汽車底盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制造工藝簡析

白亮亮 華作剛

摘要：與當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)行對比，這一設(shè)計(jì)的有益效果是：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單并且易于在汽車上布置，并且具備非常好的便攜性。該設(shè)計(jì)的下擺臂可以安裝在獨(dú)立于雙縱臂的懸架上，而無需更改原始懸架。懸架的參數(shù)確保了懸架的原始操縱穩(wěn)定性;這種控制方法可以在事故發(fā)生前提高汽車底盤的高度，減少對車內(nèi)人員的傷害程度。這種設(shè)計(jì)不需要增加額外的舉升機(jī)構(gòu)和設(shè)備，而是使用減震器組件抬高汽車底盤;此設(shè)計(jì)使用下擺臂的杠桿放大原理，可實(shí)現(xiàn)汽車底盤的大幅提升。 這種設(shè)計(jì)可以用作未來無人駕駛或聯(lián)網(wǎng)車輛的一部分，因此具備非常大的使用價(jià)值。

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

引言

當(dāng)前階段，伴隨著我們國家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速提升，在當(dāng)前世界汽車工業(yè)里，都在積極的對汽車的操控穩(wěn)定性以及平順性進(jìn)行改進(jìn)。并且針對這樣的一個(gè)領(lǐng)域，懸架其產(chǎn)生的影響力是最為嚴(yán)重的。在過去對懸架進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中需要根據(jù)設(shè)計(jì)者有關(guān)經(jīng)驗(yàn)以及主觀感受去完成懸架設(shè)計(jì)和性能的有效評價(jià)。這樣就要求設(shè)計(jì)者具備非常豐富的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，可是經(jīng)常其自身的精度和效率會受到影響這樣的一種情況無法對不斷提升的設(shè)計(jì)需求給予滿足。

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

目前，汽車總線技術(shù)以及電氣設(shè)備具備非常廣泛的應(yīng)用范圍，并促進(jìn)了汽車底盤集成化的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。第一階段吸引了汽車公司的更多關(guān)注。例如，由德爾?！づ量ǖ码姎夤狙邪l(fā)的汽車底盤控制系統(tǒng)UCC與驅(qū)動(dòng)（車輪）防滑系統(tǒng)，電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)有著直接的關(guān)系。使用傳感設(shè)備可以使底盤更好。對道路狀況進(jìn)行監(jiān)視和處理，以有效防止駕駛過程中的交通事故，并提高汽車的主動(dòng)安全性。這種集成技術(shù)通常使用總線傳輸技術(shù)將汽車的所有電子控制單元和傳感器科學(xué)地連接到獨(dú)立的電子控制系統(tǒng)傳感器，控制單元和執(zhí)行單元，例如懸架和驅(qū)動(dòng)以及制動(dòng)與轉(zhuǎn)向其都能夠推進(jìn)集成控制的快速實(shí)現(xiàn)。雖然其工作原理上有較大的差距，可是當(dāng)前的傳感器以及傳輸數(shù)據(jù)和執(zhí)行單元都具備非常強(qiáng)大的共享性。

1.2電子化特征

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響下，相關(guān)人員對于汽車底盤基本系統(tǒng)開發(fā)了與其相對的電子控制系統(tǒng)。并且還按照根據(jù)汽車運(yùn)動(dòng)的方向，每個(gè)電子控制系統(tǒng)則能夠被分成：縱向制動(dòng)以及驅(qū)動(dòng)控制和帶擺矩控制的橫向轉(zhuǎn)向以及垂直懸架控制。在這個(gè)階段，汽車底盤的每個(gè)電子控制系統(tǒng)主要是按照與其相對的功能去完成操作，而使用輪胎以及地面去完成相對的功能。例如，自動(dòng)鎖緊裝置控制縱向力其能夠讓汽車在制動(dòng)的時(shí)候能夠使用輪胎的地面附著系數(shù)去降低制動(dòng)距離，通過這樣的方式使得汽車行駛安全性得到有效的提升提高，同時(shí)使用主動(dòng)懸架調(diào)節(jié)力去對其進(jìn)行控制，通過這樣的一種方式去對車輛的垂直運(yùn)行進(jìn)行控制，完成車身側(cè)傾以及俯仰操作，使汽車具有強(qiáng)大的舒適性和可操作性。

2汽車懸架的現(xiàn)狀分析

汽車懸架系統(tǒng)是用于在框架和車軸之間連接和傳遞動(dòng)力的裝置。其組成元素包括彈性元素和力傳遞以及減振裝置，其主要的作用是降低并且消除車輛在行駛過程中產(chǎn)生的惡劣路況。振動(dòng)和沖擊在確保整個(gè)行駛過程中的車身穩(wěn)定性方面起著關(guān)鍵作用。目前，利用多體動(dòng)力學(xué)研究汽車的行駛性能對汽車懸架的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要意義。從1980年代中期開始，國內(nèi)大學(xué)逐漸將多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析方法引入汽車?？傮w性能分析。在運(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)對家用汽車尤其是作為汽車關(guān)鍵部件的懸架的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重大影響，極大地促進(jìn)了中國汽車工業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。目前，國內(nèi)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將經(jīng)典力學(xué)理論系統(tǒng)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，完成了復(fù)雜的建模和數(shù)據(jù)計(jì)算。設(shè)計(jì)前懸架時(shí)，請使用多體系統(tǒng)力學(xué)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并輸入基本參數(shù)。計(jì)算機(jī)可以處理和計(jì)算這些數(shù)據(jù)，極大地保證了計(jì)算結(jié)果的可靠性，并減少了數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)間。

