某轻型专用客车底盘的适应性开发

陈志龙

金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 江苏苏州 215026

当前，国家大力推进国民旅游休闲设施建设。受国家对旅游行业的政策影响，房车近些年已经进入全盛发展的初级阶段。房车销售虽然总量尚未可观，但增速惊人。目前国产房车尤其是小型房车均是在通用轻型客车底盘的基础上改装的，底盘匹配度和改装后的整车可靠性、操控稳定性得不到有效保证。因此,针对房车特点开发一款专用的轻型客车专用底盘的需求迫在眉睫。

1 房车专用底盘特点

相比传统客车，房车由于增加了居住的功能，因此也就增加了很多生活设备，如床铺、灶具、卫浴等，车辆负荷相应增加。以某5.9 m轻型客车为例，改装前后最大总质量、整备质量及各轴负荷对比如表1所示。

表1 改装前后轴核变化对照表

从轴荷对比中可以看出，改装后车辆后轴轴荷上升较多，对底盘可靠性及舒适性有一定程度的影响。

由表2可以看出，改装后车宽、车高及重心的变化对整车的操控稳定性影响较大，对底盘匹配要求提高。

表2 改装前后外形参数变化对照表

2 底盘设计重点

2.1 提高后轴承载能力

a.轮胎负荷提升。原车采用215/75R16轮胎，单胎最大负荷1 120 kg，轮胎负荷系数已达到1.013，接近轮胎负荷极限。改装后如果继续采用同型号单胎，轮胎负荷系数为1.21，超过轮胎设计标准[1-6]；如果加大轮胎型号，将改变车辆离地高度和踏步高度，同时对底盘各项动力参数产生影响。因此，在综合考虑的基础上，采用单侧双胎方案提高后轴负荷。采用同型号双胎后，单只轮胎最大负荷1 020 kg，实际单胎负荷为2 720/4=680 kg，轮胎负荷系数0.67，轮胎安全性能大幅提升。

b.原车采用2.8T驱动后桥，虽然满足改装后后轴载荷需求，考虑到房车使用环境（野外颠簸路多和随车物品较多），选用江苏某知名桥厂生产的3.0T双胎驱动后桥，并保证与原车悬架接口的匹配。

c.后轴轴荷增加后，校核后悬架钢板弹簧是否满足使用要求。

原车后板簧采用2+1渐变刚度板簧。

钢板弹簧加载后的挠度fα计算如下[1]：

式中，P为作用于板簧上的力，kg；l为板簧长度，mm；E为板簧弹性模数，MPa；I为板簧根部惯性矩，mm4。

板簧不变的前提下，由上式对比整备质量下改装前板簧挠度fa1和 改装后整备质量下板簧挠度fa2如下式：

式中，P1为改装前原车板簧负荷，kg；P2为改装后板簧负荷，kg。

原车静挠度30 mm，原车簧下质量315 kg，改装后簧下质量385 kg,则可以计算出改装后悬架静挠度如下式：

原车动挠度为91.5 mm，总挠度为121.5 mm，同理可计算出改装后悬架总挠度如下：

改装后动挠度f〞α2=143.65-56.00=87.65 mm，此时悬架行程空间不足，后桥经常撞击限位块，限位块使用寿命和乘坐舒适性下降。同时,总挠度的增加也影响了减振器的使用寿命，因此有必要增加钢板弹簧主簧刚度。为保证刚度增加后悬架元件安装的通用性，采取在原钢板弹簧主簧基础上增加一片的措施。调整后的后钢板弹簧满载弧高1 mm，未调整之前的板簧弧高为3 mm，变动量才2 mm，基本保证了满载时的整车姿态不变。

2.2 加大后轴轮距

改装后车辆宽度和车辆高度、重心高度均发生较大变化，且更改为双胎后，为保证板托距不变和双胎中心距，车轮偏距需要加大，原车车轮内偏距54 mm，双胎最小间距251 mm，车轮腹板厚度10 mm，因此，车轮内偏距至少加大61.5 mm。根据配套体系内厂家现有偏距119产品，根据车宽2 320 mm，在保证外侧轮胎与车身间隙、内侧轮胎与板簧间隙的基础上，选择后桥轮距1 860 mm。原车轮距1 716 mm，内轮轮胎位置仅需向内侧移动7 mm。

2.2.1 侧倾稳定角校核

代入计算得θ=53.32°，不仅大于GB 7258-2017规定的35°，且大于原车侧倾稳定角48.9°，整车操纵稳定性提高。

2.2.2 制动力校核

新桥采用鼓式制动器，制动鼓直径295 mm，蹄片宽度50 mm，制动缸直径中为28.58 mm，16 MPa压力时单边制动力矩3 000 N·m，后桥制动力如下[5]：

式中，TU为制动力矩，N·m；r为滚动半径，m 。

后桥制动力和轴荷的百分比如下：

16 483/（2 466×9.8）=68.2%，大于GB 7258-2017中后轴空载50%的规定，因此制动力合格。

3 结语

本文着重介绍了某专用汽车底盘适应性设计的几个设计要点，为专用客车设计人员提供了一套较为简便设计参考方法，具有一定的的价值。