中国报告大厅网讯，拖车行业在2025年展现出显著的增长趋势，其市场需求持续扩大，尤其是在公路运输和旅游领域。据行业数据显示，拖车的市场占有率在欧美、澳洲等地区已达到较高水平，且在中国市场也呈现出快速增长的态势。拖车以其超强的运输能力、高灵活性和大空间利用率，成为物流和休闲出行的重要工具。然而，随着拖车行业的快速发展，其悬挂系统的设计与优化，尤其是扭力轴车桥用橡胶棒的匹配问题，成为提升拖车性能的关键。本文通过对拖车扭力轴车桥用橡胶棒的匹配分析，提出一种低成本且高效的解决方案，以缩短研发周期并提高生产效率。

  一、拖车悬挂系统的重要性及现状

  《2025-2030年中国拖车行业项目调研及市场前景预测评估报告》指出，拖车的悬挂系统是保障运输安全、提升行驶平顺性的核心部件。目前，拖车悬挂系统常用的减震装置主要有板簧式车桥和扭力轴车桥两种。其中，扭力轴车桥因其成本低、安装简便、重心低等优点，受到越来越多用户的青睐。然而，扭力轴车桥中的橡胶棒作为关键的弹性元件，其匹配问题直接影响到拖车的减震效果和整体性能。

  二、拖车扭力轴车桥的结构特征与工作原理

  扭力轴车桥是拖车悬挂系统的重要组成部分，其主要功能是为车体提供弹性支撑，吸收行驶过程中的冲击和振动，从而提高拖车的平顺性和安全性。扭力轴车桥由桥管、扭力半轴总成、橡胶棒及轮毂等部件组成，通过桥管上的连接支架与拖车底盘实现刚性连接。橡胶棒作为弹性元件，能够吸收和分散来自路面的各种冲击和振动，确保拖车在复杂路况下的稳定行驶。当拖车受到颠簸载荷或负载时，作用在垂直方向的力会通过扭力轴力臂转化为扭力半轴和桥管之间的扭矩，与橡胶棒产生的弹性力相互作用，从而实现减震效果。

  三、拖车扭力轴车桥相关部件的参数匹配分析

  (一)边界条件设定

  为了实现拖车扭力轴车桥相关部件的快速匹配，本文结合使用需求设计了相关边界条件。具体条件如下：

  轴载为2000lb的拖车，换算为约900kg，即9kN的载荷，考虑到扭力桥轴一端受力，取单边载荷为4.5kN。

  橡胶棒采用液氮冷冻成型装配，忽略其轴向长度变化。

  扭力臂转角在额定载荷下约为22.5°。

  扭力半轴采用市面主流规格方钢，尺寸参照国家标准。

  扭力臂中心距取为153mm。

  橡胶棒材料的邵氏硬度为70~78，抗拉强度为15~20MPa，压缩永久变形率常温10min，效率为40‰。

  (二)扭力半轴匹配原则

  扭力半轴是实现轴载和扭矩传递的关键部件，其需满足扭转强度要求及尺寸要求。尺寸要求指扭力半轴能在桥管中顺利转动，即对角尺寸应小于桥管内对边尺寸。

  轴载/lb200035006000

  桥管规格/mmF55×3.75×R14F66.7×4.75×R17F76.2×4.75×R18

  桥管内对边尺寸/mm47.557.266.7

  扭力半轴规格/mmφ32φ40φ45

  对于扭转强度要求，扭力半轴在工作过程中应承受切应力及扭应力。其中，切应力可简单理解为轴载直接作用在扭力半轴上，方钢横截面所承受的切应力为：

  τ1 = F/A = F/(b²) = 4500/(32×32) = 4.39MPa

  扭应力简化受力模型如图3所示。扭力半轴所受扭矩为：

  T = FLcosα = 4500×0.153cosα

  当扭力臂处于水平位置时，即α为0°时，扭矩T最大，为688.5N·m。扭力半轴所承受的扭应力为：

  τ2 = 3T/(b³) = 3×688.5/(32³) = 63.03MPa

  (三)橡胶棒参数匹配

  1. 橡胶棒直径匹配

  橡胶棒作为扭力半轴和桥管之间的弹性元件，其在特殊设计的模具中冷冻成型后，装入桥管和扭力半轴等待回温复弹以实现支撑。橡胶棒的压缩量计算公式如下：

  ΔH/H₀ = Fa/(SE)

  其中，ΔH为橡胶材料的高度变化量;H₀为橡胶材料的原始高度;Fa为橡胶材料承受的压力;S为橡胶材料受压横截面面积;E为橡胶材料的弹性模量。根据公式lgE = 0.0198Hr - 0.5432，实测橡胶棒的硬度平均值Hr = 68，计算得E = 6.36MPa。

  通过大量试验，确定橡胶棒直径与桥管和扭力臂组成的空腔面积的匹配比例为：

  K = S₁/S

  其中，K为比例系数，取0.85;S₁为橡胶材料受压横截面面积。按照边界条件，可计算得到S₁ = 286.374mm²，因此，橡胶棒直径d = 18mm。

  2. 橡胶棒长度匹配

  为了确定橡胶棒长度与负载之间的关系，本文通过设计相关试验并对试验数据进行曲线拟合的方式，确定橡胶棒长度与负载之间的关系。试验步骤如下：

  检查试验设备。

  安装试验用扭力轴总成，并牢固固定。

  测量记录试验初始信息，记录扭力臂测点与试验平台的初始高度H和桥管测量面与试验平台的高度Hg。

  进行负载试验，将试验设备开机，控制压力机压头下降至刚好接触到扭力臂，拖车行业现状分析指出，将设备数据清零;调整下降速率至10cm/min，打开收集录像，控制试验设备缓慢下压，至压力到达额定载荷，暂停设备，记录此时高度H;最后，抬升设备压头至完全脱离扭力臂，静置3min后，重新测量记录高度数据。

  四、结论

  本文通过对拖车扭力轴车桥用橡胶棒的匹配分析，提出了一种低成本且高效的解决方案。通过设定相关边界条件，完成了扭力轴车桥桥管、扭力半轴的选型及设计，确定了相关参数。在确定橡胶棒直径后，通过多次试验和数据分析，利用曲线拟合得到了橡胶棒长度与负载之间的关系表达式。该方案不仅能够有效缩短拖车扭力轴车桥用橡胶棒的二次研发周期，还具有一定的实用价值，为拖车悬挂系统的优化设计提供了重要的参考依据