汽車底盤懸架關鍵部件輕量化設計分析

鄭曉宇 許明東

摘要：隨著科技的進步，人們的生活質量得以提升，對汽車的需求量也日益增加。可是當今世界許多能源是不可再生的，工業各行各業都特別主要節能減排。就當前汽車行業來說，隨著汽車耗油量的逐漸增加，更加看重汽車的節能減排。根據數據得知，汽車質量下降1%，其耗油量就會下降越5%，因此，降低汽車重量可以有效減少耗油量，進而起到節能減排的效果。我國的汽車制造業在汽車底盤懸架關鍵零部件的設計上開設輕量化設計，并能在確保汽車性能的同時要盡量輕量化零件，在降低重量的同時，降低汽油的消耗。設計汽車底盤懸架關鍵零部件的輕量化設計是，能有效降低汽車總重量。在本文主要講的就是汽車底盤懸架關鍵部件輕量化設計。

關鍵詞：汽車底盤懸架;關鍵部件;輕量化設計

引言：我國汽車工業在這些年發展的較為迅猛，特別是底盤懸架結構設計非常重要，汽車懸架是保證汽車行駛安全與舒適度的重要部件，在道路顛簸不平時可以起到緩沖作用。設計時，設計師需要優化雙縱向臂的獨立懸架，對上、下縱向臂要調整其長度，使其能夠與汽車輪、架的縱向壁相匹配。采用這種設計，能夠讓汽車在運行中，其軸距和前汽車輪的位置一直維持在一定參數內，這樣的話可以有效保證汽車行駛安全。

一、簡述汽車底盤懸架

汽車的底盤懸架構架是一種有彈性的，能夠連接承載系統與車輛的構架。在汽車中的作用是能夠減震、緩沖壓力等。此外，要是汽車在運行中，該構架能夠調整汽車身，能夠盡量降低安全事故出現。汽車底盤懸架的主要性能是，當汽車輪在受到道路作用時向車架傳遞時，產生的應力，這些應力會帶來一定的力矩，力矩同樣是通過底盤傳到汽車架上，一般這點常常會被人們忽視。底盤懸架能夠在汽車運行時，遇到坑洼的路面會顛簸，產生的振動會被底盤懸架吸收，以此來保證汽車安穩地行駛，這時司機與乘客的體驗會更加的舒適。底盤懸架可以保證汽車輪與車身之間的關系一直保持在動態的幾何狀態，在汽車動態運轉時，車輪會有規律地運作，車身也會按照一定軌道有節奏的動作。當前的汽車構架，底盤懸架的設計大多數不是獨立的，非獨立的底盤懸架主要有兩個部分組成，前懸架與后懸架。前懸架包括減震器、穩定桿等。后懸架包括平衡軸、緩沖塊等。其中后懸架的性能是平衡車身。

二、汽車底盤懸架關鍵部件的輕量化設計

1、集成化

底盤零件集成化設計，就是對整個構架進行細化系統設計，讓構架關鍵零件具備兼用性。汽車底盤零件的傳統設計，所設計出的零件是無法兼用的，在構架的各個零件中，界限非常明顯，傳統設計中的支架零件是很多的，在空間的分布上也較為緊湊，但是各個零件間有明顯界限。要是對這些零件進行集成化設計，根據輕量化設計方案，設計師在設計時一定會多加考量，設計出幾個集成支架共同組合成一個集成化零件，零件重量一定會減輕不少，在一定程度上實現了底盤懸架輕量化設計。

2、前懸架

設計汽車底盤前懸架時，這個前懸架的設計需要是獨立的額，轉向系統的設計，要清楚轉型梯形，要能保證車輪在轉向的適合，不會打滑，轉向要能保證平穩進行。設計主銷時，需要確定主銷大小，主要是確定好主銷的傾角與腳輪的傾角等。主銷的腳輪其傾角如果是偏移車輪的中心的話，那么車輪側向力會返到力矩，這時汽車會在運行時能夠保持直線行駛，設計是很合理的。設計師要想得到主銷的信息，可以從測量樣本來得到。減震器的設計主要有兩種，單向與雙向。當汽車正在減震，減震器里的液體會與阻尼孔相摩擦，進而達到減震的效果。

3、等應力

設計師在設計時，要充分考慮到汽車底盤懸架的重量，這時需要用到等應力設計。這種設計是在底盤懸架的性能得到保證的情況下，盡可能降低關鍵零件的重量，做出輕量化設計，優化構架結構，控制好冗余的強度，把構架關鍵零件約束到規定的位置上，將構架調整的哦最優狀態，其效果當然是能夠達到預期效果的。最應該讓設計師關注的關鍵零部件是轉向節與控制臂，比如，設計轉向節時，設計人員把鑄鋁當做首選材料，低應力區加以弱化，同時高應力區要得到強化，進而保證關鍵零部件應力是均衡的，這對輕量化設計是有積極推動的，可以有效提高設計效果，均衡零件應力。進而有效降低了汽車的重量。

4、計算機技術的應用

我們從上面的論述中可以知道，在設計汽車底盤懸架的關鍵零部件時，采用鋁合金與高強度的鋼材料，可以有效降低底盤構架的重量，并不會降低底盤的功能。并且汽車耗費的汽油也會跟隨汽車重量的降低更加節省油，節省了能源，這和我們現在我國提倡的節能減排相符。信息時代的當今社會，計算機技術水平的應用愈發高了。設計底盤懸架時，設計師可以利用先進的計算機技術來進行設計，計算機可以作為輔助，幫助設計師設計出最優方案，進而有效降低關鍵零部件的重量。在驗證零部件上，計算機技術的應用能夠有效控制成本，使其存在合理范圍內，進而提升產品競爭力。在概念設計時，應用計算機技術可以拓撲優化設計，讓零部件的空間布置更加合理，結構更加科學。力學作為切入點，優化設計方案，保證底盤的懸架零部件的空間和負荷均衡。對零部件設計進行對比，并優化部件機構，提升設計效果。汽車量產前，計算機技術的應用可以優化工藝，讓產品更加安全，更加穩定。

結束語：綜上所述， 我國當前汽車行業發展勢頭迅猛，隨著節能減排理念的提出，在設計汽車時輕量化概念逐漸走入人們的視野，在輕量化設計中怎樣選擇適合的材料和技術，讓汽車制造行業的相關工作得以順利進行，是當前需要做的事。為了可以推動我國汽車產業的持續發展進步，設計出的汽車要能夠做到節能減排，盡量降低燃油的消耗。在設計上要盡量降低底盤懸架關鍵零部件的重量，做到輕量化設計，采用先進的設計手段，采取輕量化材料制作這些關鍵零件，進而實現汽車底盤懸架關鍵部件輕量化設計，優化設計方案，切實講的燃油的消耗，有效提高了汽車制造水平，推動了我國汽車行業的穩步發展，提升了我國汽車行業在市場上的影響力。

參考文獻：

[1]孫永飛，羅文靜，陳賀峰，邸云龍，劉攀.探討汽車底盤懸架關鍵部件輕量化設計[J].內燃機與配件，2020（04）：20-21.