汽車底盤設計淺談

張慶耀 呂佳宇

【摘 要】汽車底盤設計可影響駕駛安全性、操穩性、整車平順性、舒適性、等性能，在底盤布置設計時應考慮車身車架受力情況、底盤本身耐久性，各零件裝配的方便性。本文從底盤設計流程進行闡述。

【關鍵詞】汽車底盤；設計；淺談；

1概述

汽車底盤性能可體現汽車企業整車研發技術實力。底盤性能也體現了汽車動力性能品質，汽車廠商在底盤制動、傳動、行駛、懸架、轉向系統設計階段使用新工藝、新材料、新技術，使底盤設計更環保、更安全、更舒適。底盤系統的重量在整車總重量中占比約為 30%，為設計出能夠有效滿足整車產品量產、定型的底盤布置方案，開發設計人員需反復通過 CAE 仿真、客觀測試、主觀評價、對標等方法最終確定合理的底盤布置方案，同時在專用或通用底盤總布置中應用參數化設計方法，確保在研發整車產品或配件時可有效調校、匹配底盤動力性能，豐富底盤產品種類、輕量化底盤系統，細化底盤功能與提高改裝適應性，改善汽車的舒適感、操縱穩定性與安全性，提高國內自主汽車品牌產品質量與競爭實力。

2 產品策劃及項目輸入

重視設計就要對概念、方案、和結構的要求極其熟悉。比如在對駕駛座位的設計，需要考慮的是物理特點，如靜剛度、動剛度、反撞擊性能、強度等各個指標進行設計，以此保證性能優越。目前各公司推出新產品時，都有一個競品標桿，而參考標桿產品的優越特點，也為產品快速推出奠定了一定的基礎。一般標桿參考分以下：

2.1標桿產品數據采集

即將標桿產品數據化，通過測量裝置獲取零件的結構、尺寸等信息轉化成在三維坐標下的點、線、面。

2.2標桿數據分析處理

即對采集的標桿見數據進行處理，剔除無用的信息，保留并強化對后期建模有用的信息，它的結果將直接影響后期模型的構建質量。

2.3產品模型重建

利用建模軟件，將采集到的點、線、面等數據構建成完整的產品模型。

2.4考慮“三化”及便利性生產

汽車是規模化生產，在設計中必須考慮產品系列化、通用化及標準化，達到簡化生產、提高效率和改進產品質量、降低成本。

3 結構設計

3.1底盤總布置設計

汽車底盤總體設計的任務是確定汽車的總體方案，協調各總成于整車的關系以及各總成之間的關系以滿足整車性能的要求和實現總體設計的最優化。汽車底盤設計系統的設計必須滿足以上設計思想。由于汽車底盤總體的設計過程復雜，牽扯的方面多，對設計者的經驗依賴強，因此有必要在設計軟件中融入知識工程的設計。

①從技術先進性、生產合理性和使用要求出發，正確選擇性能指標、質量和主要尺寸參數，提出總體設計方案，為各零部件設計提供整車參數和設計要求；

②對各零部件進行合理布置和運動校核；

③對底盤性能進行計算和控制，保證汽車主要性能指標的實現；

④協調整車與總成間的匹配關系，配合完成總成布置，使整車性能、可靠性達到設計要求。

3.2參數化設計

①參數化布置

底盤總布置的參數化設計就是用尺寸參數控制底盤各總成的位置，實現不同的布置方案。我們在布置設計中只需改變某總成的位置或更換某一總成或僅加長軸距時，該技術會在較短時間內完成一幅新的總布置圖，既快速又形象直觀。

②零部件參數化模型的建立

底盤總布置設計的首要任務是確定底盤各總成的基本結構形式和空間位置，在只考慮零部件主要尺寸的前提下進行總成及零部件的空間位置及基本結構的動態修改。因此，首先需要忽略一些細節參數抽取各個零部件的總體參數，即與總布置有關的基本結構參數。這些參數可分為兩類：a、形體參數：它決定總成部件的大小與形狀；b、位置參數：它決定總成部件的布置方位。通過這些總體參數可以控制零部件的簡化模型，進行變量化，參數化設計。同時還應該建立零部件參數化的模型圖庫。

3.3汽車底盤總布置注意事項

①整車布置的基準線---零線的確定；各項標注方式需在汽車滿載情況下進行，并且繪圖時應將汽車前部繪在左側。

②發動機的布置；上下方向注意駕駛員的視線要求和最小離地間隙，前后方向布置成向后傾斜，左右方向考慮各構件運動不干涉。

③傳動系的布置；差速器殼體中心線與汽車中心線重合，后橋主減速器軸線向上翹起，在側視圖中布置成U型方案。

④轉向裝置的布置；注意轉向盤平面與水平面之間夾角，并取轉向盤盲區最小為佳，不影響閱讀儀表，轉向器應布置在前鋼板彈簧跳動中心附近，轉向軸在水平面內與汽車中心線夾角不得大于5°。

⑤懸架的布置；注意鋼板彈簧上U形螺栓與固定彈簧的螺栓與車架之間應當留有足夠的間隙，減震器盡可能布置成直立狀。

⑥制動系的布置；制動踏板要更靠近駕駛員處，制動踏板運動不得有干涉和死角，布置管路時注意安全可靠、整齊美觀。

⑦踏板的布置；油門踏板與制動踏板留有大于一只完整鞋底寬（60mm）的距離。

⑧油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置；油箱距排氣管大于300mm，行李箱要大于備胎直徑，蓄電池與起動機布置在同側，距離越近越好。

⑨車身內部布置；要符合人機工程學要求。

⑩安全帶的布置；注意安全可靠。

參考文獻：

[1]陳龍 半主動懸架系統設計及控制 機械工程學報 2005

[2]孫建民 汽車懸架系統的發展及控制技術研究現狀 黑龍江工程學院學報 2001

（作者單位：保定市格瑞機械有限公司）