1204_张晓晨_轴荷

轴荷分配对汽车性能的影响轴荷分配对汽车性能的影响 汽车，在当今社会已经成为了必不可少的工具。可以毫不客 气地说，它的市场遍布世界各地。由于能够大批量生产，汽车给 予了企业丰厚的利润。当然，它能够拥有如此广阔的市场，还在 于它的多样性，满足了人们的生产和生活活动需求。 汽车的多样性在于总体设计， 而轴荷分配是汽车设计中相对 比较重要的部分。 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下， 各车轴 对支承平面的垂直负荷， 也可以用占空载或者满载总质量的百分 比来表示。 轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。 从各轮胎磨损均匀和寿命相近考虑， 各个车轮的负荷应相差 不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够 大的负荷，而从动轴上的负荷可以适当减少，以利减少从动轮滚 动阻力和提高在环路面上的通过性； 为了保证汽车有良好的操纵 稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。 因此，可以得出作为很重要的轴荷分配参数，各使用性能对 其要求是相互矛盾的，这就要求设计时应根据对整车的性能要 求、使用条件，合理地选取轴荷分配。 汽车总体设计的主要任务：要对各部件进行较为仔细的布 置，应较为准确地画出各部件的形状和尺寸，确定各总成质心位 置，然后计算轴荷分配和质心位置高度，必要时还要进行调整。 此时应较准确地确定与汽车总体布置有关的各尺寸参数， 同时对 整车主要性能进行计算，并据此确定各总成的技术参数，确保各 总成之间的参数匹配合理，保证整车各性能指标达到预定要求。 汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和 使用条件等对轴荷分配有显著影响。 如发动机前置前轮驱动乘用车和平头式商用货车前轴负荷 较大，而长头式货车前轴负荷较小。常在坏路面上行驶的越野汽 车，前轴负荷应该小些。 前轮驱动与后轮驱动只与汽车整体布置有关， 多数轿车采用 前轮驱动方式，将发动机、变速器和驱动器联成一体，布置在汽 车前方，可省略传动轴，提高汽车操纵的稳定性。后轮驱动是少 数轿车布置的形式，有利于轴荷分配和操纵机构布置。前轮驱动 或后轮驱动本身不会对制动的表现有大的影响， 对汽车制动的主 要影响是汽车前后轴荷的变化。 地面对前、 后车轮上的法向反作用力数值等于车轮的垂直载 荷，制动时法向反作用力影响作用在车轮上的摩擦力大小。汽车 静止时前后轴荷是平衡的，法向反作用力是均衡分布的。 但在制动过程中，由于汽车惯性力的作用，轴间的载荷会重 新分配。在制动过程中，汽车受惯性影响向前冲，前轮负荷大幅 度增大；后轮载荷大幅度减少。 乘用车和汽车设计者考虑汽车负载状态， 是依据有关国家标 准执行的。当总体布置进行轴荷分配计算不能满足预定要求时， 可通过重新布置某些总成、部件（如邮箱、备胎、蓄电池等）的 位置来调整。必要时，改变轴距也是可行的方法之一。 轴距：是通过车辆同一侧相邻两车轮的中点，并垂直于车辆 纵向对称平面的二垂线之间的距离。简单的说，就是汽车前轴中 心到后轴中心的距离。 对于三轴以上的汽车， 轴具有从前到后的相邻两车轮之间的 轴距分别表示，总轴距为各轴距之和。轴距的长短直接影响汽车 的长度，进而影响车的内部使用空间。微型轿车轴距一般都在 2200mm 以下，它的后座的腿部空间较小，如果是成人坐在后座 上的话，通常是膝盖要顶在前面的座位后背上，腿根本伸不开， 坐在车里给人一种压抑的感觉， 就更甭提将其作为公务车和出租 车使用了。