上海同济同捷科技有限公司企业标准
TJI/YJY
车轮跳动与轮罩设计校核规范标准
2005-XX-XX发布 2005-XX-XX实施
上海同济同捷科技有限公司 发布
TJI/YJY
前 言
防止车轮转向及跳动时与车体发生运动干涉，特制定此校核标准。 本标准的附录A为规范性附录。
本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。
本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。 本标准主要起草人： 梅禹
密级： 编号： 车轮跳动与轮罩设计校核报告 项目名称： 项目代码： 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 上海同济同捷科技股份有限公司 200X年XX月
目 录
一、 概 述 ............................................. 错误！未定义书签。 二、 某车转向轮跳动校核 ........................ 错误！未定义书签。
2.1 前轮内外转向角 ........................................ 错误！未定义书签。 2.2 车轮跳动量 ............................................... 错误！未定义书签。 2.3 某车转向轮跳动校核 ................................. 错误！未定义书签。
三、 某车后轮跳动校核 ........................... 错误！未定义书签。
3.1 车轮跳动量 ............................................... 错误！未定义书签。 3.2 某车后轮跳动校核 .................................... 错误！未定义书签。
四、 结 论 ............................................... 错误！未定义书签。 参 考 文 献 .......................................... 错误！未定义书签。
一、 概 述
此校核的目的是确定车轮上跳至极限位置时占用的空间，进而确定车轮与轮罩之间的运动间隙是否足够，并由此决定前后轮罩设计的最小尺寸边界，指导轮罩的进一步设计。
二、 某车转向轮跳动校核
某车的驱动方式为发动机横置前轮驱动，在进行前轮跳动校核时，同时考虑转向和悬架两个方面的综合作用。 2.1 前轮内外转向角：
根据转向器的相关参数和转向断开点的优化结果，结合参考车型的测量参数，得到某车的内外轮转向角。 2.2 车轮跳动量：
由设计数模得出前减振器在满载状态与限位块的距离，另外橡胶限位块按照最大压缩2/3计算。 2.3 某车转向轮跳动校核
2.3.1、前轮极限工况分析
车轮在上跳至极限位置时且处于最大内外转角时与周边部件间隙的校核。
情况一、车轮上跳至最大行程且车轮处于右最大转角时间隙校核
情况二、车轮上跳至最大行程且车轮处于左最大转角时间隙校核
三、 某车后轮跳动校核
3.1 车轮跳动量
按橡胶限位块压缩2/3得出后轮从设计状态(满载)向上跳动量。 3.2 某车后轮跳动校核
作出后轮跳动的最大包络体，检查车轮与周边的间隙。
四、 结 论
综上，某车车轮跳动结论见下表：
校核工况车轮跳动情况列表
最小间隙δ 跳动工况 轮胎型号
前轮上跳极限位置且处于右最大转角 前轮上跳极限位置且处于左最大转角 后轮上跳最大行程
附 录 A （规范性附录） （标题）
密级： 编号： 车轮跳动与轮罩设计校核报告 项目名称： 项目代码： 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 上海同济同捷科技股份有限公司 200X年XX月
一、 概 述
在进行总布置设计时，必须对车轮的运动进行校核，防止发生运动干涉。此校核的目的是确定车轮运动至极限位置时占用的空间（对于前轮应同时考虑上跳及转向至极限位置时的情况），从而检查车轮与轮罩、纵梁之间的运动间隙是否足够，并由此决定前后轮罩设计的最小尺寸边界。
下面分别对C926轿车前、后轮跳动情况进行分析，对其空间布置情况进行校核，并为轮罩、挡泥板的设计提供依据。
C926轿车轮胎型号为205/55 R16（宽胎）。在进行轮胎跳动校核时，轮胎主要尺寸按照国家标准中的新胎充气后的尺寸，即轮胎外径为632mm，轮胎断面宽度214mm。在此基础上，再对JAC提出的选装轮胎215/55 R16进行校核。
二、 C926轿车前轮跳动动校核
