汽车底盘悬架结构设计要点分析

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　　摘 要：现阶段，伴随着我国经济的快速增长，在世界汽车工业中，都在努力改进汽车的操控稳定性和平顺性。对于这个领域，悬架的影响力最大。在以往悬架设计中主要根据设计者相关经验和主观感知进行悬架设计及性能评价。这样就需要设计者有丰富的相关经验，但是往往精度及效率不高难以满足日益加速的设计需求。
　　关键词：汽车底盘;悬架结构;设计要点
　　0 引言
　　 随着中国汽车产业的飞速发展汽车悬架系统得到学者与专家们的广泛关注。汽车悬架是车轮（或车桥）与承载式车身（或车架）之间一切传力连接装置的总称，是保证乘坐舒适和行驶安全的重要部件，其作用是缓冲并吸收由于不平路面传给车架或车身的冲击及振动，传递两者之间的所有力和扭矩，来保证汽车平顺行驶。在众多独立悬架中，双纵臂式独立悬架可通过优化上下纵臂长度，并合理布置上、下纵臂与车轮及车架（或车身）连接点，就可以使车轮在跳动过程中，保持轴距及前轮定位参数的变化均在可接受范围内，从而保证汽车具有良好的行驶稳定性。
　　1 汽车底盘悬架结构设计特点
　　 （1）电子化特征。在科学技术发展影响下，工作人员对于汽车底盘基础系统都开发研制了相应的电子控制系统，同时各电子控制系统结合汽车运动运行方向可分为三种类别：纵向制动与驱动管控、横向转向与摆动力矩控制、垂向悬架控制。现阶段，汽车底盘各电子控制系统都主要以相应功能为基础实行运行，同时利用轮胎与地面的接触形成相应的功能。例如自动抱死装置，对纵向力进行控制，使汽车在制动期间可通过轮胎对地面附着系数进行利用，减小制动的距离，促进汽车行驶安全性的提升、主动悬架利用对垂向力的控制，实现对汽车垂向运行、车身侧倾以及俯仰运行控制，使汽车具有较强的舒适性与操作性。
　　 （2）集成化特征。当前，汽车总线技术与电设备以及具有较为广泛的运用，并促进了汽车底盘集成化的快速发展，首期在汽车企业中有着更为广泛的关注。例如德尔福派克电气公司研究开发的汽车底盘控制系统UCC，其与驱动（轮）防滑系统、电子稳定程序系统以及防抱死制动系统等具有较为直接的关联，利用传感设备可使底盘更好地对行驶路况进行监控处理，有效防止驾驶期间出现交通事故，促进汽车主动安全性的提升。这种集成技术通常是在悬架、驱动、制动以及转向等较为独立的电字控制系统传感器、控制单元以及执行单元上，利用总线传输技术使汽车的所有电控单元、传感器等进行科学的连接，促进集成化控制的实现。虽然其运行原理存在着较大的差距，但其存在的传感器、传输数据以及执行单元等都具有较强的共享性。
　　2 汽车悬架的现状分析
　　 汽车悬架系统是车架和车桥之间用于连接和进行力量传输的装置，其组成元件包括弹性元件、传力和减振装置，用于减轻和消除车辆在行驶过程中路况较差导致的振动和冲击，在整个汽车行驶过程中对保证车体的稳定起着关键作用。目前采用多体动力学来研究汽车的运行性能对于汽车悬架的设计和优化具有重要意义，从80年代中后期开始，国内的高等院校逐渐将多刚体系统动力学的分析方式引进到汽车的整体性能分析中。运动和动力学研究中，这项新的计算和分析技术对国内汽车，尤其是作为汽车关键部分的悬架的设计作用显著，极大加快了我国汽车行业的创新和发展。目前国内的多体系统动力学将经典力学理论体系同现代计算机技术进行结合，能够完成复杂的建模和数据计算。在进行前悬架的设计时，利用多体系统力学进行数学建模，输入基本参数，计算机就能够对这些数据进行处理和计算，极大地保证了运算结果的可靠性，减少了数据运算的时间。
　　3 汽车底盘懸架结构设计要点
　　 （1）底盘悬架与设置。在进行汽车底盘悬预设置期间，通常需要对以下内容进行重视：结合底盘悬架设计实际需求与状况，对汽车整体形态进行明确。在其确定后，很难进行修改与调整。在车型存在差距时，车轮的跳动行程也存在较大的差距。在对汽车底盘悬架进行预布置期间，应根据上跳与下跳10cm为基础，对车轮行程进行明确。在之后的调整工作中，由于后轴荷载出现较为明显的改变，因此应对后悬架实施科学取值，使其大于前悬架，同时还需要对轮胎防滑链加装现象进行考虑。从四驱保护角度进行分析，悬架通常受到驱动结构影响。若轿车在对扭转梁结构为基础对后悬架进行设置，会提高工作难度。利用水平方式对纵向导向杆进行设计，可较好对车轮上跳与回弹轴距的改变进行科学控制。
　　 （2）前悬架设计。通常情况下轿车前悬架主要对独立悬架设计模式进行使用，其中悬架模式的明确主要为实际前期工作内容。其一，转向系统几何大小。在对转向系统进行设计期间，需要先对转向梯形进行明确。确保车轮转向中心在各圆周上进行无滑动滚动。其中在轿车设计期间，断开式转向梯形模式具有较强的实用性，可通过对其进行调整与改变，提高汽车行驶的灵活性，降低转弯半径。其二，主销大小界定。在这一工作中通常包括主销内倾角、后倾角等内容。其中主销后倾角与相对轮心偏距可较促进车轮侧向力回正力矩具有合理性，使汽车保持直线行驶。设计人员可通过测量参考样车方法明确主销相关数据信息。其三，减震器设计。减震器主要为双向与单相两种模式。在汽车车轮处于减震状态时，减震器中液体通过阻尼孔进行摩擦，促进振动阻力的实现。
　　 （3）后悬架设置。在后悬架设置期间，需要对汽车截面大小、车轮规格、上跳下跳距离等参数进行明确。掌握前悬架特点与零件技术，为实际设计工作的落实创建良好条件。
　　4 结语
　　 与现有技术相比，本设计的有益效果是：具有简单的结构设计，在汽车上布置容易，可移植性优良;在双纵臂独立悬架上安装本设计的下摆臂，可以不改变原来悬架的参数，保证了悬架原有的操控稳定性;本控制方法可以在事故发生之前抬升汽车底盘高度，减轻车内人员的伤害程度;本设计无需额外增加举升机构及设备，而是利用减震器总成将汽车底盘抬高;本设计利用下摆臂的杠杆放大原理能够实现大幅抬高汽车底盘效果，本设计可以作为未来无人驾驶或是车联网的一部分，因此具有较大的使用价值。
　　参考文献：
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