一种空气悬架前轴保持能力的分析方法

技术领域

本发明涉及车辆悬架技术领域，尤其涉及一种空气悬架前轴保持能力的分析方法。

背景技术

前轴应用于空气悬架的重型载货车辆，在满载或者超半载时前轴正常抬起，且能够调整车身的高度。但是，当逐渐卸下货物时，前轴会出现无法抬起的现象，因此，用户不便于挪动和搬运货物。通常的做法是根据用户的需求反馈来更改换装试验，但过程繁琐，很难一次性找到无法抬起的原因和提升前轴抬起的能力，客户满意度较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种空气悬架前轴保持能力的分析方法，该分析方法能够有效分析空气悬架的前轴无法正常抬起的原因，以及提前避免前轴无法抬起的现象发生。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种空气悬架前轴保持能力的分析方法，包括以下步骤：

S1，收集背景信息；

S2，绘制系统功能框图；

S3，搭建故障树分析FIA；

S4，根据整车参数，校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性；

S5，将整车划分为多等份分箱，按从里往外放箱的原则，绘制出分箱的放置个数与前轴荷变化的曲线图，判断前轴荷是否超出所述空气弹簧的极限载荷；

S6，基于故障树分析FIA对设计过程因素进行复查，获得所述前轴无法抬起的根本原因。

可选地，在步骤S1中，所述背景信息包括所述空气弹簧、压力阀、载荷条件、故障发生位置和故障发生频次。

可选地，在步骤S4中，基于先获得的前轴荷、前轴簧下质量及调压阀下限气压，再通过计算得出所述空气弹簧的有效直径以校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性，公式如下：

F＝P×D^2/4×π

F＝(F1-F2)/2

P为调压阀下限压力；D为空气弹簧有效直径；F为空气弹簧的作用载荷；F1为前轴轴荷；F2为前轴簧下质量。

可选地，所述载荷条件包括装车重量分布条件和卸载重量顺序。

可选地，在步骤S5中，所述整车划分为10等份或者20等份分箱。

可选地，所述整车参数包括整车总重量、前空载轴荷、后空载轴荷、前满载轴荷、后满载轴荷、簧下质量、车长和轴距。

可选地，在步骤S5中，当前轴荷大于等于所述空气弹簧的极限载荷时，所述空气弹簧则不会抬起以使得所述前轴无法抬起；当所述前轴荷小于所述空气弹簧的极限载荷时，所述空气弹簧则会抬起以使得所述前轴抬起。

可选地，步骤S3的具体步骤为首先进行思维导图，再找出所有的设计过程因素，最后绘制出故障树分析FIA图。

本发明相对于现有技术的有益效果：依次按照收集背景信息；绘制系统功能框图；搭建故障树分析FIA；根据整车参数，校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性；将整车划分为多等份分箱，按从里往外放箱的原则，绘制出分箱的放置个数与前轴荷变化的曲线图；基于故障树分析FIA对设计过程因素进行复查，获得前轴无法抬起的根本原因的顺序进行分析，能够有效分析空气悬架的前轴无法正常抬起的原因，以及提前避免前轴无法抬起的现象发生，客户满意度较高。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的系统功能框图；

图2是本发明具体实施方式提供的前轴无法抬起状态下的故障树FIA的示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的分箱安装个数与前轴荷变化的曲线图(横轴为分箱安装个数，纵轴为前轴荷值)；

图4是本发明具体实施一提供的整车参数的数据图；

图5是本发明具体实施一提供的前轴空气弹簧的计算数值图；

图6是本发明具体实施一提供的分箱安装个数与前轴荷的变化曲线(横轴为分箱安装个数，纵轴为前轴荷值)。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

下面参考图1-图6描述本发明实施例的空气悬架前轴保持能力的分析方法。

如图1所示，本实施例提供了一种空气悬架前轴保持能力的分析方法，包括以下步骤：

S1，收集背景信息；

S2，绘制系统功能框图；

S3，搭建故障树分析FIA；

S4，根据整车参数，校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性；

S5，将整车划分为多等份分箱，按从里往外放箱的原则，绘制出如图3所示的分箱放置个数与前轴荷变化的曲线图，判断前轴荷是否超出空气弹簧的极限载荷；

S6，基于故障树分析FIA对设计过程因素进行复查，获得前轴无法抬起的根本原因。

可以理解的是，通过收集现场背景信息、绘制系统功能框图、搭建故障树FIA进行真因分析、基于前轴载质量与空气弹簧极限载荷关系校核，绘制出分箱的放置个数与前轴承变化的曲线图，若前轴承载质量超出空气弹簧极限承载，空气弹簧就不会抬起，则可通过选择合适空气弹簧规格或改变轴距等措施达到无论如何装卸前轴载荷均不会超出空气弹簧极限状态。按照上述顺序一体化分析流程可快速找到前轴无法抬起的问题，甚至在前期开发阶段实现避免缺陷的目的，提高客户满意度。

