汽車底盤懸架結構設計要點分析

0 引言

近幾年來我國的國民經濟飛速發展，帶動著人們的生活消費水平不斷提升，尤其人們的出行方式發生了翻天覆地的變化，汽車已經成為了每家每戶的必需品，進而促進了現代化的汽車制造業的加速發展

。在汽車的結構中汽車底盤懸架結構是汽車的重要組成部分，在汽車的正常行駛中承擔著承載和緩沖作用，通過懸架結構的彈簧裝置能夠吸收在汽車行駛過程中由于道路不平坦引起傳遞給車身的力矩，對汽車行駛過程中的穩定性和舒適度有著非常重要的作用

。隨著汽車制造技術的不斷發展，現階段的汽車技術人員通過將上下縱向臂的長度進行改進優化獲得了車輪和懸架結構與縱向臂之間配合更加的科學合理。并且通過改進后的結構尺寸中，汽車的前輪和軸距之間的距離始終保持在相應的公差范圍要求之內，有助于增加汽車行駛過程中駕駛人員和乘坐人員的安全性和舒適性。

8月上旬農歷立秋的那天下午，我主動對山科二隊“大鍋飯”的弊端表達不滿。當時，保管員在雙搶時節負責收谷進倉，屬于干輕快活吃高工分，對此社員實屬無奈。但到秋后二晚時節耘禾時，大家都不吃高工分了，他還賴著要吃高工分，并聲稱如不行就要加派兩人幫他挑谷進倉。我對此表示強烈不滿，并向隊里提出要包工到作業組。運春、景輝、慢生、共村、連生等社員隨即支持響應，但隊長與保管員也毫不示弱，堅決不同意。當晚，女社員曬干的稻谷即被堆放在露天沒被收進倉。第二天上午，山科二隊群情激憤，大家無心干活，紛紛到公社駐地評理討個說法。

1 汽車底盤懸架結構概述

隨著目前汽車制造業的不斷發展，大部分的汽車采用的都是獨立懸架結構。前懸架大部分都采用麥弗遜式獨立懸架，麥弗遜式獨立懸架在結構上比較緊湊，占用的實際空間較小能夠給汽車的發動機留有更大的空間，同時由于其在鉸鏈接點處的受力比較小，因此被廣泛應用，其裝置結構圖如圖1所示。還有一種是在中高級轎車中使用的雙橫臂式獨立懸架，其結構如圖2所示。該類型的獨立懸架由于其結構的特殊性，在橫向方向上的剛度較大，能夠承受較大的側傾力。同時在其裝置上的內外傾角、前束都能夠進行調節，增加了其靈活性。由于其鉸鏈接點比較多，在鉸鏈處大都采用橡膠襯套的方式減少震動、噪音。還有另一種獨立懸架結構是扭轉梁式懸架，在實際生活中也被稱為復合式懸架，其是介于單縱擺臂式獨立懸架和剛性軸式非獨立懸架之間的一種半獨立懸架。這種形式的懸架結構簡單，零部件組成比較少，并且在拆裝過程中容易操作，占用的空間比較小，因此在實際應用上也有著一定的市場。

水土保持工作得到加強。一是治理水土流失面積1 140 hm2。二是完成10個應驗未驗生產建設項目的水土保持設施驗收，出臺《廈門市生產建設項目水土保持設施驗收管理辦法》，對驗收程序進行精簡和規范。三是嚴格征收水土保持補償費643.72萬元。

2.1 螺旋彈簧

在汽車的設計、制造中，有許多的結構中都需要用到彈簧，因此汽車中彈簧的使用量是非常大的。彈簧由于具有著良好的彈性，因此對于震動沖擊的吸收有著較好的作用，在汽車懸架結構中使用能夠吸收來自輪胎與路面碰撞發生的震動，增加汽車的舒適性能。但是由于其結構的特殊性其只能是承受縱向方向的力，對于橫向的力不能承受，這就導致了在其使用時要結合連桿進行使用。同時彈簧一般情況下長度都比較長，占用的空間比較大，在汽車懸架結構的設計中要充分的考慮彈簧的長度對整體結構的影響。在選用時負載越大時，選擇的彈簧的剛度對應的就越大。

