汽車底盤結構及其發展研究

趙肖斌

摘? ?要：在汽車基本結構中，底盤需要發揮重要作用。基于此，本文對汽車底盤結構展開了分析，對傳動系、行駛系、制動系和轉向系的結構組成情況進行了研究，然后對汽車底盤結構的輕量化、穩固化和動力化發展趨勢進行了探討，為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：汽車? 底盤結構? 輕量化? 動力化

中圖分類號：U463.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）12（a）-0071-02

近年來，汽車底盤結構取得了不斷發展，以滿足汽車的安全、穩定運行要求。作為裝載汽車各種系統和零件的部位，汽車底盤結構復雜，將對汽車整體性能產生影響。因此，還應加強汽車底盤結構研究，以便在進一步掌握汽車構造的同時，了解汽車技術的未來發展方向。

1? 汽車底盤結構分析

汽車底盤是汽車基體，需要為其他部件提供支撐力，從結構上來看可以劃分為四個部分，即傳動系、轉向系、行駛系和制動系，不同部分擁有不同結構和功能，需要實現結構合理化設計，以便使汽車行駛的穩定性、安全性和動力性得到保證。

1.1 傳動系

按照動力傳輸方式，傳動系可以劃分為液壓傳動、液力傳動、機械傳動和電傳動等類型。從結構上來看，包含離合器、差速器、萬向傳動裝置、變速器等構件。離合器分為液力式、摩擦式等多種，廣泛應用的為片式摩擦離合器，擁有較大摩擦系數，在外界操縱力作用下可以實現發動機輸出動力和車輪動力轉換。摩擦片數需要結合實際情況確定，通常為一片。按照換擋方式，變速器可以劃分為機械式、動力式等多種，前者由人力通過操縱機構撥動齒輪或結合套實現換擋操作，后者采用換擋離合器，通過將不同檔位齒輪與軸連接實現換擋操作[1]。針對相交軸，需要利用萬向傳動裝置實現動力傳遞。而減速器等構件采用齒輪傳動，結合整車構造和發動機位置進行安裝固定，可以使行駛中的車輛減速運行。傳動系可以與汽車發動機聯合，負責將到發動機動力傳輸給驅動車輪，確保汽車在不同工況下均能正常行駛。

1.2 轉向系

轉向系由轉向軸、轉向盤等構件組成，能夠對汽車行駛方向進行轉變。轉向器將在車架上固定，實現轉向操縱力傳輸時會改變傳動力方向。在工作過程中，轉動盤發生轉動后，會向轉向器施加力，促使內部齒條軸重復循環運動，促使轉向操縱力得到放大，因此能夠實現汽車行駛方向調整。按照國家規定，轉向盤多位于左側，因為能夠使兩車交會時保持視線開闊。在轉向系設計中，需要加強角傳動比控制，即轉向盤轉角增量與同側轉向節增量比。在汽車設計提出不同的轉向靈敏度要求時，需要采取不同的轉向角傳動比。如果靈敏度較高，還要利用助力轉向裝置和變速轉向器保證轉向輕便和靈敏。

1.3 行駛系

行駛系可以對發動機動力進行接收，實現汽車驅動輪的驅動。與轉向系聯合，能夠使汽車行駛期間得到穩定操縱。從構件組成上來看，包含車架、車轎車輪和懸架等，能夠對汽車總重量進行承載，同時對車輪提供的地面反力進行承載，使汽車行駛振動、路面沖擊力等得到削弱。在車架上，汽車的多數零件和系統都將得到固定，因此要求車架達到一定剛度和強度要求，可以劃分整體式和鉸鏈式兩類，前者車架為一整塊，后者包含前后車架，采用鉸鏈連接。車轎車輪與車輪操控密切相關，需要對制動力、垂直反力等力引起的力矩進行承受，包含轉向橋、驅動橋等多種。懸架與車架車橋直接連接，能夠利用減振器等部件提高車輛的穩定性。