C926轿车的驱动方式为发动机前横置、前轮驱动，前轮既是转向轮，又是驱动轮。因此，在进行前轮跳动校核时，必须同时考虑转向、悬架两个方面的综合作用。
2.1 前轮内外转向角及跳动量
根据转向器的相关参数和转向断开点的优化结果，转向器的行程为136±1mm，将此参数输入到包括转向器、转向拉杆及车轮的机构中，可得C926轿车的内外轮转向角分别为36.5º、29.2º。
在计算前轮上跳量时，由设计数模得出前减振器在满载状态与限位块的距离，橡胶限位块按照压缩2/3计算，根据以上数据和悬架的匹配及偏频、挠度的相关计算，结合参考车型，得出C926轿车前轮上跳最大行程为63.3mm，即前轮从设计状态（满载）向上跳动量为63.3mm。
2.2 前轮跳动包络图
图1
前悬架ADAMS模型
由于前后悬架设计完全沿用样车悬架状态，首先通过逆向得到样车前悬架关键点数模，将悬架各杆系按照其铰接点装配得到前悬架装配数模。将前悬架数模导入ADAMS软件中，在悬架各铰接点处添加合适的运动副、弹性元件等连接部件，并输入相关参数，得到如图1所示的分析模型。
根据最大的内外轮转角、前悬架动挠度等参数，可以作出前轮跳动的最大包络体，如图2所示。前悬架上横臂随着轮胎跳动至极限时的位置也同时给出，它直接影响前轮罩及挡泥板上部的设计。
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图２ 前轮及上横臂极限位置包络图
2.3 前轮包络与轮罩上部的间隙校核
根据轮胎包络图，就可以进行轮罩的相关设计。
图3是轮胎和悬架杆系在极限位置时与轮罩等的空间位置关系图。悬架上横臂上方与钣金件之间的最小距离为32mm。此时前轮距离轮罩钣金件内侧之间的最小距离为15mm。 此空间内完全可以设计出挡泥板，并与轮胎、摆臂之间留出合理间隙，而不会与轮罩等发生干涉。
最小间隙15mm
图3 前轮包络与轮罩的位置关系
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2.4 前轮包络与轮眉的间隙校核
图4是前轮包络与外表面上轮眉之间的位置关系，轮眉与轮胎之间的最小距离为35mm。在此空间内可以设计出轮罩翻边及挡泥板结构。
最小间隙35mm
图4 前轮包络体与轮眉的位置关系
2.5 前轮包络与前纵梁的间隙校核
图5是前轮极限位置与纵梁的位置关系。图中轮胎是最大使用尺寸时的数据，这时它与纵梁（钣金）之间的间隙是5.8mm。由于前轮跳动至上极限位置同时转动到最大转角的状态实际情况中发生的可能性为零，而在此状态下轮胎与纵梁之间尚有5.8mm的间隙，可以认为纵梁与轮胎之间不会发生运动干涉
最小间隙处
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图5 前轮包络体与前纵梁位置关系
三、 C926轿车后轮跳动校核
由于后轮不是转向轮，其跳动主要表现为悬架变形引起的轮胎跳动。下面校核后轮跳动情况。
3.1 C926轿车后轮跳动量
根据悬架的匹配及偏频、挠度的相关计算，C926轿车后悬架动挠度为75.7mm，即后轮从设计状态（满载）向上的最大跳动量为75.7mm。
3.2 C926轿车后轮跳动包络图
根据逆向得到的样车后悬架关键点数模，在ADAMS软件中建立后悬架运动学分析模型，在后悬架数模各铰接点处添加合适的运动副、弹性元件等连接部件，并输入相关参数，得到如图6所示的分析模型。
图6
后悬架ADAMS模型
根据后悬架动挠度等参数，通过运动学分析，可以作出后轮跳动至极限位置时的最大包络体，如图7所示。后悬架上横臂随着轮胎跳动至极限时的位置也同时给出，它直接影响后轮罩及挡泥板上部的设计。
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最小间隙处
图7 后轮极限位置包络图
3.3 C926轿车后轮跳动包络与周边间隙
图8是轮胎和后悬架杆系在极限位置时与轮罩等的空间位置关系简图。上横臂与轮罩钣金件之间的最小距离为24mm，后轮极限位置与轮罩钣金件之间的最小距离为65mm，可见在车轮处于极限位置时，不会与轮罩等发生干涉。
最小间隙24mm
最小间隙65mm
图8 后轮极限位置与轮罩之间的位置关系
图9是轮胎与外表面轮眉之间的位置关系图。轮眉与轮胎之间的最小空间距离为54mm。轮罩翻边及挡泥板的设计有足够的空间。
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最小间隙45mm
图9 后轮包络体与轮眉的位置关系
四、 选装215/55 R16型号轮胎校核
上文已经对205/55 R16轮胎进行了运动校核，防止与轮罩干涉。下面对选装型号215/55 R16的轮胎进行校核，以确定车轮运动至极限位置时占用的空间，从而检查选装型号215/55 R16的车轮与轮罩等的运动间隙是否足够。
