Excel在车辆质心与轴荷分配计算中的应用

TECHNIC FORUM/技术论坛

2011/02

Excel在车辆质心与轴荷分配计算中的应用Application of Excel in Vehicle Calculation of Centroid and Axle-load

刘华

张亚雄北京 100070

LIU Hua et al

北京三兴汽车有限公司

摘要：利用 Excel表格的计算功能，将质心位置及轴荷分配等计算公式编入 Excel表格中，可以减少车辆设计中的手工计算，合理布置零部件安装位置，以达到车辆设计的合理性。关键词：质心轴荷分配 Excel

Abstact Appling the function of the Excel, inputting the calculational methods of centroid location and axle load into the table of Excel, that would save much time on calculation. To rationalize the distribution of accessory, make the design of the vehicle more rationalization. Key words centroid; axle load; distribute; Excel第一作者：刘华，男， 1968年生，工程师，从事专用汽车设计工作。

中图分类号：U462.2 5+

文献标识码：B

文章编号：1004-0226(2011)02-0074-03

1前言为了保证车辆改装后整车行驶的安全稳定性，必须对整车质心位置与轴荷分配进行校核计算。在车辆改装过程中，虽然某上装部件数量少、布置简单的车辆在确定底盘质心位置后，整车质心位置及轴荷分配很容易计算出来，但是当车辆需要安置大量多种类部件时，质心位置的确定及轴荷分配需要进行大量的计算。若是采用手工计算，就为车辆的轴荷分配、零部件的合理布置、车辆稳定性校核等带来了诸多不便。利用Excel的函数计算功能可以减少大量的手工计算，并且质心位置及轴荷分配可以以数据列表的形式输出。

2应用公式在车辆设计过程中，通常需要计算车辆的总质量、质心位置、轴荷分配等，以确定车辆的行驶安全性及稳定性[1]。以前桥中心垂直面、车长中心垂直面和地平面交点为坐标原点，车长为 x方向，车宽右为y正方向，车高为z方向，如图1所示。

式中， X、 Y、 Z为整车质心方向的位置； Xi、Yi、Zi为各部件质心方向的位置。

2.3整车前后桥轴荷计算公式

式中，X为整车质心距前桥距离；L为整车轴距；M前、M后分别为整车前、后桥轴荷，kg。 2.4车辆横向稳定性计算公式

2.1总质量计算公式

式中，M为整车总质量， kg; Mi为各部件质量，kg。式中，B为车辆轮距；f为地面附着系数； LY为质心偏离中心线距离。

2.2整车质心计算公式

2.5车辆纵向稳定性计算公式

式中，L后为整车质心距后桥距离。

3计算表制作如图 2所示，在主工作表的表头上依次设置“质量”/“ X”/“ Y”

/“Z”项，该 4项为数据输入；再设置另 3项数据输出，即“ M*X”/“ M*Y”/“ M*Z”。应图1车辆质心位置分布图

用Excel表格的函数计算功能，可以通过前

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TECHNIC FORUM/技术论坛表1底盘参数表

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图2质心计算表

4项计算出后 3项的输出数据，后 3项输出数据的关系分别为“质量”与“ X”/“Y”/“ Z”这 3个方向距离的乘积。另设置主工作表链接于车辆总质量、质心位置、轴荷分配的参数表(见图 2右侧),此参数表中的轴距 L及轮距 B除需要输入外，其余均为图 2左侧表的输出参数，是车辆设计中需要校核的几个基本参数。应用Excel表格的函数计算功能，该输出数据的计算公式为："总质量M"=Σ"质量""X(质心X方向位置)"=(Σ"M*X")/"总质量M""Y(质心 Y方向位置 )"=(Σ"M*Y")/"总质量 M""Z(质心 Z方向位置 )"=(Σ"M*Z")/"总质量M""后轴荷G后"=("总质量M"*"X(质心 X方向位置)")/"轴距L""前轴荷G前"="总质量M"-"后轴荷G后"

"重心距后桥中心距 L后"="轴距 L"-"X(质心X方向位置 )""横向稳定性系数φ1"=("轮距 B"/2-"Y(质心Y方向位置)")/"Z(质心Z方向位置 )""纵向稳定性系数φ2"="重心距后桥中心距L后"/"Z(质心Z方向位置)"当把各部件的质量、位置参数输入到图 2的“质量”/“ X”/“ Y”/“ Z”列表之中，并将轴距、轮距输入到右侧参数表中的“轴距 L”/“轮距 B”之后，输出结果则会立即在输出列表中显示。通过对右侧参数表中显示的结果与底盘参数进行对比，可以很容易地判断出整车轴荷分配是否满足底盘要求，以及零部件的安装位置是否合理，从而可以及时地调整零部件的安装位置。(b)右侧图 (a)左侧图

图3油库设备抢修车示意图

将油库设备抢修车前桥中心垂直面、车长中心垂直面、地平面交点定为坐标原点，车长为x方向，车宽右为 y正方向，车高为 z方向，将各零部件质量及质心坐标依序输入到图 2的计算表内的“质量”/“X”/“Y”/“Z”列表之中，如图 4所示。当输入数据填写完毕，各输出数据及图 4右侧参数表将直接得出其输出结果。将该输出参数与底盘参数(见表1)进行比较，可以得知该油库设备抢修车零部件布置是否能满足底盘技术参数要求。如果在输出参数中，含有与底盘参数发生偏离的数据出现，可结合实际情况调整与该参数计算过程中所含“M*X”或“M*Y”或“M*Z”参数的大小。由于参数“M*X”/“M*Y”/“M*Z”本是输出参数，故应根据实际情况调整零部件的质量或位置。当零部件的质量或位置的输入参数得出的输出参数

与底盘参数偏离较 …… 此处隐藏：1929字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……