后轮中心线处的高度 差，可以得出后悬垫铁厚度需求约为９．６７ｍｍ，为保证制造 方便性和通用性，圆整为１０ｍｍ。 圈１ 后悬垫铁厚度设定校核图 然后需要确认增加垫铁后对整车其它参数的主要影响， 参看表３。其中整车通过性、防飞溅、成本的影响都比较容 易确认，在此不再赘述，主要就传动系夹角的变化影响及优 化措施进行阐述。如图２，为典型两节式传动轴传动系夹角 示意图。 徐斌等：浅析轻卡整车姿态角的优化方法 整车姿态角和传动轴夹角，统计如表４和表５所示。 表５整车当量夹角优化结果 单位 空载 满载 图２两节式传动轴传动系夹角示意图 要求 结论 ａ． ： Ｉ ａ Ｉ．２９ ｌ ４．５５ ｝４．４２ １．２９ ｆ ｎ９８ ｆ ｏｌ７７ 《７ ０Ｋ ｌ ６８ ｌ４３ 《３ 由于增加后悬垫铁，后桥输入轴中心线下移会导致ａ 和ａ，同时增大。为平衡ｎ，，可采用增加后桥仰角或者垫铁 增加角度的措施，该车采用垫铁增加角度比较方便，垫铁角 度的设定视厚度而定，该车垫铁厚度较小，可以设定为１。。 增加后桥仰角斜度后会导致ａ 与ａ 差值变得明显，导致当 优化结果满足设计要求，目标达成１ ２结束语 本文对轻卡常见整车姿态角不符合项进行了列举，并提 量夹角ｏ。可能超出设计要求。为平衡ｏ ２，使其与ｎ 数值接 出相对应的优化措施和相关影响分析，最后结合某轻卡整车 近，一般采用中间吊挂点下移（下移高度推荐与垫铁厚度基 姿态角现状及优化实例，对具体优化步骤及取值进行了推荐， 本相等），同步调整角度（调整角度推荐与后悬垫铁增加角度 取得了一定成果，可以作为国内同类车型的整车姿态角优化 保持一致）的措施。 过程提供一定的参考和指导意义。 表４整车姿态角优化结果 姿态角ｌ现状（。） 优亿目标（ｏ） 优化结果（。） 要求 结论 空载ｌ ＯＩ４６ ０．６２ ｎ６６ １ ＜０ ｋ＜１．５。 ＇Ｋ 满载ｌ ｌ ２４ ｌ４ Ｌ４ｌ ０．５。＜０．＜１。 ＯＫ 参考文献 【１］王望予．汽车设计－【Ｍ］机械工业出版社ｐ２１—２４，ｐ８３—９１． 所以综上所述，该车优化措施总结为：后悬与后桥之间 ［２】陈家瑞．汽车构造．下册．［Ｍ］机械工业出版社ｐ２０６—２４１． 增加１０ｍｍ厚、角度为１。的斜垫铁，传动轴中间吊挂安装 ［３］王霄峰．汽车悬架和转向系统设计［Ｍ】清华大学出版社Ｐ１０２—１３４ 点下移１０ｍｍ，角度调整增加１。倾角。按此措施重新校核 ［４］江淮汽车技术中心．底盘总布置设计指南．ｐ２６—５０． （上接第１ １２页） 不同输出扭矩对应不同的变矩比，同时对应不同的传动比， 配有带液力变矩器的ＡＴ变速箱的军用车辆的最低稳定 车速不是恒定的，随着路面的变化而变化，具体的计算要根 据变矩器的特性曲线得到不同输出扭矩对应的转矩比才能计 算出实际的最低稳定车速。 因此配有液力变矩器的自动变速箱的传动比 随着路面的变 化而改变。 根据上述某军车自动变速箱资料，变矩比在１到１．９６之 间变化，因此，在不同路面上，汽车最低稳定车速是不一样 的。 参考文献 【１］余志生．汽车理论，［Ｍ】机械工业出版社，２０００． ３结论 ［２】赵静一．液力传动【Ｍ］．机械工业出版社．２００７． 汽车设计［Ｍ］．清华大学出版社．２００１． 配有机械变速箱的军用越野车的最低稳定车速大小和路 ［３】刘惟信．面无关，只由发动机功率，传动系统的各档速比决定。 ［４］高寒，姜晓．发动机原理．［Ｍ］北京交通大学出版社．２００７ １１７
