汽车底盘悬架结构设计要点分析

摘 要：随着汽车技术和汽车制造业的快速发展以及理论研究水平的提高，人们对于汽车的行驶安全性、操纵稳定性以及乘坐舒适性等方面的性能要求也日渐提高，促使了各种电子控制技术在汽车上的广泛应用和飞速发展。汽车（特别是汽车底盘）的集成控制成为现代车辆动力学控制研究的热点。基于此，本文主要对汽车底盘悬架结构设计要点进行分析探讨。

关键词：汽车底盘;悬架结构;设计要点

1 前言

汽车底盘通常由行驶、转向、传统以及制动系统部件组合而成。传统系统主要向驱动轮传递相应的动能，使其在任何状态下行驶，具有较强的经济性与动力性。行驶系统不仅可承受车轮各方向的力，还具有较强的导向性。同时通过车架对相关零件进行科学安装，可提高汽车协调性。悬架可对车架与车轮间的各种力矩与应力进行传输，降低汽车行驶期间产生的冲击力，使汽车行驶较为稳定。

2 汽车底盘悬架结构设计特点

（1）纵臂扭转梁是什么形式。纵臂式独立悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。单纵臂式悬架当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，因此单纵臂式悬架不用在转向轮上。双纵臂式悬架的两个摆臂一般做成等长的，形成一个平行四杆结构，这样，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。双纵臂式悬架多应用在转向轮上。

（2）多连杆悬架最先进。多连杆悬挂，通过各种连杆配置（通常有三连杆，四连杆，五连杆），首先能实现双叉臂悬挂的所有性能，然后在双叉臂的基础上通过连杆连接轴的约束作用使得轮胎在上下运动时前束角也能相应改变，这就意味着弯道适应性更好，如果用在前驱车的前悬挂，可以在一定程度上缓解转向不足，给人带来精确转向的感觉;如果用在后悬挂上，能在转向侧倾的作用下改变后轮的前束角，这就意味着后轮可以一定程度的随前轮一同转向，达到舒适操控两不误的目的。跟双叉臂一样，多连杆悬挂同样需要占用较多的空间，而且多连杆悬挂无论是制造成本还是研发成本都是最高的所以常用在中高级车的后桥上。

（3）空气悬架。是目前为止最先进的汽车悬架系统，和传统的弹簧悬架相比有以下优点。1）不论载荷多大，车身固有频率基本保持恒定（=行驶舒适）。2）静态压缩量与载荷无关，总保持恒定，这样的话就可以大大减小车轮拱罩内为车轮自由转动而预留的空间，对总体的空间利用很有好处。3）不论载荷多大，均可保证相应的离地间隙。4）在各种载荷状态下都能保持完整的压缩行程和伸长行程（=提高了行驶稳定性）。5）车身可以支承在较软的弹簧上，这就可以提高行车舒适性。6）通过改变弹簧内的空气压力。可以实现不同的车辆高度（最小离地间隙）。7）加载时不需变动前束和外倾角。8）不会恶化Cw值（风阻系数）和车辆外形。

3 汽车底盘悬架结构设计需求

首先，在阻尼特性与弹性特性设计过程中，可使汽车在实际运行期间具有较强的稳定性与平顺性，振动加速度与振动频率相对较小，减震性能具有较强的适宜性，可较好地防止汽车底盘悬架压缩伸张极限位置出现硬冲击现象，同时还具有车轮接地性。其次，通多导向机构设计，可使车轮、车身以及车架之间的存在的力矩与间力传递具有较强的安全性与稳定性，使得汽车车轮定位标准参数与变化规律等满足各种需求。各铰链点位置受力较小，可充分降低橡胶元件弹性，使汽车导向精准性较强。与此同时，汽车在转向期间，还应具有较强完善的抗侧倾能力。汽车在加速与制动期间，车身保持稳定状态，防止在行驶中出现汽车纵倾问题。最后，需要对各零部件的强度与使用时间进行强化与提升，并对成本控制进行重视，真正落实汽车后期维修养护工作。

4 汽车底盘悬架结构设计要点

在进行汽车底盘悬架结构设计期间，相关工作人员需要对科学合理的结构模型与标准参数进行选择与明确，并对设计流程进行严格的落实。其中这两种设计活动还具有较强的交互特征，并与各总成布置具有相应的关联，需要对各种内容进行分析与研究。

（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，因此应对红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。根据热能模式对振动能量进行替代，在通过故发，促进振动衰减的出现。在实际设计期间，主销轴线与减震器轴线需要具有完善的重合性。

（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。

5 结语

综上所述，汽车底盘悬架结构在设计期间具有较强的专业性与复杂性，其整体设计工作需要对各种专业因素进行分析与考虑。在悬架系统中，弹簧的刚度有着重要作用，对于汽车舒适度有着直接影响。结合汽车底盘悬架设计要点，通过空气悬架弹簧弹性参数，可提高汽车对于行驶路面的适应程度，并科学对自身振动进行控制，提高汽车行驶的安全性与稳定性。

參考文献：

[1]陈祯福.汽车底盘控制技术的现状和发展趋势[J].汽车工程，2006，28（02）：105-113.

[2]张乐超，陈宝峰，许沧粟.汽车底盘控制技术发展综述[J].机械科学与技术，2010，29（12）：1612-1616.

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