VN6系列独立悬架前桥的开发

【摘 要】详细介绍了该前桥的主要配置，并突出了国内领先的动力转向、制动系统、整体式轮毂轴承单元结构等关键技术以及独特的创新，从而表现出该前桥设计合理，技术含量高，性能优越，是一款综合技术领先的独立悬架前桥。

【关键词】动力转向器；独立悬架；制动器

VN6系列独立悬架前桥是衢州青年传动系统制造有限公司专门为8米、9米客车开发，为了提高客车的舒适性，平稳性而自主研发的新型独立悬架前桥。

一、VN6系列独立悬架前桥的开发背景

随着人们生活水平的提高，现代人对客车乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高，而独立悬挂前桥因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升悬架类型、左右两轮可自由运动，轮胎与地面的自由度大，车辆操控性较好等优点。

二、VN6系列独立悬架前桥的主要配制

（一）动力转向器

1、该系列前桥采用了包括采埃孚和江门在内不同公司的动力转向器ZF8098 957 112、GX90C-62等，包括了汽车机械转向器、转向控制阀、转向助力缸为一体，与转向油泵、转向油罐、转向管路配套组成汽车动力转向装置，是汽车上的重要部件之一。控制阀为先进的整体转阀式结构，机械部分为循环球齿条齿扇式，具有设计先进、结构紧凑、体积小、输出扭矩大、回正性能好、工作安全可靠、装配维修简便等优点。

2、工作原理

（1）中间位置

汽车直线行驶（转向盘不动）时，油泵供给液压油从进油口进入，经过转阀的预开隙后，由于此时转阀不动，因此转向器两个工作腔油压相同不产生助力，液压油从回油口回到油罐。

（2）转向过程

当转动转向盘时，使阀芯与转向螺杆之间预开隙发生变化，从而使得流向两个工作腔的液压油产生与转向阻力相应的油压差，该油压差作用在转向螺母（活塞）上推动转向螺母（活塞）克服转向阻力而产生位移，从而带动臂轴转动实现助力转向。

（3）回位过程

转向完成后，转向盘上的力消失，在动力转向器内部扭杆和汽车前轮自动回正力矩的作用下，转向器两个工作油腔的油压差随之消失，汽车车轮将向直线行驶位置运动，直到回到汽车直线行驶位置为止。

（4）路感效应

“路感”就是驾驶员在实现转向动作的同时，通过转向器获得对路面状况和阻力变化的直接感觉。当驾驶员施力于转向盘上时，也就同时作用于转向器上的扭杆使之产生扭转变形；而此变形量取决于车轮转向阻力；当转向阻力大时，则此变形量也增大。因此驾驶员可以根据他加在转向盘上力的大小来判断转向阻力的变化。以此获得“路感”效应。

（二）、制动系统

1、19.5″盘式制动系统

该系列前桥采用了包括克诺尔和万安的在内的盘式制动钳SN6596、VIE19.5W等。主要由两部分组成：制动钳和制动钳支架。制动钳支架通过螺栓直接连接到车桥上，而制动钳通过导向销连接到制动钳支架上。制动时制动钳（包括制动分泵，制动衬块等）可以沿导向销做轴向运动。

基本制动原理为制动分泵推动推杆促动机构，然后推动右侧的制动衬块靠近制动盘，由此产生的反作用力推动制动分泵和制动钳沿导向销向右移动，制动钳进而推动左侧的制动衬块压紧制动盘，由于制动盘随着车轮在转动，而制动衬块则相对静止，所以两者之间将产生相对运动，从而产生摩擦力，此摩擦力即为制动力。

（1）与鼓式制动器相比优点

①无衰退――与鼓式制动器相反，盘式制动器部件受热后，热膨胀与性能无关。鼓式制动器在连续下长坡制动时制动鼓过热，将导致制动效率下降，爆胎、制动距离长、制动摩擦衬片烧损、制动跑偏、制动尖叫等。而盘式制动器制动摩擦面冷却良好，几乎无制动衰减。使得车辆容易控制，增加了驾驶舒适性和安全性。