2.2 空氣彈簧

首先是汽車底盤懸架在設計時，為了保證汽車在行駛過程中的安全性和舒適性。在設計時要考慮到汽車車身和汽車的負載問題，當汽車車身和負載較大時，就要針對懸架部分的壓縮伸展行程進行計算。在充分考慮了汽車的最大負載時，當車輪與地面有著較大的勢能變化時，汽車懸架部分仍有著較大的行程余量，這就能夠有效的保證汽車在行駛的過程中有著較好的安全性和舒適性。在進行壓縮伸張行程設計時主要考慮的是懸架的彈性特征和阻尼特征兩個重要的參數，通過彈性特征和阻尼特征能夠很好的反應出懸架在遇到障礙物時的運動的平穩性，經過這兩個參數的設計后，要使汽車行駛有著較好的平順性，并且車身感受到的振動頻率和振動加速度等都是比較低的，減震的性質要達到最佳狀態。同時還需要結合輪胎的接地性能來考慮汽車在行駛中的情況，輪胎的接地指數也在一定程度上反映了受到外界的影響后，對震動的吸收率，在設計時要考慮到輪胎作為直接接觸地面的主要部分，其進行動平衡測試，使得各個部分的質量分布均勻，對減震同樣有著非常重要的影響。

2.3 扭桿彈簧

扭桿彈簧在汽車懸架中使用具有著質量輕、結構簡單的特點，并且其由于不需要使用潤滑油，通過調節扭桿彈簧的固定端的安裝角度，能夠實現對汽車車身的高度調節，這就使其在汽車中得到了廣泛的應用。在汽車實際使用時，扭桿彈簧的一端連接車架，另一端與擺臂相連接。由于扭桿彈簧在制造時就已經設定了相應的預應力。當汽車的車輪經過某一不平整路段時，車輪帶動擺臂會使得扭桿彈簧的一端繞著其軸線產生一定的旋轉角度，由于扭轉彈簧的另一端固定，這就使得扭桿產生了彈性形變。同時彈性形變就吸收了輪胎的勢能的變化儲存到了扭桿彈簧的形變結構中，當車輪越過路面障礙物時，扭桿中的彈性變形能量就會釋放出來，促使擺臂帶動車輪恢復到正常位置。但是需要特別注意的是由于扭桿彈簧預先設置一定的預應力，在實際使用時，不能夠將左右扭桿進行顛倒更換，容易造成扭桿彈簧的損壞。

3 汽車底盤懸架設計要求及要點

3.1 汽車底盤懸架設計要求

空氣彈簧作為現階段高檔轎車普遍使用的減震裝置有著非常優秀的減震性能。空氣彈簧是由上端蓋、張緊環、內外保護層、織物芯層、活塞以及壓縮空氣接口共同組成的，該類型的彈簧結構結構緊湊、行程量大、占用空間較小，其內部裝置的彈性材料以及尼龍織物保證了空氣彈簧有著較好的開卷特性以及靈敏度。當其工作時，管狀氣囊在活塞上展開。張緊環能夠將上端蓋和活塞之間的氣囊壓緊，保證其有著較好的氣密性。汽車上裝配有空氣彈簧性質的減震裝置能夠通過調節彈簧自身的壓力，讓汽車的車身始終保持在一個穩定的高度，從而保證了汽車在行駛過程中的穩定性和舒適性。

從1986年開始實驗到1996年和諧教學理論體系的形成，整整用了十年，真可謂“十年磨一劍”。回顧這段實驗歷史，我們稱為“先生孩子，后起名字”。許多教育理論工作者做教育實驗大多是先起名字，提出假說和理論構想，再進行驗證性實驗；而我們是在實踐中總結經驗，再上升到理論，這是一種探究性實驗。

汽車底盤在設計時要按照汽車制造過程中的相關規范和標準進行設計，尤其是汽車的結構系統有著非常重要的作用，要確保選擇的參數以及模型是符合相應的要求，并且達到科學合理。