3汽車底盤懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1底盤懸架與設(shè)置

在汽車底盤懸架的預(yù)設(shè)置過程中，通常需要注意以下幾點(diǎn)：結(jié)合汽車底盤懸架設(shè)計(jì)的實(shí)際需求和條件，弄清汽車的整體形狀。確定后，很難進(jìn)行修改和調(diào)整。當(dāng)模型之間存在間隙時(shí)，車輪的跳動(dòng)距離也存在較大間隙。在汽車底盤懸架的預(yù)布置過程中，應(yīng)基于10 cm的上下跳動(dòng)來明確車輪行程。在后續(xù)的調(diào)整工作中，由于后軸負(fù)載的明顯變化，應(yīng)為后懸架使其比前懸架更大，應(yīng)具有科學(xué)的價(jià)值。同時(shí)，需要考慮安裝輪胎防滑鏈的現(xiàn)象。從四輪驅(qū)動(dòng)保護(hù)的角度來看，懸架通常受驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響。如果汽車的后懸架是根據(jù)扭力梁結(jié)構(gòu)設(shè)置的，則工作將更加困難。采用水平法設(shè)計(jì)縱向?qū)U可以更好地科學(xué)控制車輪跳動(dòng)和回彈軸距的變化。

3.2前懸架設(shè)計(jì)

通常情況下，汽車的前懸架主要采用獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)方式，對懸架方式的澄清主要是實(shí)際的早期工作內(nèi)容。一種是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的幾何形狀。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，首先需要弄清轉(zhuǎn)向梯形。確保車輪的轉(zhuǎn)向中心滾動(dòng)而不在每個(gè)圓周上打滑。其中，在汽車設(shè)計(jì)過程中，非連續(xù)轉(zhuǎn)向梯形模式具有很強(qiáng)的實(shí)用性?？梢詫ζ溥M(jìn)行調(diào)整和更改，以提高汽車的靈活性并減小轉(zhuǎn)彎半徑。其次，定義主銷的大小。在這項(xiàng)工作中，通常包括主銷的傾斜度和前角。其中，主銷的向后傾斜和相對的車輪中心偏移可以合理地促進(jìn)車輪的側(cè)向力返回正力矩，從而使汽車能夠保持直線行駛。設(shè)計(jì)人員可以通過測量參考原型方法來確定主要銷售的相關(guān)數(shù)據(jù)。第三，減震器設(shè)計(jì)。減震器主要有兩相和單相兩種模式。當(dāng)車輪處于減震狀態(tài)時(shí)，減震器中的液體會通過阻尼孔摩擦，從而促進(jìn)了抗振性的實(shí)現(xiàn)。

3.3后懸架設(shè)置

在后懸架進(jìn)行設(shè)置過程中，要求針對汽車截面的大小和車輪規(guī)格以及上跳下跳距離等相關(guān)參數(shù)對其給予準(zhǔn)確的確認(rèn)。掌握前懸架特點(diǎn)以及相關(guān)的零件技術(shù)，為具體設(shè)計(jì)工作的有效落實(shí)締造非常好的發(fā)展條件。

4汽車底盤系統(tǒng)工藝分析

4.1無需使用任何輔助工具和設(shè)備。首先，將后懸架副車架固定在車身上。第二，降低橋板鏈條，用車輛的彈簧壓縮彈簧。第三，工人隨后鉆入汽車底部并使用溝槽擰緊螺栓。該方法嚴(yán)重影響線體的生產(chǎn)周期，并且在生產(chǎn)線上安裝溝槽也影響生產(chǎn)安全，因此不能應(yīng)用于最終組裝過程。

4.2使用起重設(shè)備支撐懸架系統(tǒng)。使用車輛自重和起重設(shè)備壓縮螺旋彈簧，然后擰緊螺栓。該方法的成本低，但是由于提升設(shè)備的提升，車輛可能無法牢固地固定在橋板鏈上，并且容易脫落。

4.3使用特殊的壓緊裝置。通過離線氣動(dòng)裝置壓縮螺旋彈簧，然后使用特殊的快速壓縮裝置保持螺旋彈簧的壓縮狀態(tài)。將螺旋彈簧放置在指定位置并擰緊螺栓。該方法可以將后懸架安裝在半負(fù)載狀態(tài)，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4現(xiàn)有的總裝過程要求每個(gè)零件供應(yīng)商將大量散件發(fā)送到總裝車間的倉庫區(qū)域，然后總裝車間的物流配送人員依次將離散零件發(fā)送到每個(gè)工位。每個(gè)工作站操作員都根據(jù)過程卡的要求進(jìn)行逐步組裝。懸架系統(tǒng)也遵循此要求，但是因?yàn)檠b配車間操作員僅基于過程卡來固定標(biāo)準(zhǔn)零件。無法檢測每個(gè)組件的組裝是否到位，例如橡膠襯套的角度，并且懸架中橡膠襯套的工作角度方法為±15°。但是，此項(xiàng)目未在組裝過程卡中進(jìn)行測試。因此，現(xiàn)行的工藝流程是不健全的。

結(jié)束語

伴隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展汽車懸架系統(tǒng)獲得學(xué)者以及專家們的普遍關(guān)注。汽車懸架其本身是車輪以及承載式車身彼此進(jìn)行傳力連接裝置的整體稱謂，同時(shí)也是對乘坐舒適以及行駛安全給予保證的主要部件，其自身的作用是緩沖同時(shí)吸收因?yàn)椴黄铰访鎮(zhèn)鬟f到車架以及車身的一種沖擊與振動(dòng)，并且對于兩者所有力以及扭矩進(jìn)行船體，使得汽車可以保持平順行駛。從而使得汽車保持行駛的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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