淺析輕卡整車姿態角的優化方法

徐斌，張愛東，徐晴朗

（安徽江淮汽車集團股份有限公司國際公司，安徽 合肥 230601）

引言

整車姿態角是汽車設計中的重要參數，主要作用之一是為了防止貨位墜尾（即貨物向后滑），其次也有減少氣流通過底盤時空氣產生的升力的作用。但整車姿態角過大，則會導致緊急制動時貨物慣性前移趨勢增加，導致貨箱或者后圍受到沖擊損傷。整車姿態角在汽車理論中推薦的姿態角范圍如下：0.5°＜滿載時θm＜ 1°；1°＜空載時θk＜ 1.5°。

本文就輕卡整車姿態角在優化過程中針對不同情況采取的措施進行了探討，并結合某輕卡整車姿態角現狀及優化實例，對具體優化步驟進行了舉例說明

1 正文

整車姿態角的調整手段主要是調整前、后懸架參數和前、后軸參數來實現。這些參數的調整雖然解決了姿態角的調整問題，但同時也會帶來其它方面的影響。

表1 整車姿態角常用優化方案統計表a

由于整車姿態角不符合項的表征不同，相對應的優化方案也有所不同。本文對常見的不符合項進行了統計，提出相對應的常見解決措施和相關影響。并結合輕卡的實際開發特點，對調整方案的優先度給出了一些建議，具體如下表1到表3所示。

表2 整車姿態角常用優化方案統計表b

表1和表2中列舉了較典型的兩種整車姿態不符合情況及其優化措施。對于其它情況的整車姿態角不符合項，其優化措施一般不會超過上述措施范圍，從上表中通過簡單的分析推論，即可判斷出采用何種優化措施比較方便。在此對于其它情況的整車姿態角不符合項進行列舉，并對優化方法進行推薦，對其常見的要素關聯性及其影響進行說明，匯總如表3所示。

以某輕車車型校核結果為例，其整車姿態角校核結果如下：滿載0.46°略微偏小，空載1.24°滿足要求。結合上表，符合表3中的“狀態三”的情況，可采用后懸與后橋之間增加墊鐵的措施進行優化。

下面確認墊鐵的設計厚度，首先需設定優化后目標。對于輕型貨車由于軸距較短，實踐證明在前、后懸剛度不變的前提下，車架上平面離地高度變化對于空、滿載整車姿態角的影響數值較為接近。可以近似認為，當空載整車姿態角增加0.1°，滿載整車姿態角也會同步增加增加0.1°左右。該車空載時整車姿態角上限假設調整為1.4°，則滿載時整車姿態角預計為：0.46°+（1.4°-1.24°）=0.62°。

以滿載前輪與地面接觸點為起點，畫一條傾角為0.62°的直線通過后輪中心線，如圖1。

表3 整車姿態角常用優化方案統計表c

測量原有地面線與新設地面線在后輪中心線處的高度差，可以得出后懸墊鐵厚度需求約為 9.67mm，為保證制造方便性和通用性，圓整為10mm。

圖1 后懸墊鐵厚度設定校核圖

然后需要確認增加墊鐵后對整車其它參數的主要影響，參看表 3。其中整車通過性、防飛濺、成本的影響都比較容易確認，在此不再贅述，主要就傳動系夾角的變化影響及優化措施進行闡述。如圖 2，為典型兩節式傳動軸傳動系夾角示意圖。

圖2 兩節式傳動軸傳動系夾角示意圖

由于增加后懸墊鐵，后橋輸入軸中心線下移會導致α2和α3同時增大。為平衡α3，可采用增加后橋仰角或者墊鐵增加角度的措施，該車采用墊鐵增加角度比較方便，墊鐵角度的設定視厚度而定，該車墊鐵厚度較小，可以設定為1°。增加后橋仰角斜度后會導致α3與α2差值變得明顯，導致當量夾角αe可能超出設計要求。為平衡α2，使其與α3數值接近，一般采用中間吊掛點下移（下移高度推薦與墊鐵厚度基本相等），同步調整角度（調整角度推薦與后懸墊鐵增加角度保持一致）的措施。

表4 整車姿態角優化結果

所以綜上所述，該車優化措施總結為：后懸與后橋之間增加10mm厚、角度為1°的斜墊鐵，傳動軸中間吊掛安裝點下移10mm，角度調整增加1°傾角。按此措施重新校核整車姿態角和傳動軸夾角，統計如表4和表5所示。

表5 整車當量夾角優化結果

優化結果滿足設計要求，目標達成！

2 結束語

本文對輕卡常見整車姿態角不符合項進行了列舉，并提出相對應的優化措施和相關影響分析，最后結合某輕卡整車姿態角現狀及優化實例，對具體優化步驟及取值進行了推薦，取得了一定成果，可以作為國內同類車型的整車姿態角優化過程提供一定的參考和指導意義。

參考文獻

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