汽車底盤懸架結構設計要點解析

王奎 鄧亞鵬 楊豹

摘要：底盤懸掛系統(tǒng)的定義是——聯(lián)接車架與輪胎、車橋直接的傳動力設備，其核心功能是傳動車身與車輪直接的力矩，例如驅動能、制動能與支持能。筆者通過對汽車底盤懸架構造設計要點實施解析，融合目前汽車底盤懸架構造設計發(fā)展情況，從汽車底盤懸架結構創(chuàng)設的特性、汽車底盤懸架構造、汽車底盤懸架元件層面實施深度的解讀與論述，帶動汽車底盤懸架構造設計工作有序開展。

關鍵詞：汽車底盤;懸架結構;設計要點

伴隨可控懸架科技的出現(xiàn)，可控的半主動懸架與主動懸架已經(jīng)走入汽車行業(yè)，這類可控懸架特性良好，然而制造與維修成本居高不下，技術也極為精密，導致其適用性相較于傳統(tǒng)懸架為低。但是，在2001年Smith開發(fā)出了慣性元（Inerter）機器設備，此部件的動態(tài)特征類似于電子網(wǎng)絡中的電容零件，與彈簧零件類似。這也拓寬了懸架科技的發(fā)展渠道，為改良傳統(tǒng)被動懸架特性提供了新方案。

一、汽車底盤懸架結構設計特征

1.電子化特點

伴隨科技的日新月異，作業(yè)人員對汽車底盤基礎系統(tǒng)進行研發(fā)，并研制出了電子管控裝置，并且各電子管控裝置融合汽車運轉的實例并不少見。比如，自動抱死設備，其對縱向力實施管控，讓汽車自動時能夠透過輪胎與地表的附著力的作用來縮減制動間距，幫助汽車駕駛安全度的提高、主動懸架使用垂直力的管控功能，完成對汽車的垂直行駛、車身側翻或俯仰運轉的管控，讓汽車駕駛的安全度與可靠度提升。

2.集成化特點

目前，汽車總線科技和電子設施都得到了普及推廣，并推動了汽車底盤集成化的特征出現(xiàn)，在汽車公司中引發(fā)了熱烈關注。比如，德爾福派克電氣企業(yè)研制的汽車底盤管控系UCC，其和驅動防滑設備、電子平穩(wěn)度系統(tǒng)與防抱死設備能夠對駕駛路面實施分析與解讀，高效預防駕駛時車輛失控的現(xiàn)象，并且提升駕駛的安全度。這類集成科技一般是在懸架、驅動、制動與轉彎等比較獨立的電子控制設備、管控單元與執(zhí)行單元中，使用總線傳送科技讓汽車的全部電控設備、傳感設備等完成有效對接，推動集成化管控完成。

二、汽車底盤懸架結構設計要點

在完成汽車底盤懸架結構設計階段，有關作業(yè)人員必須對有效的結構模型與標準數(shù)據(jù)實施挑選并最后敲定，對設計過程實施嚴厲的管控。這兩類設計模式還有著很強的滲透性，并和各總成部署直接有關，必須對其內容實施解讀與研討。

1.底盤懸架與預設

在完成汽車底盤懸架設置時，一般必須對下列內容進行解讀：融合底盤懸架創(chuàng)設具體需要與情況，對汽車整體狀態(tài)予以明確。在明確汽車狀態(tài)后，極難對其實施校正與調試。在車型不相同的情況時，輪胎的跳動行程也有著很大的差異。在對汽車底盤懸架實施預設置階段，要依照上調與下降10cn的原則，對輪胎行程實施明確。在以后的調試作業(yè)中，因為后軸負載改變幅度較大，所以對紅后懸架進行合理取值，讓其大于前懸架，并且還應清楚輪胎防滑鏈情況。從四驅保護視角實施解讀，懸架一般會被驅動構造所影響。假如汽車在對扭轉梁構造為前提對后懸架實施預設，會增加設計的難度。使用水平模式對縱向引導桿實施預設，能夠對車輪上調與回彈軸距實施科學預控。

