汽车底盘悬架结构设计要点解析

王奎 邓亚鹏 杨豹

摘 要：底盘悬挂系统的定义是——联接车架与轮胎、车桥直接的传动力设备，其核心功能是传动车身与车轮直接的力矩，例如驱动能、制动能与支持能。笔者通过对汽车底盘悬架构造设计要点实施解析，融合目前汽车底盘悬架构造设计发展情况，从汽车底盘悬架结构创设的特性、汽车底盘悬架构造、汽车底盘悬架元件层面实施深度的解读与论述，带动汽车底盘悬架构造设计工作有序开展。

关键词：汽车底盘;悬架结构;设计要点

伴随可控悬架科技的出现，可控的半主动悬架与主动悬架已经走入汽车行业，这类可控悬架特性良好，然而制造与维修成本居高不下，技术也极为精密，导致其适用性相较于传统悬架为低。但是，在2001年Smith开发出了惯性元（Inerter）机器设备，此部件的动态特征类似于电子网络中的电容零件，与弹簧零件类似。这也拓宽了悬架科技的发展渠道，为改良传统被动悬架特性提供了新方案。

1 汽车底盘悬架结构设计特征

1.1 电子化特点

伴随科技的日新月异，作业人员对汽车底盘基础系统进行研发，并研制出了电子管控装置，并且各电子管控装置融合汽车运转的实例并不少见。比如，自动抱死设备，其对纵向力实施管控，让汽车自动时能够透过轮胎与地表的附着力的作用来缩减制动间距，帮助汽车驾驶安全度的提高、主动悬架使用垂直力的管控功能，完成对汽车的垂直行驶、车身侧翻或俯仰运转的管控，让汽车驾驶的安全度与可靠度提升。

1.2 集成化特点

目前，汽车总线科技和电子设施都得到了普及推广，并推动了汽车底盘集成化的特征出现，在汽车公司中引发了热烈关注。比如，德尔福派克电气企业研制的汽车底盘管控系UCC，其和驱动防滑设备、电子平稳度系统与防抱死设备能够对驾驶路面实时分析与解读，高效预防驾驶时车辆失控的现象，并且提升驾驶的安全度。

2 汽车底盘悬架结构设计要点

在完成汽车底盘悬架结构设计阶段，有关作业人员必须对有效的结构模型与标准数据实施挑选并最后敲定，对设计过程实施严厉的管控。這两类设计模式还有着很强的渗透性，并和各总成部署直接有关，必须对其内容实施解读与研讨。

2.1 底盘悬架与预设

在完成汽车底盘悬架设置时，一般必须对下列内容进行解读：融合底盘悬架创设具体需要与情况，对汽车整体状态予以明确。在明确汽车状态后，极难对其实施校正与调试。在车型不相同的情况时，轮胎的跳动行程也有着很大的差异。在对汽车底盘悬架实施预设置阶段，要依照上调与下降10cn的原则，对轮胎行程实施明确。在以后的调试作业中，因为后轴负载改变幅度较大，所以对红后悬架进行合理取值，让其大于前悬架，并且还应清楚轮胎防滑链情况。从四驱保护视角实施解读，悬架一般会被驱动构造所影响。假如汽车在对扭转梁构造为前提对后悬架实施预设，会增加设计的难度。使用水平模式对纵向引导杆实施预设，能够对车轮上调与回弹轴距实施科学预控。

2.2 前悬架设计

转向系统几何数据。在对转向系统实施创设阶段，必须对转向梯形数据进行敲定。保证车轮转向中心在各圆周上实施无位移滑动。当在汽车设计阶段，断开式转向阶梯方式有着极强的实效性，能够透过调节与变更，提升汽车驾驶的变通性，减小转弯半径。

敲定主销尺寸。此阶段通常包含主销倾斜度等内容。当中，主销后倾角和相对轮芯偏距能够让汽车侧动力回正力矩更为科学，让汽车维持直线驾驶的状态。

减振设备设计。减振设备通常是双向与单向两大方式。在汽车轮胎为减振态势阶段，减振设备中液体透过阻尼孔形成摩擦力，产生震动阻力。依照热能学说，取代震动能源，完成震动衰减的功能。在具体创设阶段，主销轴承与减振设备轴承要具备完善的重叠功能。

2.3 后悬架预设

在后悬架预设阶段，必须对汽车端面尺寸、轮胎尺寸、上调与下调间距等数据实施敲定。掌控前悬架的特征与部件科技，为具体工作落实提供良好的参考依据。

2.4 悬架动力系统设计要点

汽车是繁杂的震动体系，为了方便研讨悬架的震动特征，必须依照相异的研究内容，解析片偏重点与研究核心点，对具体车辆体系使用简易模式，构建相异的系统动力学模型。常见的基础模型包含1/4两自由度系统模型等。一般地，完成悬架定义创设与管控方略时，使用1/4汽车模型：研讨前后悬架间的数据匹配特征，车身的垂直位置与纵向位置耦合阶段，使用1/2汽车模型，由于其能够高效地呈现汽车垂向震动与俯仰运转状况;在整体上较为综合地把控汽车运转效应或管控综合质量阶段，要使用整车模型，其完美地呈现出垂向震动、俯仰运转与侧翻方面的管控功能。面对乘车员与汽车运动的统一性，将其当做车身系统。并且，不用顾虑引擎与传动系统对汽车的影响。把车身系统当成刚性的弹簧质量的传导体被证明是正确的。悬挂质量配置数据是1（根据统筹，大多数汽车的悬挂质量配置数据范围是0.8-1.2，趋近1），那么车体简化后的前后两部分质量是互不影响的。

3 结束语

总之，汽车底盘悬架结构在设计阶段，有着很强的专业性与繁杂性，其整体设计工艺必须对各专业元素实施整合与解读。在悬架系统内，弹簧的刚性具备重大用途，对汽车驾乘的舒适性有着直观的关系。融合汽车底盘悬架设计要点，通过空气悬架弹簧弹性数据，能够提升汽车对驾驶路况的适应情况，并高效地管控车体的本身震动，提升汽车驾驶的安全性。

参考文献：

[1]沈钰杰，刘雁玲，陈龙等.基于高阶阻抗传递函数的车辆ISD悬架优化设计与性能分析[J].振动与冲击，2019，38（22）：95-100，116.

[2]剧冬梅，项昌乐，陶溢等.电驱动差速转向轮式水陆两栖车辆可收放悬架机构运动学分析与参数优化[J].兵工学报，2019，40（08）：1580-1586.

[3]陈士安，苑磊，蔡宇萌等.基于LMI方法的车辆侧倾运动安全主动悬架H2控制器设计[J].机械设计与制造，2019（06）：157-161.

[4]高翔，邱巍，沈林林.基于改进天棚阻尼的半主动悬架系统动力学与电磁兼容特性分析[J].南京师范大学学报（工程技术版），2019，19（04）：49-55，91.

作者简介：王奎（1990-），男，湖北武汉人，本科，研究方向：汽车底盘悬架设计。