C926轿车选装轮胎型号为215/55 R16（宽胎）。在进行轮胎跳动校核时，轮胎主要尺寸按照国家标准中的新胎充气后的尺寸，即轮胎外径为642mm，轮胎断面宽度226mm。
4.1．215轮胎前轮跳动校核
与前文相同，根据转向器的相关参数和转向断开点的优化结果，转向器的行程为136±1mm，将此参数输入到包括转向器、转向拉杆及车轮的机构中，可得C926轿车的内外轮转向角分别为36.5º、29.2º。
在计算前轮上跳量时，由设计数模得出前减振器在满载状态与限位块的距离，橡胶限位块按照压缩2/3计算，根据以上数据和悬架的匹配及偏频、挠度的相关计算，结合参考车型，得出C926轿车前轮上跳最大行程为63.3mm，即前轮从设计状态（满载）向上跳动量为63.3mm。
4.1.1前轮包络与轮罩上部的间隙校核
根据轮胎包络图，就可以进行与轮罩上部间隙的校核。
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最小间隙10mm
图10 前轮包络与轮罩的位置关系（215/55 R16）
图10是轮胎和悬架杆系在极限位置时与轮罩等的空间位置关系图。前轮距离轮罩钣金件内侧之间的最小距离为10 mm。同时根据CAE运用ADAMS软件进行模拟计算的结果，前轮达到最大转角的90%时，其与轮罩之间最小间距为21mm。又必须考虑到因给予挡泥板流出合理的间隙，所以不排除在实际行驶过程中轮胎与挡泥板发生干涉的可能性。
4.1.2前轮包络与轮眉的间隙校核
图11是前轮包络与外表面上轮眉之间的位置关系，轮眉与轮胎之间的最小距离为30.5mm。
最小间隙30.5mm
图11 前轮包络体与轮眉的位置关系（215/55 R16）
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4.1.3 前轮包络与前纵梁的间隙校核
几乎干涉
图12 前轮包络体与前纵梁位置关系（215/55 R16）
图12是前轮跳动至上极限位置同时转动到最大转角时前轮与纵梁的位置关系，如图所示这时它与纵梁（钣金）之间最小间距为0.9mm，考虑到轮胎尺寸波动和安装累计误差，两者几乎干涉。同时根据CAE运用ADAMS软件进行模拟计算的结果，前轮达到最大转角的90%时，与纵梁之间最小间距仅仅为11mm。所以不排除在某些工况和路面条件下，轮胎和前纵梁（钣金）发生干涉的可能性。
4.2．215轮胎后轮跳动校核
由于后轮不是转向轮，其跳动主要表现为悬架变形引起的轮胎跳动。下面校核后轮跳动情况。
根据悬架的匹配及偏频、挠度的相关计算，C926轿车后悬架动挠度为75.7mm，即后轮从设计状态（满载）向上的最大跳动量为75.7mm。
4.2.1后轮包络与后轮罩的间隙校核
根据轮胎包络图，就可以进行与轮罩间隙的校核。
最小间隙63mm 最小间隙26mm
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图13 后轮极限位置与轮罩之间的位置关系（215/55 R16）
图13是轮胎和后悬架杆系在极限位置时与轮罩等的空间位置关系简图。上横臂与轮罩钣金件之间的最小距离为26mm，后轮极限位置与轮罩钣金件之间的最小距离为63mm。
4.2.2后轮包络与轮眉的间隙校核
图14是轮胎与外表面轮眉之间的位置关系图。轮眉与轮胎之间的最小空间距离为50mm。
最小间隙50mm
图14 后轮包络体与轮眉的位置关系（215/55 R16）
五、 总 结
从以上校核来看，当选用205/55 R16型号的轮胎时，轮胎跳动与轮罩之间有足够间隙，轮罩及挡泥板等的设计按照预定方案设计，前轮在上跳动和转向等极限状态不会产生干涉问题，后轮在上跳至极限状态不会发生干涉问题，可以满足整车设计和使用要求。
若选用215/55 R16型号的轮胎，由于后轮罩空间较大，且轮胎非转向轮，运动情况较为简单，经校核其在运动时不会与后轮罩等发生干涉问题，可以满足整车设计和使用要求。主要问题集中在前轮。由于前轮罩、纵梁均沿用样车结构及尺寸，前轮与前轮罩之间的间隙相对减小，发生干涉概率增大；同时通过校核，前轮和前纵梁之间间隙过小，也有很大的概率发生干涉。而且以上校核时轮胎尺寸均为充气后新胎尺寸，若考虑轮胎最大使用尺寸以及实际中安装结构误差，发生干涉的可能性更大。因此选用215/55 R16型号的轮胎在实际运动过程中存在着轮胎跳动发生干涉的可能性。
参 考 文 献
1. 汽车工程手册编写组编. 汽车工程手册（设计篇）. 北京：机械工业出版社，2001
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