其次是在設計的過程中由于汽車底盤懸架部分是一個整體，在進行設計時不能單獨考慮懸架部分，還需要結合車輪、車架、車身間力以及力矩傳遞的可靠性都是需要結合起來綜合進行設計的。尤其各個部件之間的配合的尺寸，間隙的公差以及定位距離或者是在發生情況變化時其變化規律的情況都在汽車的制造中有著嚴格的要求，在設計時要保證各方面的尺寸公差都處于設計標準中，防止由于汽車在行駛的過程中出現零部件的干涉，影響汽車安全駕駛。還有就是在進行導向機構的設計時，當汽車處于某個速度進行轉彎時，要對汽車進行防側傾倒設計，保證汽車的安全，另一方面就是在汽車制動、急剎狀態時，要對汽車進行縱向傾倒設計的預防，保證汽車在行駛的過程中的安全性。還有就是要注意的是在進行懸架結構設計時，要特別注意副車架和控制臂兩者的設計。副車架作為連接懸架和主車架的結構，其裝置具有阻隔地面和發動機總成震動和噪音的作用，減少噪聲和震動傳遞到汽車內部從而提升汽車駕駛過程中的舒適度。控制臂是汽車下質量體與車身連接的重要裝置，在汽車行駛的過程中起到傳遞驅動、制動、轉向力的重要結構，在設計時要有著足夠的剛度以保證其能夠起到橫向支撐的作用；保證其有著足夠的韌性，能夠抵抗來自地面的沖擊，起到緩沖的作用。

3.2 汽車底盤懸架設計要點

最后就是汽車底盤在設計時，其各個零部件的使用壽命、強度以及耐腐蝕性，由于汽車在行駛時，汽車底盤懸架部分處于高速的運轉狀態，需要有著較強的強度以及耐疲勞特征，才能夠適應汽車在行駛過程中懸架結構的工作狀態。此外，汽車在行駛時，經常會有著遇到積水或者環境惡劣的路面，這就需要汽車底盤懸架系統有著很好的耐腐蝕性，防止由于長期惡劣環境的影響導致其不能夠正常工作或穩定性失效，影響汽車行駛的安全性

。同時在設計時要注意成本的控制，汽車底盤懸架作為汽車的重要零部件，要考慮到后期在維護或者是更新時的價錢高低，讓其能夠在做工時方便進行保養維護，也有著較高的性價比可供汽車消費者選擇。

在預先對汽車的底盤進行設計時要注意，首先要考慮到汽車整個的車身尺寸以及車身的結構形狀，明確該款汽車在懸架部分的實際需求和懸架的運行條件。確保在汽車整體的結構確定以后在進行底盤懸架部分的設計

。汽車的整體形狀不同，底盤懸架一般情況下有著比較大的差距。因此，一般情況下在進行預調節時，汽車的車輪上下要有著10cm的跳動，明確車輪的行駛狀態。汽車在日常使用的過程中，由于后側的負載狀態有時會相比于前方來說比較大，在設計時要對前懸架進行合理、科學的選值，需要使其小于后懸架，保證其能夠在負載的范圍內發揮其作用。此外，在特殊的大雪天氣時，汽車的車輪需要加裝防滑鏈，當車輪加裝防滑鏈之后需要對汽車的懸架部分進行保護設計，將懸架部分的行程控制在合理的范圍內。

根據本條規定，一是公布評估師名單的主體是有關全國性評估行業協會。二是公布的評估師名單應當包括所有通過有關專業類別評估師資格的評估專業人員。三是評估師名單應當實時更新，例如應當及時補充新通過資格考試的評估師，對已經死亡或者喪失民事行為能力的評估師，應當及時從名單中去除。四是有關全國性評估行業協會應當在其網站上公布評估師名單，便于委托人和社會公眾查詢。

一般情況汽車的前懸架主要是采用獨立懸架進行使用的,因此在懸架模式確定時要充分的考慮以下三項內容：第一是轉向系統的幾何大小，明確汽車車輪的轉向梯形，保證汽車的轉向中心在圓周方向上時，不產生滑動打滑現象，并且在設計時，采用斷開式的轉向梯形更能夠使得汽車有著較好的行駛穩定性。第二是要考慮到主銷大小確定。主銷對汽車的車輪側向力有著較大的影響，設計人員在進行設計時，可以依照現有的汽車樣車進行參考設計，保證其各項參數的設計均符合相關的要求。第三就是減震器的設計，減震器作為汽車行駛過程中表征其穩定性的重要裝置，當汽車在行駛中遇到障礙物時，由于減震器內部的液體在阻尼孔中通過時，會將汽車的震動勢能轉換成為內能，以實現對震動的效果的衰減，從而達到減緩震動，增加汽車的行駛穩定性的作用。在設計人員進行設計時，要保證汽車主銷軸線和減震器的軸線有著較好的重合性，防止降低其減震效果。

