负荷分配检验计算方法及结果

1.公式的建立

在已知整车负荷（悬挂质体负荷）P、整车质心（悬挂质体质心）至第一轴的距离l、各轴至第一轴的距离l_i以及各轴悬架刚度C_i的情况下，利用图3-1的力学模型，可以建立各轴轴荷（悬架负荷）P_i的计算公式。

图3-1是一个与多轴汽车对应的多簧质量系统，它系由刚度为C_i的几个弹簧并联组成，而C_i则由双边弹簧刚度C_s和双边轮胎刚度C_t串联组合而成，即

若各轴的负荷（弹簧的变形力）为P_i，而P_i=C_if_i，因C_i为已知参数，故只要求出了f_i，负荷分配问题就解决了。由式（3-7）知：f_i=，式中的f为质心处的静变形，它由式（3-6）计算。式（3-6）中的组合线刚度C由式（3-5）计算。式中的R₀是外心距，可由式（3-3）计算，这样就轻易得到了各轴负荷P_i的计算式：

值得注意的是，若视P为整车负荷，l为整车质心位置，则P_i为各轴的轴荷；若视P为悬挂质体载荷，l为悬挂质体质心位置，则P_i为各轴悬架负荷。

式（3-33）适用于n轴汽车，故自然也适用于二轴汽车。

由式（3-33）可知，各轴负荷P_i除与总负荷成正比外，还与相对刚度C_i/C和相对轴距（l-l_i）/R₀有关。

为考察负荷分配的合理性，尚需用负荷分配比λ_P和频率分配比λ_N来检验：

式中 P_max、P_min——各轴负荷的最大值和最小值。

λ_N=N_max/N_min=（f_max/f_min）2 （3-35）

式中 N_max、N_min——各轴频率的最大值和最小值；

f_max、f_min——各轴弹簧变形量的最大值和最小值。

λ_P和λ_N的数值均不能过大，过大说明负荷分配不合理。

2.计算示例

【示例1】 某2轴汽车（n=2），整车总负荷P=25988N，整车质心距l=156.6cm，各轴至第一轴的距离l₁=0，l₂=270cm，各轴悬架刚度C₁=2×269.2N/cm，C₂=2×426.5N/cm，求各轴轴荷P_i。

具体计算：(www.xing528.com)

（1）簧外瞬心法

1）用式（3-3）计算外心距R₀。

负号说明外心在右侧。

2）用式（3-5）计算质心面处的换算刚度C。

3）用式（3-33）计算各轴轴荷P_i

（2）用一般的杠杆比法

两种方法计算结果一样，说明簧外瞬心法也适合二轴汽车。

【示例2】 某3轴汽车（n=3），悬挂质体负荷P=73500N，悬挂质体质心面至第一轴的距离l=200cm，各轴至第一轴的距离l₁=0，l₂=240cm，l₃=450cm，各轴悬架刚度C₁=2550N/cm，C₂=2750N/cm，C₃=2650N/cm。求各轴悬架负荷P_i。

具体计算：

1）用式（3-3）计算外心距R₀，计算结果R₀=-1036.3cm，负值说明外心在右侧。

2）用式（3-5）计算质心面处的换算刚度C，计算结果C=7696.7N/cm。

3）用式（3-33）计算各轴的悬架负荷P_i，计算结果P₁=29051N，P₂=25248N，P₃=19201N。注意：∑P_i=73500N。

4）用式（3-34）计算λ_P，计算结果λ_P=1.513，此值显然过大。

5）用式（3-35）计算λ_N，计算结果λ_N=111.5/88.9=1.254，此值亦过大。