傳動軸夾角動態校核方法在某卡車中的應用

姜超，孫江平，左印波，陳正江

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傳動軸夾角動態校核方法在某卡車中的應用

姜超，孫江平，左印波，陳正江

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

將傳動軸夾角的空間向量校核與板簧運動軌跡相結合，引入輪胎中心隨板簧弧高變化的關系，形成傳動軸夾角隨板簧弧高變化的關系，體現整車運動全過程中傳動軸夾角變化趨勢。

傳動軸夾角；板簧運動軌跡；空間向量

引言

傳統傳動軸夾角校核過程中，多采用作圖法進行校核，且僅對空載、滿載、超載狀態下傳動軸夾角進行校核，以判斷是否符合設計要求。這種靜態校核無法體現后懸架運動過程中的傳動軸夾角變化趨勢，因此不能完整判斷傳動軸夾角布置合理性。

傳動軸夾角動態校核方法用空間向量校核代替作圖法，并引入后懸架運動軌跡方法，將后懸架運動軌跡與空間向量校核方法結合在一起，形成傳動軸夾角動態校核方法，最終輸出車輛行駛過程中傳動軸各夾角隨后懸架板簧弧高變化的全過程動態曲線，通過曲線可以直觀表現出傳動軸設計合理性。本文系將傳動軸夾角動態校核方法擴展至多根傳動軸，并以某輕卡產品為例進行校核。

1 傳動軸夾角校核中的空間向量理論

1.1 夾角關系

圖1

其中：

(1,1,1)—為發動機坐標；

(2,2,2)—為變速箱輸出端十字軸中心坐標；

1(3,3,3)—為一傳后端軸承心定位點；

2(4,4,4)—為二傳后端軸承心定位點；

(5,5,5)—為后橋輸入軸軸心點；

1.2 夾角的數理求解

可得出：

其中：

其中：

1—發動機傾角；

2—后橋輸入軸與車架上平面的夾角；

3—一傳與車架上平面的夾角；

O（6,6,6）—后橋輸入軸所在的平行于XZ平面的面與后輪中心連線的交點；

將上述幾何關系圖轉化出如下幾何方程：

上式中O（6,6,6）為變量，而O點坐標位于后輪中心線上，可以通過板簧運動軌跡求得，由此引入后懸架運動軌跡校核理論。

2 后懸架運動軌跡校核理論

2.1 加緊中心螺栓狀態下鋼板彈簧弧長、弦長和弧高之間的關系

圖3

圖中：e—卷耳半徑；Co—板簧弧高；L1—前段板簧弦長；L2—后段板簧弦長；

R1—前段板簧曲率；R2—后段板簧曲率；S1—前段板簧弧長；S2—后段板簧弧長；

圖中：u—U型螺栓跨距；

2.3 后板簧運動軌跡坐標系

為便于計算，后懸架運動軌跡坐標系為以后懸架前卷耳中心為坐標原點，X軸正方向、Z軸正方向與整車坐標系保持一致，得出相對坐標系下的后輪中心坐標后再轉換成整車絕對坐標系下的坐標。

其中：

M、N為后板簧固定支架中心孔之間的水平距離和垂直距離；

r為后板簧吊耳板孔中心長度；

T為后板簧厚度；

t為后橋板簧安裝面與后橋中心之間的距離；

圖5

5（5,5）為后橋中心軸線(后輪中心線)相對坐標值，轉換成絕對坐標值即前述O（6,6,6）點坐標所在軸線，隨板簧弧高0而變化，計算出其坐標值代入式(13)即得出傳動軸夾角、當量夾角隨板簧弧高變化的運動關系。

3 實例應用

3.1 某卡車相關參數見表1

表1 車型相關參數

3.2 傳動軸夾角校核原則

空載和滿載時單個傳動軸夾角均不大于5°，且全過程狀態下傳動軸當量夾角不大于3°。

3.3 現有傳動軸當量夾角計算結果

圖6 傳動軸夾角校核

從圖中可以看出傳動軸當量夾角在空載時2.51°，在板簧弧高降低到-8mm時傳動軸當量夾角達到最低0.21°，之后隨板簧弧高的減小逐漸增大，在極限狀態下達到2.88°。

表2 傳動軸夾角校核結果

3.4 結輪

4 結束語

將單根傳動軸模型延伸到多根傳動軸，可匹配所有后板簧懸架的商用車產品，適用性更廣；

該方法是對整車運動過程中傳動軸夾角變化進行全過程動態監控，操作簡便；

按照該方法優化傳動軸夾角，校核結果更加形象、直觀。

[1] 孫江平.一種傳動軸夾角動態校核方法[J].汽車實用技術,2017(13): 94-97.

[2] 左印波.淺析空間向量在傳動軸夾角計算中的應用[J].汽車實用技術,2017(4):102-105.

[3] 王杰.某輕型商用車傳動軸布置探討[J].汽車實用技術,2014(1): 75-77.

[4] 王望予.汽車設計[M].北京:機械工業出版社,2009.

The Application of dynamic check method of the drive shaft angle in a Truck

Jiang Chao, Sun Jiangping, Zuo Yinbo, Chen Zhengjiang

( Anhui Jianghuai Automobile group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

By combining the space vector of the drive shaft angle and the motion trail of the leaf spring, introducing the relationship of changes between the tire center and the camber of the leaf spring, form the relationship between the drive shaft angle and the camber of the leaf spring and show the changed trend of the drive shaft angle in the whole process.

the drive shaft angle;motion trail of the leaf spring;space vector

A

1671-7988(2018)18-98-04

U463.516+.2

A

1671-7988(2018)18-98-04

CLC NO.: U463.516+.2

姜超，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.034