3.3 汽車底盤懸架相關參數的確定

(2)主銷后傾角：是指 從汽車的側向看，汽車主銷軸線與相對于地面垂直線的夾角。主銷后傾角的設置能夠使汽車車輪在行駛后能夠自動歸位，并且有著使得汽車車輪在轉向時更加輕便的作用。現代的汽車在車胎上一般都裝有子午線，主銷后傾角在設計時一般都在-1°-+3°之間，公差一般都選在±30′左右輪差值不超過1°。在進行主銷后傾角的設計時不能使其過大，因為主銷后傾角過大后，車輪的磨損不僅加劇，并且很容易受到交變側向力的影響，造成汽車在行駛過程中的噪聲、震動增大，影響汽車的穩定性。

(1)外傾角：外傾角是指車輪中心截面相對于垂直于地面方向上的截面的角度。外傾角不同對汽車的行駛過程中的影響不同，當汽車在高速的行駛過程中由于離心力的影響會是汽車向外側傾斜，當傾斜時就會使汽車的正外傾角變得更大，使汽車的外側懸架的負載會瞬間加劇，外側懸架負載加大后，就會作用在地面接觸的輪胎上，加劇了輪胎的的磨損和變形，降低了在汽車轉向時的穩定性。一般情況下現在的轎車在設計時采用的外傾角角度為0°或者是+1°以下，并且隨著科學技術的不斷進步，現在大部分汽車的外傾角都是可調節的其在設計時都會留有±30′的公差余量。

汽車在行駛的過程中有兩個方向上的重要軸線，一個是車輪發生擺轉運動時假想的轉向軸線，另一種是車輪在行駛的過程中滾動的軸線，這兩種軸線是屬于三度空間的軸線。在實際的設計過程中影響著汽車的行駛穩定性，主要由以下參數來決定：

(3)主銷內傾角：是指汽車前輪的旋轉軸線與地面的垂直線的夾角。同樣主銷內傾角，在汽車中的作用能夠使汽車在行駛過程中受到外力的影響偏離直線時，最后汽車前輪能夠自動回正，并且隨著不停的變化也會發生變化。一般情況下主銷內傾角在設計時選擇5°-14°之間，最大偏差值設置在0-30′。

在常愛蘭的哭聲里，馱子把綁著周小羽的繩子解開了。馱子說，向媽媽認個錯，認個錯就好了。馱子把周小羽拉到常愛蘭的面前，說，快說呀，說你錯了，說你下次不這樣了。常愛蘭還在那里抹眼淚，一抽一抽的樣子。

(4)主銷偏移距，是指主銷軸線與地面的交點以及車輪中心線與地面的交點之間的距離，由于交點的位置不同，相互之間存在著差距，由正負之分。并且現在的汽車大部分采用的主銷偏移距是在-18-+30mm，一般要求其不能超過輪胎接觸地面寬度的一半，較大的主銷偏移距可能會減少地面停車的轉向阻力，增大地面沖擊影響汽車的底盤穩定性。

綜上所述，各個參數對汽車底盤的穩定性都有所影響，在設計時要特別注意各個參數的變化對汽車行駛穩定性和安全性，選擇科學、合理的參數，有助于汽車在行駛的過程中，更加安全、穩定。

4 總結

汽車底盤結構作為汽車的重要組成部分，其承擔著行駛過程中震動的減弱以及增加汽車行駛的舒適性的作用。在設計人員進行設計時，其有著較強的專業性以及復雜性，設計人員要綜合多方面的因素進行考慮，充分的考慮到其在實際運行過程中的強度和剛度，保證汽車底盤懸架部分的設計符合相關的規范和設計要求。并且隨著科學技術的不斷發展和進步，針對汽車底盤懸架部分的設計會有著更加優異的結構出現和更加專業的設備進行檢測，因此設計人員要不斷地對汽車的震動進行控制和研究，以提高汽車在行駛過程中的安全性和穩定性。

[1]陳瀟凱,梁茹鈺,劉佳輝,楊子發.汽車底盤高效設計方案與開發工具構建[J].汽車工程學報,2021,11(06):447-453.

[2]周勇.汽車底盤設計中參數化技術的運用分析[J].汽車實用技術,2021,46(05):202-203.

[3]劉潔浩.汽車底盤設計中參數化技術的運用[J].汽車實用技術,2019(23):79-80+83.

[4]史松源,王華.汽車底盤的參數化設計分析[J].汽車與駕駛維修(維修版),2017(10):124.

[5]趙煜. 數控技術在機械加工技術中的應用研究[J]. 硅谷,2014(8):138-138,141.

[6]李奕華. 汽車底盤懸架結構設計要點分析[J]. 內燃機與配件,2020(20):10-11.