淺談汽車底盤懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

陳坤倫

摘 要：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本設(shè)計(jì)的有益效果是：具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在汽車上布置容易，可移植性優(yōu)良;在雙縱臂獨(dú)立懸架上安裝本設(shè)計(jì)的下擺臂，可以不改變?cè)瓉?lái)懸架的參數(shù)，保證了懸架原有的操控穩(wěn)定性;本控制方法可以在事故發(fā)生之前抬升汽車底盤高度，減輕車內(nèi)人員的傷害程度;本設(shè)計(jì)無(wú)需額外增加舉升機(jī)構(gòu)及設(shè)備，而是利用減震器總成將汽車底盤抬高;本設(shè)計(jì)利用下擺臂的杠桿放大原理能夠?qū)崿F(xiàn)大幅抬高汽車底盤效果，本設(shè)計(jì)可以作為未來(lái)無(wú)人駕駛或是車聯(lián)網(wǎng)的一部分，因此具有較大的使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：汽車底盤;懸架結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn)

0 引言

現(xiàn)階段，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，在世界汽車工業(yè)中，都在努力改進(jìn)汽車的操控穩(wěn)定性和平順性。對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域，懸架的影響力最大。在以往懸架設(shè)計(jì)中主要根據(jù)設(shè)計(jì)者相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和主觀感知進(jìn)行懸架設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)。這樣就需要設(shè)計(jì)者有豐富的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，但是往往精度及效率不高難以滿足日益加速的設(shè)計(jì)需求。

1 汽車底盤懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 集成化特征

當(dāng)前，汽車總線技術(shù)與電設(shè)備以及具有較為廣泛的運(yùn)用，并促進(jìn)了汽車底盤集成化的快速發(fā)展，首期在汽車企業(yè)中有著更為廣泛的關(guān)注。例如德爾福派克電氣公司研究開發(fā)的汽車底盤控制系統(tǒng)UCC，其與驅(qū)動(dòng)（輪）防滑系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)以及防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等具有較為直接的關(guān)聯(lián)，利用傳感設(shè)備可使底盤更好地對(duì)行駛路況進(jìn)行監(jiān)控處理，有效防止駕駛期間出現(xiàn)交通事故，促進(jìn)汽車主動(dòng)安全性的提升。這種集成技術(shù)通常是在懸架、驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)以及轉(zhuǎn)向等較為獨(dú)立的電子控制系統(tǒng)傳感器、控制單元以及執(zhí)行單元上，利用總線傳輸技術(shù)使汽車的所有電控單元、傳感器等進(jìn)行科學(xué)的連接，促進(jìn)集成化控制的實(shí)現(xiàn)。雖然其運(yùn)行原理存在著較大的差距，但其存在的傳感器、傳輸數(shù)據(jù)以及執(zhí)行單元等都具有較強(qiáng)的共享性。

1.2 電子化特征

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展影響下，工作人員對(duì)于汽車底盤基礎(chǔ)系統(tǒng)都開發(fā)研制了相應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，同時(shí)各電子控制系統(tǒng)結(jié)合汽車運(yùn)動(dòng)運(yùn)行方向可分為三種類別：縱向制動(dòng)與驅(qū)動(dòng)管控、橫向轉(zhuǎn)向與擺動(dòng)力矩控制、垂向懸架控制。現(xiàn)階段，汽車底盤各電子控制系統(tǒng)都主要以相應(yīng)功能為基礎(chǔ)實(shí)行運(yùn)行，同時(shí)利用輪胎與地面的接觸形成相應(yīng)的功能。例如自動(dòng)抱死裝置，對(duì)縱向力進(jìn)行控制，使汽車在制動(dòng)期間可通過輪胎對(duì)地面附著系數(shù)進(jìn)行利用，減小制動(dòng)的距離，促進(jìn)汽車行駛安全性的提升、主動(dòng)懸架利用對(duì)垂向力的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車垂向運(yùn)行、車身側(cè)傾以及俯仰運(yùn)行控制，使汽車具有較強(qiáng)的舒適性與操作性。

