在大客车设计中,广泛采用双纵臂式四连杆导向机构,下纵臂一般布置在两边,上面两根纵向推力杆的布置方式则可根据需要,灵活安排。一种是同下纵臂同样布置,另一种是将两根上臂合在一起,布置在中间。这两种布置方式不能承受侧向力,需要横向推力杆。还可以将上面的两根推力杆倾斜布置,构成一个三角形架,它和下面的二根纵向推力杆构成一个四连杆机构,在设计时,应尽可能把二斜杆的交点布置在垂直于后桥的横向平面内。还有比较常用的是上面两根推力杆垂直布置,本书所述的低地板城市大客车后悬架即采用这种布置方式。
低地板城市客车的后非独立悬架导向机构如图5-9所示。三根纵向推力杆平行布置且长度相同,形成平行四杆机构,在车身上下运动时,使车桥与车架之间运动截面保持平行,保证了动力传动轴夹角的稳定,而且通过调整上下推力杆的相对位置,可以调节传动轴十字节夹角在合适的角度,同时纵向推力杆还要传递纵向力。横向推力杆主要用来传递横向力,约束车桥与车架之间的横向位移,而且还影响侧向力在左、右侧悬架的分配。在车辆的侧向动力学分析中,横向推力杆轴线与车辆横向对称面的交点即为悬架的侧倾力矩中心,因此横向推力杆的布置对车辆的侧向动力学特性有很大的影响。
图5-9 非独立后空气悬架四连杆式导向机构
为对导向机构的影响有一个全面的认识,在城市客车整车虚拟样机的基础上,保持其他参数不变,将横向推力杆前后移动,观察整车系统稳态转向特性的变化。图5-10是横向推力杆前后移动时车辆的稳态转向特性,图中D 为横向推力杆轴线与后桥轴线的距离,见图5-9,D=176 mm 为原车辆系统设计尺寸。从图中稳态转向半径比的变化趋势可以看出:
(1)D=176 mm 时,为原设计位置,稳态特性基本为临界转向特性,与试验结果相同。(www.xing528.com)
(2)间距D 减小时,即横向推力杆向后桥方向移动,不足转向度随移动距离的增加而变大,移动的距离不能超过后桥轴线。
(3)间距D 增加时,即横向稳定杆远离后桥轴线,车辆系统是过多转向稳态转向特性,而且随距离的增加,过多转向度变大。当D=376 mm,侧向加速度为5.3 m/s2 时,过多稳态转向半径比达到0.87;当侧向加速度达到5.9 m/s2时,仿真过程中车辆的姿态已不正常。
图5-10 稳态转向特性变化曲线
以上的分析显示,横向推力杆的布置对车辆的操纵稳定性有重要的影响,尤其对于该车而言,由于其具有灵敏的中性转向特性,如果推力杆的位置布置不当,则有可能向过多转向特性转变,导致在高速和大侧向加速度时车辆转向行驶的不稳定。
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