②节省重量――带盘式制动器的轴重与类似的装鼓式制动器的桥的重量相差40Kg。

③较少的空气用量――由于制动气室需要一个小得多的行程来实现制动，因而用气量很少，节约了燃料、部件磨损，在紧急情况下节约宝贵的空气。

④较低的维护成本――盘式制动器可以实现完全的自我调整。通过电子间隙调整器，无需运动车轮就可以知道摩擦片的情况。

⑤极易更换制动摩擦片，结构也较简单，维修保养容易。

（2）技术参数

技术参数

项 目 参 数 项 目 参 数

制动效能因数 0.75 间隙 0.5

效率 0.95 制动摩擦片磨损量 19

初始响应压力 0.35 bar 制动摩擦片厚度 21

制动盘厚度 45 摩擦面积 148cm2

制动盘允许磨损量 8 允许最小制动摩擦片厚度 2

（3）制动力计算

MB=C*•i•FZ•ηm•R

C*=0.77，i=15.6，ηm=0.95，R=0.149，FZ=8950

MB=0.77×15.6×8950×0.95×0.149=15217Nm

在气压为6.8bar时，盘式制动器力矩为15217Nm

2、制动盘

（1）材料采用HT250，动平衡〈600g.CM，外形尺寸φ377×134。

（2）化学成分

成份 Si Mn Cr Cu C P S

含量 1.6-2.4 0.6-0.9 0.2-0.4 0.3-0.6 3-3.4

3、气室

采用包括克诺尔和万安的20″膜片式制动气室。

（1）当汽车制动时，空气从进气口进人制动气室，在空气压力作用下使膜片产生变形，推动推杆，并带动制动调整臂，转动制动凸轮，将制动蹄摩擦片压向制动鼓而产生制动。技术特性见附图

三、关键技术及创新点

VN6系列独立悬架前桥是青年公司自主研发用于8米、9米客车用的独立悬架前桥，其关键技术及创新点主要有：

1、该桥的左、右上下摆臂与中间框架结构相连接，当车轮跳动时，带动上下摆臂摆动，由于左右是分开的独立结构，左右运动互不影响，是真正的独立悬架前桥。

2、转向节轮毂主销结构：一般国内的桥厂，装主销处上下一般采用铜衬套结构，成本虽低但转向阻力较大，且易磨损，影响使用寿命。而我公司则采用的是上滚针轴承，下衬套结构，即考虑了成本，而且又保证的性能，并且关键零部件都采用进口，进口Kaco的主销油封，FAG的圆锥滚子推力球轴承。轮毂轴承也取消了国内企业一般的用两只圆锥滚子轴承的结构，采用国外成熟而国内刚起步的整体轴承单元，经实践表明可达百万公里免维护，不仅确保产品品质和使用寿命，而且有效地降低使用成本和维护费用。

3、该桥承载力强，额定载荷为5.5吨，转向角大，最大可以达到55°。

4、该桥装配了动力转向器，具有设计先进、结构紧凑、体积小、输出扭矩大、回正性能好、工作安全可靠、装配维修简便等优点。

四、结束语

VN6系列独立悬架前桥是衢州青年传动系统制造有限公司独立开发的，拥有完全知识产权的新型客车前桥，它的成功开发标志着青年公司开发独立悬架前桥引领国内潮流，推动了我国自主研发独立悬架前桥水平的提高。

VN6系列独立悬架前桥设计匹配合理，综合技术水平国内领先，性能指标均满足国家标准，专业标准和强制性国家法规的要求，经客户验证具有性能稳定、使用寿命长，制动性能好，转向平稳等特点，很好地适应8米、9米客车使用的需要。

作者简介：姓名：季慎卿 1977.1；性别：男；学历：本科；职称：工程师；研究方向：汽车车桥；单位名称：青年汽车集团部件研究院。