汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)分析

鄭曉宇 許明東

摘要：隨著科技的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量得以提升，對(duì)汽車的需求量也日益增加?？墒钱?dāng)今世界許多能源是不可再生的，工業(yè)各行各業(yè)都特別主要節(jié)能減排。就當(dāng)前汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著汽車耗油量的逐漸增加，更加看重汽車的節(jié)能減排。根據(jù)數(shù)據(jù)得知，汽車質(zhì)量下降1%，其耗油量就會(huì)下降越5%，因此，降低汽車重量可以有效減少耗油量，進(jìn)而起到節(jié)能減排的效果。我國(guó)的汽車制造業(yè)在汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)上開(kāi)設(shè)輕量化設(shè)計(jì)，并能在確保汽車性能的同時(shí)要盡量輕量化零件，在降低重量的同時(shí)，降低汽油的消耗。設(shè)計(jì)汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵零部件的輕量化設(shè)計(jì)是，能有效降低汽車總重量。在本文主要講的就是汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：汽車底盤(pán)懸架;關(guān)鍵部件;輕量化設(shè)計(jì)

引言：我國(guó)汽車工業(yè)在這些年發(fā)展的較為迅猛，特別是底盤(pán)懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要，汽車懸架是保證汽車行駛安全與舒適度的重要部件，在道路顛簸不平時(shí)可以起到緩沖作用。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要優(yōu)化雙縱向臂的獨(dú)立懸架，對(duì)上、下縱向臂要調(diào)整其長(zhǎng)度，使其能夠與汽車輪、架的縱向壁相匹配。采用這種設(shè)計(jì)，能夠讓汽車在運(yùn)行中，其軸距和前汽車輪的位置一直維持在一定參數(shù)內(nèi)，這樣的話可以有效保證汽車行駛安全。

一、簡(jiǎn)述汽車底盤(pán)懸架

汽車的底盤(pán)懸架構(gòu)架是一種有彈性的，能夠連接承載系統(tǒng)與車輛的構(gòu)架。在汽車中的作用是能夠減震、緩沖壓力等。此外，要是汽車在運(yùn)行中，該構(gòu)架能夠調(diào)整汽車身，能夠盡量降低安全事故出現(xiàn)。汽車底盤(pán)懸架的主要性能是，當(dāng)汽車輪在受到道路作用時(shí)向車架傳遞時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力，這些應(yīng)力會(huì)帶來(lái)一定的力矩，力矩同樣是通過(guò)底盤(pán)傳到汽車架上，一般這點(diǎn)常常會(huì)被人們忽視。底盤(pán)懸架能夠在汽車運(yùn)行時(shí)，遇到坑洼的路面會(huì)顛簸，產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)被底盤(pán)懸架吸收，以此來(lái)保證汽車安穩(wěn)地行駛，這時(shí)司機(jī)與乘客的體驗(yàn)會(huì)更加的舒適。底盤(pán)懸架可以保證汽車輪與車身之間的關(guān)系一直保持在動(dòng)態(tài)的幾何狀態(tài)，在汽車動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，車輪會(huì)有規(guī)律地運(yùn)作，車身也會(huì)按照一定軌道有節(jié)奏的動(dòng)作。當(dāng)前的汽車構(gòu)架，底盤(pán)懸架的設(shè)計(jì)大多數(shù)不是獨(dú)立的，非獨(dú)立的底盤(pán)懸架主要有兩個(gè)部分組成，前懸架與后懸架。前懸架包括減震器、穩(wěn)定桿等。后懸架包括平衡軸、緩沖塊等。其中后懸架的性能是平衡車身。

二、汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件的輕量化設(shè)計(jì)

1、集成化

底盤(pán)零件集成化設(shè)計(jì)，就是對(duì)整個(gè)構(gòu)架進(jìn)行細(xì)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓構(gòu)架關(guān)鍵零件具備兼用性。汽車底盤(pán)零件的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)出的零件是無(wú)法兼用的，在構(gòu)架的各個(gè)零件中，界限非常明顯，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的支架零件是很多的，在空間的分布上也較為緊湊，但是各個(gè)零件間有明顯界限。要是對(duì)這些零件進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，根據(jù)輕量化設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)一定會(huì)多加考量，設(shè)計(jì)出幾個(gè)集成支架共同組合成一個(gè)集成化零件，零件重量一定會(huì)減輕不少，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了底盤(pán)懸架輕量化設(shè)計(jì)。

