轴荷分配对汽车性能的影响解读

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。
Gb
FZ1 L
FZ 2
Ga L
风阻等于0，
低速时候加速
特殊情况，在水平地面低速 情况下加速时，风阻等于0
FZ 2
G cos
a
G cos
f
r
wk.baidu.com
G hg L
sin
m hg
du dt
Ti
FZ1
Gb
G
f
r
m hg L
du dt
Ti
FZ 2
Ga
G
f
r
m hg L
du dt
Ti
FZ1
按我国规定，座位数小于或等于9的载客汽车，不论空载、满载，其转 向轴的轴荷不得小于30%，以保证转向轮具有足够的附着重量，使汽车保持 转向的稳定性。
平地面上的静态载荷
当车辆静止在水平地面上时候，载荷公式比较简单。 倾角的正弦值等于0，而余弦值等于1，作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩均为0；风阻为0，所以 ：
G cos
b G cos
f
r
G hg L
sin
m hg
du dt
Ti
Gb
(G
f
r
m hg
du dt
Ti )
L
L
Ga
(G
f
r
m hg
du dt
Ti )
L
L
=
可见，当车辆加速时，载荷从前轴向后轴转移，与加速度（ 以重力加速度为单位）和重心高度与轴距的比值成正比。
FZ1
轴荷分配对汽车性能的影响
车辆1201 申振
12110201003
轴荷分配（Distribution of Axle Load） 是指汽车
的质量分配到前后轴上的 比例，一般以百分比表示， 它分为空载和满载两组数 据。轴荷分配在汽车定型 后就已经确定，一般可在 说明书上找到其数值。
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，前轴轴荷最好占55%以上，以保证上坡时有 足够的驱动力。后轴为双胎的4x2载货汽车，共有六个轮胎，前后轴轴荷应 分别为总质量的1/3和2/3。后置后驱（RR）的轿车，满载时后轴轴荷不应 超过59%，以免轮胎超载和上坡向后倾翻。
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。如发动机前制前驱乘用车和平头式商用 车前轴负荷较大，而长头式货车前轴负荷较小。常在坏路上行驶的越 野汽车，前轴负荷应该小些。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（如油箱，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。
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。
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。
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，其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。
G cos
b G cos
f
r
G hg L
sin
m hg
du dt
Ti
Fw
hw
FZ 2
G cos
a G cos
f
r
G hg L
sin
m hg
du dt
Ti
Fw hw
每一个车轴上的载荷包括静载荷，以及其他作用在车辆
上从前轴到后轴（或者从后轴到前轴）转移的动载荷。
轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。在汽车总布置 设计时，轴荷分配应考虑这些问题：从各轮胎磨损均匀和寿命相 近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；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载荷，而从动轴载荷可以适 当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应 过小。因此可以得出作为很重要的载荷分配参数，各使用性能对 其要求是相互矛盾的，这要求设计时应根据对整车的性能要求、 使用条件等，合理的选取轴荷分配。