2.前懸架設計

一般狀況下，汽車前懸架通常會對單獨懸架實施運用，當中懸架方式的敲定通常是設計的重點內容。

首先，轉向系統(tǒng)幾何數(shù)據(jù)。在對轉向系統(tǒng)實施創(chuàng)設階段，必須對轉向梯形數(shù)據(jù)進行敲定。保證車輪轉向中心在各圓周上實施無位移滑動。當中，在汽車設計階段，斷開式轉向階梯方式有著極強的實效性，能夠透過調節(jié)與變更，提升汽車駕駛的變通性，減小轉彎半徑。

其次，敲定主銷尺寸。此階段通常包含主銷傾斜度等內容。當中，主銷后傾角和相對輪芯偏距能夠讓汽車側動力回正力矩更為科學，讓汽車維持直線駕駛的狀態(tài)。創(chuàng)設人員能夠透過權衡樣車的模式來敲定主銷有關參數(shù)。

再次，是減振設備設計。減振設備通常是雙向與單向兩大方式。在汽車輪胎為減振態(tài)勢階段，減振設備中液體透過阻尼孔形成摩擦力，產(chǎn)生震動阻力。依照熱能學說，取代震動能源，完成震動衰減的功能。在具體創(chuàng)設階段，主銷軸承與減振設備軸承要要具備完善的重疊功能。

3.后懸架預設

在后懸架預設階段，必須對汽車端面尺寸、輪胎尺寸、上調與下調間距等數(shù)據(jù)實施敲定。掌控前懸架的特征與部件科技，為具體工作落實提供良好的參考依據(jù)。

4.懸架動力系統(tǒng)設計要點

汽車是繁雜的震動體系，為了方便研討懸架的震動特征，必須依照相異的研究內容，解析片偏重點與研究核心點，對具體車輛體系使用簡易模式，構建相異的系統(tǒng)動力學模型。常見的基礎模型包含1/4兩自由度系統(tǒng)模型等。一般地，完成懸架定義創(chuàng)設與管控方略時，使用1/4汽車模型：研討前后懸架間的數(shù)據(jù)匹配特征，車身的垂直位置與縱向位置耦合階段，使用1/2汽車模型，由于其能夠高效地呈現(xiàn)汽車垂向震動與俯仰運轉狀況;在整體上較為綜合地把控汽車運轉效應或管控綜合質量階段，要使用整車模型，其完美地呈現(xiàn)出垂向震動、俯仰運轉與側翻方面的管控功能。

（1）汽車左右輪胎被不平度垂直刺激的程度相同，汽車對其縱坐標左右對等，即汽車沒有車翻震動，沒有擺動跡象，唯有垂向震動與俯仰震動。

（2）面對乘車員與汽車運動的統(tǒng)一性，將其當做車身系統(tǒng)。并且，不用顧慮引擎與傳動系統(tǒng)對汽車的影響。把車身系統(tǒng)當成剛性的彈簧質量的傳導體被證明是正確的。懸掛質量配置數(shù)據(jù)是1（根據(jù)統(tǒng)籌，大多數(shù)汽車的懸掛質量配置數(shù)據(jù)范圍是0.8-1.2，趨近1），那么車體簡化后的前后兩部分質量是互不影響的。

（3）因為輪胎阻尼相較于汽車減振設備來講，小到能夠忽視，所以在設計階段，僅權衡輪胎的剛性功能就已足夠。

結束語

總之，汽車底盤懸架結構在設計階段，有著很強的專業(yè)性與繁雜性，其整體設計工藝必須對各專業(yè)元素實施整合與解讀。在懸架系統(tǒng)內，彈簧的剛性具備重大用途，對汽車駕乘的舒適型有著直觀的關系。融合汽車底盤懸架設計要點，通過空氣懸架彈簧彈性數(shù)據(jù)，能夠提升汽車對駕駛路況的適應情況，并高效地管控車體的本身震動，提升汽車駕駛的安全性。

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作者簡介：王奎（1990.10-），男，漢族，湖北武漢人，杭州漢騰汽車研發(fā)有限公司，大學本科，研究方向：汽車底盤懸架設計