2、前懸架

設(shè)計(jì)汽車底盤(pán)前懸架時(shí)，這個(gè)前懸架的設(shè)計(jì)需要是獨(dú)立的額，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要清楚轉(zhuǎn)型梯形，要能保證車輪在轉(zhuǎn)向的適合，不會(huì)打滑，轉(zhuǎn)向要能保證平穩(wěn)進(jìn)行。設(shè)計(jì)主銷時(shí)，需要確定主銷大小，主要是確定好主銷的傾角與腳輪的傾角等。主銷的腳輪其傾角如果是偏移車輪的中心的話，那么車輪側(cè)向力會(huì)返到力矩，這時(shí)汽車會(huì)在運(yùn)行時(shí)能夠保持直線行駛，設(shè)計(jì)是很合理的。設(shè)計(jì)師要想得到主銷的信息，可以從測(cè)量樣本來(lái)得到。減震器的設(shè)計(jì)主要有兩種，單向與雙向。當(dāng)汽車正在減震，減震器里的液體會(huì)與阻尼孔相摩擦，進(jìn)而達(dá)到減震的效果。

3、等應(yīng)力

設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到汽車底盤(pán)懸架的重量，這時(shí)需要用到等應(yīng)力設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)是在底盤(pán)懸架的性能得到保證的情況下，盡可能降低關(guān)鍵零件的重量，做出輕量化設(shè)計(jì)，優(yōu)化構(gòu)架結(jié)構(gòu)，控制好冗余的強(qiáng)度，把構(gòu)架關(guān)鍵零件約束到規(guī)定的位置上，將構(gòu)架調(diào)整的哦最優(yōu)狀態(tài)，其效果當(dāng)然是能夠達(dá)到預(yù)期效果的。最應(yīng)該讓設(shè)計(jì)師關(guān)注的關(guān)鍵零部件是轉(zhuǎn)向節(jié)與控制臂，比如，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向節(jié)時(shí)，設(shè)計(jì)人員把鑄鋁當(dāng)做首選材料，低應(yīng)力區(qū)加以弱化，同時(shí)高應(yīng)力區(qū)要得到強(qiáng)化，進(jìn)而保證關(guān)鍵零部件應(yīng)力是均衡的，這對(duì)輕量化設(shè)計(jì)是有積極推動(dòng)的，可以有效提高設(shè)計(jì)效果，均衡零件應(yīng)力。進(jìn)而有效降低了汽車的重量。

4、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

我們從上面的論述中可以知道，在設(shè)計(jì)汽車底盤(pán)懸架的關(guān)鍵零部件時(shí)，采用鋁合金與高強(qiáng)度的鋼材料，可以有效降低底盤(pán)構(gòu)架的重量，并不會(huì)降低底盤(pán)的功能。并且汽車耗費(fèi)的汽油也會(huì)跟隨汽車重量的降低更加節(jié)省油，節(jié)省了能源，這和我們現(xiàn)在我國(guó)提倡的節(jié)能減排相符。信息時(shí)代的當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的應(yīng)用愈發(fā)高了。設(shè)計(jì)底盤(pán)懸架時(shí)，設(shè)計(jì)師可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)可以作為輔助，幫助設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出最優(yōu)方案，進(jìn)而有效降低關(guān)鍵零部件的重量。在驗(yàn)證零部件上，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效控制成本，使其存在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。在概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，讓零部件的空間布置更加合理，結(jié)構(gòu)更加科學(xué)。力學(xué)作為切入點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保證底盤(pán)的懸架零部件的空間和負(fù)荷均衡。對(duì)零部件設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，并優(yōu)化部件機(jī)構(gòu)，提升設(shè)計(jì)效果。汽車量產(chǎn)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化工藝，讓產(chǎn)品更加安全，更加穩(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述， 我國(guó)當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，隨著節(jié)能減排理念的提出，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)輕量化概念逐漸走入人們的視野，在輕量化設(shè)計(jì)中怎樣選擇適合的材料和技術(shù)，讓汽車制造行業(yè)的相關(guān)工作得以順利進(jìn)行，是當(dāng)前需要做的事。為了可以推動(dòng)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展進(jìn)步，設(shè)計(jì)出的汽車要能夠做到節(jié)能減排，盡量降低燃油的消耗。在設(shè)計(jì)上要盡量降低底盤(pán)懸架關(guān)鍵零部件的重量，做到輕量化設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，采取輕量化材料制作這些關(guān)鍵零件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，切實(shí)講的燃油的消耗，有效提高了汽車制造水平，推動(dòng)了我國(guó)汽車行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，提升了我國(guó)汽車行業(yè)在市場(chǎng)上的影響力。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫永飛，羅文靜，陳賀峰，邸云龍，劉攀.探討汽車底盤(pán)懸架關(guān)鍵部件輕量化設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（04）：20-21.