整车轴荷计算方法

整车轴荷计算方法技术中心上装所万方军2012.4.7一、在计算过程中的几个原则1、向下的作用力总和等于向上的作用力的总和，即车辆所有部件的重量及其负载的总和等于等于车辆的轴荷之和。2、单点周围的重力所形成的扭矩之和等于该点周围反作用力所形成的扭矩之和，即符合杠杆原理。二、计算中所需要的几何参量如下图所示图中AT是平衡悬架中心到前轮中心的距离；C是前轮中心到负载重心的距离；U是负载的重量；UF是负载施加前轮轴荷；UR是负载施加后轮轴荷；将前轮看成是杠杆的支点，即有如下的计算公式成立：CXU=ATXUR;-（1）U=UF+UR；-（2）下面以某6X4自卸车为例简要说明一下其轴荷的计算方法：该车的主要参数如下：1、货箱尺寸：5600×2300×1500（内部尺寸）容积为:19.32m，黏土密度为1.7/T*m（装载质量为33000kg），安息角为45°,副车架带自卸系统+货箱总重为5500kg；2、整车（二类底盘）相关参数整备质量：9500kg,整备状态下：前轴荷为：4500kg,中后轴荷：5000kg；其几何尺寸如下图所示：在满载静止的工况下，根据公式（1）知：UR=CXU/AT=38.5*3993/4575=33.6UF=U-UR=38.5-33.6=4.9，所以前轴轴荷为：4.9+4.5=9.4，后周轴和为33.6+5=38.5货物在举升过程中的轴荷计算如下图所示，当货箱翻至15°时,根据安息角作图计算得出(图3)，货卸已卸货重量为：7.6T,重心（货物+货箱自重）距前轮中心尺寸为4247.5mm，根据计算公式得：UR=C*U/AT=4247.5*30.9/4575=28.7T，后轴轴荷：28.7+5=32.7T,前轴轴荷为：30.9-28.7+4.5=6.7T当货箱翻至30°时,根据安息角作图计算得出(图4)，货卸已卸货重量为：16.4T,重心（货物+货箱自重）距前轮中心尺寸为4310mm，根据计算公式得：UR=C*U/AT=4310*22.1/4575=20.8T，后轴轴荷：20.8+5=25.8T,前轴轴荷为：22.1-20.8+4.5=5.8T当货箱翻至35°时,根据安息角作图计算得出(图5)，货卸已卸货重量为：22.1T,重心（货物+货箱自重）距前轮中心尺寸为4507.5mm，根据计算公式得：UR=C*U/AT=4507.5*16.4/4575=16.2T，后轴轴荷：16.2+5=21.2T,前轴轴荷为：16.4-16.2+4.5=4.7T当货箱翻至40°时,根据安息角作图计算得出(图6)，货卸已卸货重量为：27.5T,重心（货物+货箱自重）距前轮中心尺寸为4659mm，根据计算公式得：UR=C*U/AT=4659*11/4575=11.2T，后轴轴荷：11.2+5=16.2T,前轴轴荷为：11-11.2+4.5=4.3T有上述计算可以看出，此自卸车在卸货过程中前轴的轴荷始终大于零，即从理论上讲，不会产生翘头现象。对于双前桥车辆来说有两种情况：1、若双前桥使用的是平衡悬架，则可以采用上述方法进行计算；（在此不再累述）2、若双前桥采用的是非平衡悬架，则采用上述方法无法得出正确的结果，而双前桥采用平衡悬架的形式又是最常见的布置形式。故在此列出一种双前桥车辆轴荷的计算方法。如上图所示，有F1+F2+F3=mg--①F2La+F3Lb=mgLc--②但这里有三个未知数两个方程，显然无法得到准确的解。因此，需要构造第三个方程。为了构造第三个方程，在这里引入悬架变形关系（如下图所示）：其中，K1、K2、K3为板簧的刚度；S1、S2、S3为板簧的变形量；F1、F2、F3为三个轴的轴荷；La为两前桥的轴距；Lb为前一桥到后桥的距离。下图为悬架变形简化示意图：由上图可以得到几何关系：--③其中；,S1=m1簧g/K1=F1簧/K1；S2=m2簧g/K2=F2簧/K2；S3=m3簧g/K3=F3簧/K3；F1=F1簧+F1非；F2=F2簧+F2非；F3=F3簧+F3非；所以公式③又可以写成：--④由公式：①、②、④联立求解即可得到双前桥车辆的轴荷。