2 汽車底盤懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 底盤懸架與設(shè)置

在進(jìn)行汽車底盤懸預(yù)設(shè)置期間，通常需要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行重視：結(jié)合底盤懸架設(shè)計(jì)實(shí)際需求與狀況，對(duì)汽車整體形態(tài)進(jìn)行明確。在其確定后，很難進(jìn)行修改與調(diào)整。在車型存在差距時(shí)，車輪的跳動(dòng)行程也存在較大的差距。在對(duì)汽車底盤懸架進(jìn)行預(yù)布置期間，應(yīng)根據(jù)上跳與下跳10cm為基礎(chǔ)，對(duì)車輪行程進(jìn)行明確。在之后的調(diào)整工作中，由于后軸荷載出現(xiàn)較為明顯的改變，因此應(yīng)對(duì)后懸架實(shí)施科學(xué)取值，使其大于前懸架，同時(shí)還需要對(duì)輪胎防滑鏈加裝現(xiàn)象進(jìn)行考慮。從四驅(qū)保護(hù)角度進(jìn)行分析，懸架通常受到驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)影響。若轎車在對(duì)扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)對(duì)后懸架進(jìn)行設(shè)置，會(huì)提高工作難度。利用水平方式對(duì)縱向?qū)驐U進(jìn)行設(shè)計(jì)，可較好對(duì)車輪上跳與回彈軸距的改變進(jìn)行科學(xué)控制。

2.2 前懸架設(shè)計(jì)

通常情況下轎車前懸架主要對(duì)獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)模式進(jìn)行使用，其中懸架模式的明確主要為實(shí)際前期工作內(nèi)容。其一，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)幾何大小。在對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，需要先對(duì)轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行明確。確保車輪轉(zhuǎn)向中心在各圓周上進(jìn)行無(wú)滑動(dòng)滾動(dòng)。其中在轎車設(shè)計(jì)期間，斷開式轉(zhuǎn)向梯形模式具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可通過對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與改變，提高汽車行駛的靈活性，降低轉(zhuǎn)彎半徑。其二，主銷大小界定。在這一工作中通常包括主銷內(nèi)傾角、后傾角等內(nèi)容。其中主銷后傾角與相對(duì)輪心偏距可較促進(jìn)車輪側(cè)向力回正力矩具有合理性，使汽車保持直線行駛。設(shè)計(jì)人員可通過測(cè)量參考樣車方法明確主銷相關(guān)數(shù)據(jù)信息。其三，減震器設(shè)計(jì)。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(tài)時(shí)，減震器中液體通過阻尼孔進(jìn)行摩擦，促進(jìn)振動(dòng)阻力的實(shí)現(xiàn)。

2.3 后懸架設(shè)置

在后懸架設(shè)置期間，需要對(duì)汽車截面大小、車輪規(guī)格、上跳下跳距離等參數(shù)進(jìn)行明確。掌握前懸架特點(diǎn)與零件技術(shù)，為實(shí)際設(shè)計(jì)工作的落實(shí)創(chuàng)建良好條件。

3 汽車懸架的現(xiàn)狀分析

汽車懸架系統(tǒng)是車架和車橋之間用于連接和進(jìn)行力量傳輸?shù)难b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(dǎo)致的振動(dòng)和沖擊，在整個(gè)汽車行駛過程中對(duì)保證車體的穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。目前采用多體動(dòng)力學(xué)來(lái)研究汽車的運(yùn)行性能對(duì)于汽車懸架的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要意義，從80年代中后期開始，國(guó)內(nèi)的高等院校逐漸將多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的分析方式引進(jìn)到汽車的整體性能分析中。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)研究中，這項(xiàng)新的計(jì)算和分析技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)汽車，尤其是作為汽車關(guān)鍵部分的懸架的設(shè)計(jì)作用顯著，極大加快了我國(guó)汽車行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將經(jīng)典力學(xué)理論體系同現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠完成復(fù)雜的建模和數(shù)據(jù)計(jì)算。在進(jìn)行前懸架的設(shè)計(jì)時(shí)，利用多體系統(tǒng)力學(xué)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，輸入基本參數(shù)，計(jì)算機(jī)就能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，極大地保證了運(yùn)算結(jié)果的可靠性，減少了數(shù)據(jù)運(yùn)算的時(shí)間。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展汽車懸架系統(tǒng)得到學(xué)者與專家們的廣泛關(guān)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?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊及振動(dòng)，傳遞兩者之間的所有力和扭矩，來(lái)保證汽車平順行駛。在眾多獨(dú)立懸架中，雙縱臂式獨(dú)立懸架可通過優(yōu)化上下縱臂長(zhǎng)度，并合理布置上、下縱臂與車輪及車架（或車身）連接點(diǎn)，就可以使車輪在跳動(dòng)過程中，保持軸距及前輪定位參數(shù)的變化均在可接受范圍內(nèi)，從而保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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