汽车底盘设计浅谈

张庆耀 吕佳宇

【摘 要】汽车底盘设计可影响驾驶安全性、操稳性、整车平顺性、舒适性、等性能，在底盘布置设计时应考虑车身车架受力情况、底盘本身耐久性，各零件装配的方便性。本文从底盘设计流程进行阐述。

【关键词】汽车底盘；设计；浅谈；

1概述

汽车底盘性能可体现汽车企业整车研发技术实力。底盘性能也体现了汽车动力性能品质，汽车厂商在底盘制动、传动、行驶、悬架、转向系统设计阶段使用新工艺、新材料、新技术，使底盘设计更环保、更安全、更舒适。底盘系统的重量在整车总重量中占比约为 30%，为设计出能够有效满足整车产品量产、定型的底盘布置方案，开发设计人员需反复通过 CAE 仿真、客观测试、主观评价、对标等方法最终确定合理的底盘布置方案，同时在专用或通用底盘总布置中应用参数化设计方法，确保在研发整车产品或配件时可有效调校、匹配底盘动力性能，丰富底盘产品种类、轻量化底盘系统，细化底盘功能与提高改装适应性，改善汽车的舒适感、操纵稳定性与安全性，提高国内自主汽车品牌产品质量与竞争实力。

2 产品策划及项目输入

重视设计就要对概念、方案、和结构的要求极其熟悉。比如在对驾驶座位的设计，需要考虑的是物理特点，如静刚度、动刚度、反撞击性能、强度等各个指标进行设计，以此保证性能优越。目前各公司推出新产品时，都有一个竞品标杆，而参考标杆产品的优越特点，也为产品快速推出奠定了一定的基础。一般标杆参考分以下：

2.1标杆产品数据采集

即将标杆产品数据化，通过测量装置获取零件的结构、尺寸等信息转化成在三维坐标下的点、线、面。

2.2标杆数据分析处理

即对采集的标杆见数据进行处理，剔除无用的信息，保留并强化对后期建模有用的信息，它的结果将直接影响后期模型的构建质量。

2.3产品模型重建

利用建模软件，将采集到的点、线、面等数据构建成完整的产品模型。

2.4考虑“三化”及便利性生产

汽车是规模化生产，在设计中必须考虑产品系列化、通用化及标准化，达到简化生产、提高效率和改进产品质量、降低成本。

3 结构设计

3.1底盘总布置设计

汽车底盘总体设计的任务是确定汽车的总体方案，协调各总成于整车的关系以及各总成之间的关系以满足整车性能的要求和实现总体设计的最优化。汽车底盘设计系统的设计必须满足以上设计思想。由于汽车底盘总体的设计过程复杂，牵扯的方面多，对设计者的经验依赖强，因此有必要在设计软件中融入知识工程的设计。

①从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各零部件设计提供整车参数和设计要求；

②对各零部件进行合理布置和运动校核；

③对底盘性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标的实现；

④协调整车与总成间的匹配关系，配合完成总成布置，使整车性能、可靠性达到设计要求。

3.2参数化设计

①参数化布置

底盘总布置的参数化设计就是用尺寸参数控制底盘各总成的位置，实现不同的布置方案。我们在布置设计中只需改变某总成的位置或更换某一总成或仅加长轴距时，该技术会在较短时间内完成一幅新的总布置图，既快速又形象直观。

②零部件参数化模型的建立

底盘总布置设计的首要任务是确定底盘各总成的基本结构形式和空间位置，在只考虑零部件主要尺寸的前提下进行总成及零部件的空间位置及基本结构的动态修改。因此，首先需要忽略一些细节参数抽取各个零部件的总体参数，即与总布置有关的基本结构参数。这些参数可分为两类：a、形体参数：它决定总成部件的大小与形状；b、位置参数：它决定总成部件的布置方位。通过这些总体參数可以控制零部件的简化模型，进行变量化，参数化设计。同时还应该建立零部件参数化的模型图库。

3.3汽车底盘总布置注意事项

①整车布置的基准线---零线的确定；各项标注方式需在汽车满载情况下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。

②发动机的布置；上下方向注意驾驶员的视线要求和最小离地间隙，前后方向布置成向后倾斜，左右方向考虑各构件运动不干涉。

③传动系的布置；差速器壳体中心线与汽车中心线重合，后桥主减速器轴线向上翘起，在侧视图中布置成U型方案。

④转向装置的布置；注意转向盘平面与水平面之间夹角，并取转向盘盲区最小为佳，不影响阅读仪表，转向器应布置在前钢板弹簧跳动中心附近，转向轴在水平面内与汽车中心线夹角不得大于5°。

⑤悬架的布置；注意钢板弹簧上U形螺栓与固定弹簧的螺栓与车架之间应当留有足够的间隙，减震器尽可能布置成直立状。

⑥制动系的布置；制动踏板要更靠近驾驶员处，制动踏板运动不得有干涉和死角，布置管路时注意安全可靠、整齐美观。

⑦踏板的布置；油门踏板与制动踏板留有大于一只完整鞋底宽（60mm）的距离。

⑧油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置；油箱距排气管大于300mm，行李箱要大于备胎直径，蓄电池与起动机布置在同侧，距离越近越好。

⑨车身内部布置；要符合人机工程学要求。

⑩安全带的布置；注意安全可靠。

参考文献：

[1]陈龙 半主动悬架系统设计及控制 机械工程学报 2005

[2]孙建民 汽车悬架系统的发展及控制技术研究现状 黑龙江工程学院学报 2001

（作者单位：保定市格瑞机械有限公司）