1.4 制動系

制動系由駐車制動系和行車制動系這兩套制動系統構成，彼此之間相互獨立且相互關聯，擁有各自獨立的制動傳動機構和制動器，國內汽車多配備配套制動防抱死系統。在制動系的作用下，行駛狀態中的汽車能夠可靠停駐和安全減速。在行車制動系統中，通常車輪制動器的旋轉元件處于齒輪或半軸上。在駐車制動系統中，中央制動器通常在傳動系的傳動軸上進行旋轉元件安裝。

2? 汽車底盤結構的發展探討

2.1 輕量化發展

減輕底盤結構重量，不僅能夠實現油耗節約，還能滿足汽車安全運行需求，同時減少汽車尾氣的排放，使汽車設計向著節能環保方向發展。現階段，寶馬、奔馳等汽車品牌都開始運用鋁合金材料進行底盤車架生產，該種材料不僅具有較強的耐腐蝕性，同時密度較小、便于成型，能夠實現底盤結構的輕量化。與此同時，鎂合金等輕質化材料也經過了實驗室研究，逐步進入到量化生產階段，能夠在汽車底盤架構生產中得到運用。在輕量化技術運用上，則提出了W形沖壓梁，通過高強沖壓加工成型，能夠在提升底盤結構強度的同時，實現結構輕量化設計[2]。采用W梁，也能減少應力集中、橫截面跨度大等問題的產生，促使底盤梁結構的剛度得到提升，因此在底盤結構設計與制造中逐步得到了應用。從結構發展方向上來看，未來汽車底盤結構將取得輕量化發展。

2.2 穩固化發展

懸架結構設計，就是為了提高汽車底盤穩定性。汽車底盤結構是否穩固，直接關系到汽車行駛是否具有安全性。因此在底盤結構發展中，將向著穩固化的方向發展。在行駛速度較高的汽車中，通常需要完成由彈性元件、減振器、導向裝置構成的懸架設計，借助鋼板彈簧對地面顛簸帶來的振動進行緩沖，利用減振器使通過彈性元件傳遞的振動能量得到衰減。在現代汽車中，多采用液壓式減振器，可以憑借工作油在狹小縫隙中流動產生的熱量對振動動能進行消耗。此外在底盤結構研制上，目前重點進行熱成型高強度鋼材的研發，運用在底盤防撞結構上能夠使車輛整體剛度和強度得到提高，保證結構的穩固性。在底盤構件設計上，也可開始采用圓形孔的手段，以便使構件應力能夠得到均勻分布，保證構件安全。

2.3 動力化發展

為滿足社會發展節能環保要求，新能源汽車得到了研發。不同于傳統汽車，新能源汽車側重采用鋁制滑板式底盤，盡管核心部件組成無明顯差別，但是由于需要采用電子控制方式進行轉向、制動等系統的調控，使得底盤結構形式發生了一定變化。在底盤結構設計上，離合器、變速器等部件被取消，轉向系統等利用電氣連接，使得底盤空間有所增大。在前后軸位置，需要完成動力電機的布置，因此在底盤結構設計上需要提高動力傳遞效率，以便使汽車更具實用性。底盤上裝載的油箱被動力電池組取代，需要實現分散擺放，以便減少摩擦和碰撞。結合這一特點進行底盤結構改裝，需要保證電池組位于底盤質心，應靠近主減速器，以便使動力傳遞過程中產生的能量損耗得到減少，同時也能使動力分配更加均勻，在實現底盤空間結構充分利用的同時，促使汽車制動、轉向和行駛等能力得到提高[3]。

3? 結語

綜上所述，汽車底盤各部分結構需要發揮不同功能，結合汽車整體性能要求實現合理設計，才能保證汽車運行質量。而伴隨著汽車性能設計要求的不斷提高，底盤結構將向輕量化、穩固化和動力化的方向發展，促使汽車工業技術水平達到新高度。

參考文獻

[1] 呂天星.新能源汽車底盤設計方向探析[J].內燃機與配件，2018（10）：4-6.

[2] 王道勝，史振萍.微型新能源汽車底盤結構靜強度分析及優化設計[J].汽車實用技術，2017（1）：21-22，43.

[3] 陳旭，蘭孟飛，劉慶，等.汽車底盤模塊劃分及產品結構模型的建立[J].重慶理工大學學報：自然科學，2015，29（10）：19-23.