相对于微型车的轴距短小，普通型轿车和中级轿车轴 距一般较长，因此后座空间相对大了一些，成人可以比较宽松地 坐下轴距，所以这一级的轿车无论是做家庭用车、还是做出租车 和公务车，都深受人们欢迎。 汽车的轴距短，汽车长度就短，质量就小，最小转弯半径和 纵向通过半径也小，汽车的机动性就好。但如果轴距过短，则车 厢长度就会不足，后悬 (车辆最后轮轴线与汽车最后端的距离) 也会过长，就会造成行驶时纵向摆动大及制动、加速或上坡时质 量转移大，其操纵性和稳定性就会变坏。如果轴距过长，就会使 得车身长度增加，从而后部倒车盲区也会偏大，如果不增加倒车 雷达，倒车对新手而言是个严峻的考验。 汽车的装载方式和制动过程中作用在质心位置的惯性力都 会改变汽车的轴间载荷，从而改变了各轴与地面间的附着力，影 响汽车的制动效能。因此轴间载荷影响汽车的制动力的分配。 汽车静止时前后轴荷是平衡的， 法向反作用力是均衡分布的 但在制动过程中，由于汽车惯性力的作用．轴间的载荷会重新分 配。在制动过程中．汽车受惯性影响向前冲，前轮负荷变大。扭 矩分配方式与汽车的质量分配相对应， 有利于利用车辆加速时后 轴载荷大于前轴的情况下，提升车辆轮胎的抓地力，增加车辆的 稳定性。 例：汽车的驱动性能、制动性能、方向稳定性等性能，不但 与上述各系统的结构和参数有关，还取决于汽车底盘的整体设 计，例如轴距（前后轮的间距）影响汽车重量在各轴上的分配， 轮距（左右轮的间距）影响汽车的稳定性。现代汽车的设计已大 体定型：轿车是前轮转向，发动机可以前置（前轮或后轮驱动） 或后置(后轮驱动)；货车和小型客车则一般均为发动机前置，后 轮驱动，前轮转向；中大型客车大都为发动机后置或底置，后轮 驱动；越野汽车的前轮为转向驱动轮。当汽车总重量增加和轴荷 超过公路规定的限度时， 就必须增加轴数， 或采取汽车列车型式。 静态检验对行车制动的检测不能反映出行驶车辆制动时的 轴荷分配问题。 一般行驶车辆在进行制动（特别是紧急制动）时，其重心都 会发生前移，所以制动力也会发生重新分配，静态检测就不能反 映这一事实，则其前轴制动力测量值偏低，整车制动力也偏低。 相比而言，动态检验就能反映出重心前移问题，检测结果表明前 轴制动力都比静态检测要大很多，制动力确实发生了重新分配。 如苏 B35028 汽车的整备质量 G＝80040N（空载） ，静态载 荷（轴重力）为：前轴 GF＝24160N，后轴 GR＝55880N，紧急 制动时前轴制动力 FBF＝29010N，后轴制动力 FBR＝28540N， 总制动力 FB=57550N，该车在平板检验台上（附着因数Φ=0.8) 测试时：前轴制动力／前轴静态载荷为 FBF/GF＝29010/24160＝ 120%；后轴制动力／后轴静态载荷为 FBR/GR＝28540/55880＝ 51％；总制动力／整备质量为FB/G=57550/80040＝71.9%。可见 该车制动时能够充分利用前后轴动态载荷，制动性能较好，趋于 实际制动情况。 一般来说，FF 车（发动机前置前轮驱动）空车 负荷前、后轴轴荷分配为 61∶39，满载负荷前、后轴轴荷分配 为 51∶49。空载车重量是指整车整备重量（正确提法应称为“整 车整备质量） ，设计时考虑车辆的重量，是在整车整备重量加上 座位负载的总和。 轴荷分配在汽车设计的过程中一般要考虑到以下三个方面： 力使轮胎均匀磨损、满足汽车主要性能的需要，还要顾及汽车的 布置形式。 理论上理想的轴荷分配比例 50:50，这个轴荷分配比例有利 于轮胎的均匀磨损，保证汽车拥有较好的过弯特性和行驶稳定 性。前置后驱（FR）车型因发动机和驱动装置分别位于汽车前 部和后部，更容易做到 50:50 的轴荷分配。前置前驱（FF）的轿 车，前轴轴荷最好