可选地，在步骤S1中，背景信息包括空气弹簧、压力阀、载荷条件、故障发生位置和故障发生频次，当然，本发明的背景信息不限于上述几种。

可选地，在步骤S4中，基于先获得的前轴荷、前轴簧下质量及调压阀下限气压，再通过得出空气弹簧的有效直径以校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性，公式如下：

F＝P×D^2/4×π

F＝(F1-F2)/2

P为调压阀下限压力；D为空气弹簧有效直径；F为空气弹簧的作用载荷；F1为前轴轴荷；F2为前轴簧下质量。

可选地，载荷条件包括装车重量分布条件和卸载重量顺序。

可选地，在步骤S5中，整车划分为10等份或者20等份分箱。

可选地，整车参数包括整车总重量、前空载轴荷、后空载轴荷、前满载轴荷、后满载轴荷、簧下质量、车长和轴距。

可选地，在步骤S5中，当前轴荷大于等于空气弹簧的极限载荷时，空气弹簧则不会抬起以使得前轴无法抬起；当前轴荷小于空气弹簧的极限载荷时，空气弹簧则会抬起以使得前轴抬起。

可选地，步骤S3的具体步骤为首先进行思维导图，再找出所有的设计过程因素，最后绘制出故障树分析FIA图。

实施例一：

以全空气悬架载货车为例，在正常满载状况下未出现故障，但在中途不断卸载过程中出现前轴无法抬起的现象。以本发明的空气悬架前轴保持能力的分析方法进行分析，从而找出前轴无法抬起的根本原因。

第一步，收集全空气悬架载货车的背景信息，包括空气弹簧、压力阀、载荷条件、故障发生位置和故障发生频次；

第二步，如图1所示，根据车型绘制系统功能逻辑框图；

第三步，如图2所示，根据问题现象搭建故障树分析FIA；

第四步，如图4至图5所示，向策划部门搜集相关整车参数，包含整车总重、前后空满载轴荷、簧下质量、车长、轴距等信息，根据上述提供的信息，校核空气弹簧规格的合理性以及前轴荷变化的合理性，按照F＝P×D^2/4×π的公式计算出空气弹簧的有效直径为230mm，原车借用现有的240mm外径的空气弹簧符合设计要求；

第五步，如图6所示，将整车划分为10等份分箱，按从里往外放箱的原则，计算出分箱的放置个数与前轴荷变化的曲线图，同时计算出空气弹簧的极限状态下的前轴的承载质量，如图6所示，当分箱个数增加到4-8个的情况下，前轴承载质量超过空气弹簧的极限状态，空气弹簧无法抬起。

第六步，基于FIA对设计过程因素进行复查，获得前轴无法抬起的根本原因，采取的临时措施是更改从前往后装载或从后往前卸载的顺序，例如侧面装卸载，先装卸前后分箱，后卸装中间分箱。

基于上述空气弹簧无法抬起的问题，提前避免前轴无法抬起的现象发生，应当在设计之初采用本发明的空气悬架前轴保持能力的分析方法，得出分箱个数与前轴承载质量之间的曲线关系，通过选择合适空气弹簧规格或更好轴距等措施达到不管如何装卸前轴荷均不会超过空气弹簧极限状态的目标。

如图1所示为车型系统功能逻辑框图，其车型系统的工作原理：空压机把空气存到储气筒中，高度传感器负责检测车辆高度(车架和车桥间的距离)的变化，并把这一信息传递给ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，除高度信息外，ECU还接收其它的输入信息，如车速信息、制动信息、车门信息和供气压力信息等，然后ECU综合所有的输入信息，判断当前车辆状态按照其内部的控制逻辑，激发电磁阀工作，电磁阀实现对各个空气弹簧的充放气调节。

补充说明一下，分箱的放置个数与前轴荷质量的计算方法，也可以基于同原理利用编程算法计算。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”、“安装”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本发明中的具体含义。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。