感载阀控制的复合式空气悬架三轴汽车轴荷计算Word下载.docx

1、、 第一、二、三轴悬架静挠度（变形）、 第二、三轴到第一轴的水平距离、 第一、二、三轴悬架无载时弹簧到安装基准线的垂直距离（亦可理解为无载时各轴车轮到与基准线平行的地面接触点的垂距，即空程）、 第一、二、三轴在支承面上对簧载质量的反作用力（双边）根据平衡条件：， -（1）， -（2）根据变形一致原理，即各轴悬架变形按比例分配： -（3）由于感载阀安装在第一轴，其输出气压由第一轴悬架的静挠度（变形）控制。因感载阀的输出气压与摆杆角度呈现线性关系，故设定： -（4）式中 感载阀输出气压 第一轴悬架静挠度时感载阀的输出气压 第一轴单位静挠度所对应的感载阀输出气压在变形不大的条件下，可认为空气弹簧的承

2、压面积和有效面积变化率均不变，则： -（5）式中 空气弹簧承受的垂直负荷（双边） 空气弹簧承压面积（单边）将式（4）代入式（5），得： -（6）式中之、均为常数，且为已知。对于半椭圆板簧与气簧并联的复合式空气悬架，板簧静挠度就是悬架静挠度，即： -（7）根据挠度、负荷、刚度的关系，有： -（8） -（9） -（10）式中 第二轴悬架板簧的静挠度 第二轴悬架板簧的负荷（双边） 第二轴悬架板簧的刚度（单边）第二轴为并联式复合空气悬架，其总负荷为： -（11）将式（11）中代入式（1），得： -（12）将式（11）中代入式（2），得： -（13）将式（12）代入式（13），整理后得： -（14）从式

3、（3）：将式（8）、（9）、（10）代入，得： -（15）将式（8）之代入式（6），得： -（16）将式（16）之代入式（13），得： -（17）将式（17）之代入式（15），整理后得： -（18）联立式（14）和（18），将式（14）之代入式（18），整理后得： -（19）令 则式（19）变成： -（20）求到： -（21）其中，为气簧承压面积，、为感载阀的特性参数以及在第一轴的安装位置，均为确定值。将求到的代入式（14），求到；将、代入式（17），求到；将代入式（16），求到；再将、代入式（11），求到。静态轴荷为：式中 、 分别为一、二、三轴非簧载质量。从求到的、以及等，就可以校核悬架偏

4、频、侧倾以及板簧静应力、比应力、极限应力等。如果汽车超载使用，往往会使感载阀的摆杆超出极限摆角，使输出气压达到极限，再也不能升高，这时的轴荷分配与上述分析略有区别：式（4）变为： -（4a）式中 极限气压，一般为气源额定供气压力式（6）变为： -（6a）将式（6a）之代入式（13），得： -（17a）将式（17a）之代入式（15），整理后得： -（18a）联立式（14）和（18a），将式（14）之代入式（18a），整理后得： -（19a）则式（19a）变为： -（20a） -（21a）判断感载阀是否达到极限气压工况，可按下列步骤进行：（1） 先按式（21）求到，代入式（14）求到；（2） 从式

5、（16）求到；（3） 将代入式（5），求到这时的；（4） 对比感载阀参数，若，则已达到超行程工况，应按极限气压不再升高进行计算。按式（21a）求到，代入式（17a）求到；从式（6a）可知，代入式（11）求到；将、代入式（1），即求到。同样，这时的静态轴荷为：二、最强制动工况的轴荷转移在静态轴荷分配的基础上，汽车进行最强制动，这时各轴轴荷会发生变化，称为轴荷转移。本文规定一、二轴轴荷增大，三轴轴荷减小。由于最强制动工况作用时间很短，设定这时感载阀不充气，第二轴的气簧和板簧一起借助变形产生负荷的变化。图2示出制动工况的各轴悬架挠度（变形）和负荷增量，图中2-2为静态时的基准线位置，3-3为最强制动

6、时的基准线位置。图中各符号定义如下： 制动时总惯性力、 第一、二、三轴制动力（双边）、 第一、二、三轴悬架的附加变形、 第一、二轴在支承面上对簧载质量的反作用力增量（双边） 第三轴在支承面上对簧载质量的反作用力减量（双边） 整车重心离地高度根据平衡条件:, -（22）, -（23）, -（24）根据变形一致原理,即各轴悬架变形按比例分配: -（25）在变形不大的条件下,假设气簧承压面积不变,且不计有效面积变化率的微小变化,有: -（26）式中 、 第二轴板簧、气簧的负荷增量（双边） 、 第二轴板簧、气簧刚度（单边）由于第二轴悬架是半椭圆板簧与气簧并联,参照式（26）, 有: -（27）根据变形

7、、负荷、刚度的关系, 有: -（28） -（29）将式（25）改写成:将式（26） 、（28）、（29）代入, 整理后得: -（30）将式（23）中代入式（30）, 得: -（31）又将式（27）之代入 -（32）再将式（26）之代入式（32）, 得:即: -（33）则式（33）变成: -（33a）现在再考虑制动力大小。由于三轴汽车还没有类似“同步附着系数”的概念，我们暂且设定：在最强制动时，一、二轴轮胎压印，第三轴拖印（抱死），即： -（34） -（35） -（36）式中 、 一、二、三轴转移后轴荷 附着系数显然： -（37） -（38） -（39）将式（23）中代入式（24），得： -（4

8、0）将式（26）中代入式（27）再代入式（40），经整理后得： -（41）将式（37）、（38）、（39）代入（34）、（35）、（36）后，代入式（22），再代入式（41），经整理后，得： -（42）则式（42）变成： -（42a）联立式（33a）和（42a），将式（33a）代入式（42a），得： -（43）将求到的代入式（33）或（33a），可求到，代入式（26），求到；将和代入式（27），求到；将、代入式（23），求到。转移后的轴荷和制动力可从式（37）、（38）、（39）和式（34）、（35）、（36）求到。因为气簧的刚度在载荷或气压不同时有差别，在上述计算时最好按对应的气簧负荷取值。当然，强度校核一般选取满载工况，如有必要，还要选取超载工况。这时的静态负荷和刚度就应按所选工况来取值和计算。若所设计的汽车装有ABS，则所有车轮在最强制动时均压印，这时只要将式（36）改为： -（36a）按上述相同步骤，就可求出转移后的负荷，即： -（43a）式中 同样，将代入式（33）或（33a）求到，代入式（26）求到；将、代入式（27）求到；将、代入式（23）求到。转移后的轴荷和制动力可以从式（37）、（38）、（39）和式（34）、（35）、（36a）求到。