客车基于独立悬架的底盘升级

闫勇

摘要：悬架是车辆的重要组成部分，具有对车轮同车架间力进行传递的作用。在本文中，将就客车基于独立悬架的底盘升级进行一定的研究。

关键词：客车；独立悬架；底盘升级

1引言

在高速公路网不断发展的过程中，对于汽车悬架也具有了更高的要求。近年来，轿车的悬架架构获得了积极的发展，相对来说，客车悬架发展速度较为缓慢。对此，就需要能够对客车的悬架作用引起充分重视，做好其独立悬架升级工作。

2结构型式与分析

根据车轮的运动形式，可以将独立悬架分为车轮在汽车横向平面、纵向平面以及斜向平面摆动的悬架。而根据导向结构差异，又可以将其分为单横臂、纵臂式以及双横臂这几种该方式。在悬架组成中，弹性元件是其中的主要部件，能够在对悬架以上车重进行支撑的基础上对传递给车架的路面冲击载荷进行缓和。目前，具有较多的悬架弹性元件，如扭杆弹簧、气体弹簧以及钢板弹簧等，对于这部分元件来说，其在实际应用当中更多通过材料的变形实现能量的储存，之后再将其以缓慢的方式进行释放，以此对冲击起到较好的缓和作用。对此，在实际对弹性元件性能进行分析时，常用单位的储能量来进行比较，储能量的大小与材料的许用应力、弹性模量和材料的密度有关。

3悬架升级方案

在该方案中，原有客车使用的为非独立悬架，钢板弹簧为其弹性元件，对于该种悬架，已经不能够对车辆的高速行驶需求进行满足。目前使用悬架为不等长双横臂悬架，后悬架方面使用的为少片簧。

3.1少片簧优势

在客车悬架当中，钢板弹簧因其成熟的技术以及简单的结构而得到了广泛的应用，其结构强度非常关键，将对车量的舒适性以及运行安全性具有重要的作用。同其余弹性元件相比，其不仅具有着弹性元件作用，且同时具有着导向元件作用，能够对不同力矩与力进行传递。在铰链同片间的摩擦，且能够部分形成衰减振动，是目前悬架当中应用较为广泛的弹性元件类型。其在具体设计当中，主要考虑的有钢板弹簧应力以及弹簧参数的选择，以及具体片数与叶片断面尺寸等。在实际应用中，其根据自身较好平顺性、较小片数以及较轻质量特征的存在，在整车平顺性、乘坐舒适性以及轻量化具有十分重要的作用，在该种情况下，对具有更高强度、更高应力承受水平的少片簧进行开发则成为了一项重点趋势。除了同传统多片簧相比具有较大幅度的应力提升以外，其也具有较高的设计应力水平，目前已经能够达到1200Mpa级。为了对平顺性进行改善、实现整车质量的减少，目前，国内外较多的在客车上使用由一片或数片纵向变截面弹簧组成的少片钢板弹簧，其通过变厚断面的应用对强度特性进行保持，同多片弹簧相比，具有30-40%的质量减少。

3.2独立悬架满足需求

对于前轮独立悬架，其在导向机构方面的需求有：第一，当悬架位置负荷发生变化时，其需要做好轮距的保证，使其不会发生显著的变化。因为如果发生显著的变化，则将因此使其受到十分严重的磨损；第二，当悬架位置负荷发生变化时，保证前轮定位角落在变化特性方面具有更为合理的特点。而当负荷发生变化时，车轮也不会形成非常大的纵向加速度，在对来自纵向冲击进行减少的基础上避免因冲击形成的惯性力矩作用到转向节上，进而使方向盘力矩因此发生变化。

3.3不等长双横臂悬架

该独立悬架两个摆臂长度可以相等，也可以不相等。当车轮出现上下跳动情况时，虽然车轮平面不会存在较大的倾斜，但其轮距却因此存在较大的变化，并因此使轮距更容易出现侧向滑移情况。在该类悬架实际选择与应用当中，如果做好两臂长度的选择，则能够有效做好轮距变化以及车轮同主销长度的控制，对于较小的轮距变化情况，则可以在轮胎较软时间通过变形方式的应用相适应。

3.4上下臂横向平面倾斜方向与倾角

在对导向机构进行设计时，除了需要做好上下臂比值以及尺寸的选择，还需要做好横臂的科学布置。在实际对位置进行设计时，其上下臂在横向平面当中可以同水平线保持平行，也可以保证其同水平线形成一定的倾角，且具体倾斜方向也具有较多的选择。

以上图为例进行分析，求其侧倾中心，当车身保持不动的情况下，地面绕车身摆动，如果能够寻找到轮胎同地面接触点c、d两点的线速度方向，即能够寻找到地面同车身相对的瞬心。此时，假设车轮为刚性，且在发生侧倾时间没有策划，则可以认为c、d两点同其接触的轮胎为同处，处于同一线速度。为了便于分析，可以将轮胎上下横臂以及车身通过1、2、3、4这几根杆件进行代表，以此形成四连杆机构。其中，4代表车身为不懂，在将代表上下横臂的2、3进行延长后，两者的延长线交点即为瞬心b，而杆1同杆4对应的瞬心a很容易寻找。对此，轮胎上c点速度方向即同c与b间的连线相垂直，当已知地面c、d两点速度方向后，即能够实现o点的确定，即处于车辆对称中心线位置。

由此可知，侧倾中心位置同上下臂处于横向平面当中的位置具有十分密切的联系，当对横臂在横向平面当中角度进行改变的情况下，即能够对不同的侧倾中心位置进行获得，且通常使用侧倾中心同地面高度h对其进行评价。该值无论是对车辆操作稳定性、使用性能还是行驶的平顺性都具有较大的影响。总体来说，当具有较高的侧倾中心时，其到车身则具有更短的重心距离，可以使侧向力造成的侧倾力矩的力臂小一些，其结果是使车身侧倾角小一些。而当侧倾中心过高时，则会使车身侧倾时轮距变化太大，轮胎磨损加剧等，对此，则需要做好侧倾中心的选择，避免在不需要变动时出现较大变动。之后，需要做好车身因素的综合考虑，最终使用上下臂在横向平面当中同水平线保持平行的方案进行布置。

4结束语

在上文中，我们对客车基于独立悬架的底盘升级方案进行了提出与分析，在未来工作中，需要在此基础上不断研究，在同市场需求相结合的基础上对该方案进行进一步的改造优化，提升升级效果。

参考文献

[1]李林森.浅谈轻卡车型匹配前独立悬架系统的研究与运用[J].汽车实用技术.2013(12)

[2]王本胜,王鹏,齐晓光.滑柱摆臂独立悬架静力学分析[J].中国新技术新产品.2010(15)

[3]赵双,刘遵勇,庞辉.独立悬架的静刚度测量分析[J].机械制造.2010(08)