淺談汽車底盤懸架結構設計要點

陳坤倫

摘 要：與現有技術相比，本設計的有益效果是：具有簡單的結構設計，在汽車上布置容易，可移植性優良;在雙縱臂獨立懸架上安裝本設計的下擺臂，可以不改變原來懸架的參數，保證了懸架原有的操控穩定性;本控制方法可以在事故發生之前抬升汽車底盤高度，減輕車內人員的傷害程度;本設計無需額外增加舉升機構及設備，而是利用減震器總成將汽車底盤抬高;本設計利用下擺臂的杠桿放大原理能夠實現大幅抬高汽車底盤效果，本設計可以作為未來無人駕駛或是車聯網的一部分，因此具有較大的使用價值。

關鍵詞：汽車底盤;懸架結構;設計要點

0 引言

現階段，伴隨著我國經濟的快速增長，在世界汽車工業中，都在努力改進汽車的操控穩定性和平順性。對于這個領域，懸架的影響力最大。在以往懸架設計中主要根據設計者相關經驗和主觀感知進行懸架設計及性能評價。這樣就需要設計者有豐富的相關經驗，但是往往精度及效率不高難以滿足日益加速的設計需求。

1 汽車底盤懸架結構設計特點

1.1 集成化特征

當前，汽車總線技術與電設備以及具有較為廣泛的運用，并促進了汽車底盤集成化的快速發展，首期在汽車企業中有著更為廣泛的關注。例如德爾福派克電氣公司研究開發的汽車底盤控制系統UCC，其與驅動（輪）防滑系統、電子穩定程序系統以及防抱死制動系統等具有較為直接的關聯，利用傳感設備可使底盤更好地對行駛路況進行監控處理，有效防止駕駛期間出現交通事故，促進汽車主動安全性的提升。這種集成技術通常是在懸架、驅動、制動以及轉向等較為獨立的電子控制系統傳感器、控制單元以及執行單元上，利用總線傳輸技術使汽車的所有電控單元、傳感器等進行科學的連接，促進集成化控制的實現。雖然其運行原理存在著較大的差距，但其存在的傳感器、傳輸數據以及執行單元等都具有較強的共享性。

1.2 電子化特征

在科學技術發展影響下，工作人員對于汽車底盤基礎系統都開發研制了相應的電子控制系統，同時各電子控制系統結合汽車運動運行方向可分為三種類別：縱向制動與驅動管控、橫向轉向與擺動力矩控制、垂向懸架控制。現階段，汽車底盤各電子控制系統都主要以相應功能為基礎實行運行，同時利用輪胎與地面的接觸形成相應的功能。例如自動抱死裝置，對縱向力進行控制，使汽車在制動期間可通過輪胎對地面附著系數進行利用，減小制動的距離，促進汽車行駛安全性的提升、主動懸架利用對垂向力的控制，實現對汽車垂向運行、車身側傾以及俯仰運行控制，使汽車具有較強的舒適性與操作性。

2 汽車底盤懸架結構設計要點

2.1 底盤懸架與設置

在進行汽車底盤懸預設置期間，通常需要對以下內容進行重視：結合底盤懸架設計實際需求與狀況，對汽車整體形態進行明確。在其確定后，很難進行修改與調整。在車型存在差距時，車輪的跳動行程也存在較大的差距。在對汽車底盤懸架進行預布置期間，應根據上跳與下跳10cm為基礎，對車輪行程進行明確。在之后的調整工作中，由于后軸荷載出現較為明顯的改變，因此應對后懸架實施科學取值，使其大于前懸架，同時還需要對輪胎防滑鏈加裝現象進行考慮。從四驅保護角度進行分析，懸架通常受到驅動結構影響。若轎車在對扭轉梁結構為基礎對后懸架進行設置，會提高工作難度。利用水平方式對縱向導向桿進行設計，可較好對車輪上跳與回彈軸距的改變進行科學控制。

2.2 前懸架設計

通常情況下轎車前懸架主要對獨立懸架設計模式進行使用，其中懸架模式的明確主要為實際前期工作內容。其一，轉向系統幾何大小。在對轉向系統進行設計期間，需要先對轉向梯形進行明確。確保車輪轉向中心在各圓周上進行無滑動滾動。其中在轎車設計期間，斷開式轉向梯形模式具有較強的實用性，可通過對其進行調整與改變，提高汽車行駛的靈活性，降低轉彎半徑。其二，主銷大小界定。在這一工作中通常包括主銷內傾角、后傾角等內容。其中主銷后傾角與相對輪心偏距可較促進車輪側向力回正力矩具有合理性，使汽車保持直線行駛。設計人員可通過測量參考樣車方法明確主銷相關數據信息。其三，減震器設計。減震器主要為雙向與單相兩種模式。在汽車車輪處于減震狀態時，減震器中液體通過阻尼孔進行摩擦，促進振動阻力的實現。

2.3 后懸架設置

在后懸架設置期間，需要對汽車截面大小、車輪規格、上跳下跳距離等參數進行明確。掌握前懸架特點與零件技術，為實際設計工作的落實創建良好條件。

3 汽車懸架的現狀分析

汽車懸架系統是車架和車橋之間用于連接和進行力量傳輸的裝置，其組成元件包括彈性元件、傳力和減振裝置，用于減輕和消除車輛在行駛過程中路況較差導致的振動和沖擊，在整個汽車行駛過程中對保證車體的穩定起著關鍵作用。目前采用多體動力學來研究汽車的運行性能對于汽車懸架的設計和優化具有重要意義，從80年代中后期開始，國內的高等院校逐漸將多剛體系統動力學的分析方式引進到汽車的整體性能分析中。運動和動力學研究中，這項新的計算和分析技術對國內汽車，尤其是作為汽車關鍵部分的懸架的設計作用顯著，極大加快了我國汽車行業的創新和發展。目前國內的多體系統動力學將經典力學理論體系同現代計算機技術進行結合，能夠完成復雜的建模和數據計算。在進行前懸架的設計時，利用多體系統力學進行數學建模，輸入基本參數，計算機就能夠對這些數據進行處理和計算，極大地保證了運算結果的可靠性，減少了數據運算的時間。

4 結語

隨著中國汽車產業的飛速發展汽車懸架系統得到學者與專家們的廣泛關注。汽車懸架是車輪（或車橋）與承載式車身（或車架）之間一切傳力連接裝置的總稱，是保證乘坐舒適和行駛安全的重要部件，其作用是緩沖并吸收由于不平路面傳給車架或車身的沖擊及振動，傳遞兩者之間的所有力和扭矩，來保證汽車平順行駛。在眾多獨立懸架中，雙縱臂式獨立懸架可通過優化上下縱臂長度，并合理布置上、下縱臂與車輪及車架（或車身）連接點，就可以使車輪在跳動過程中，保持軸距及前輪定位參數的變化均在可接受范圍內，從而保證汽車具有良好的行駛穩定性。

參考文獻：

[1]劉澤華.修井機底盤懸架系統選型探討[J].現代工業經濟和信息化，2017（11）：81-82.

[2]帥珍輝.電動輪車專用底盤懸架與轉向系統優化匹配[D].吉林大學，2018.