汽车底盘悬架关键部件轻量化设计分析

郑晓宇 许明东

摘要：随着科技的进步，人们的生活质量得以提升，对汽车的需求量也日益增加。可是当今世界许多能源是不可再生的，工业各行各业都特别主要节能减排。就当前汽车行业来说，随着汽车耗油量的逐渐增加，更加看重汽车的节能减排。根据数据得知，汽车质量下降1%，其耗油量就会下降越5%，因此，降低汽车重量可以有效减少耗油量，进而起到节能减排的效果。我国的汽车制造业在汽车底盘悬架关键零部件的设计上开设轻量化设计，并能在确保汽车性能的同時要尽量轻量化零件，在降低重量的同时，降低汽油的消耗。设计汽车底盘悬架关键零部件的轻量化设计是，能有效降低汽车总重量。在本文主要讲的就是汽车底盘悬架关键部件轻量化设计。

关键词：汽车底盘悬架;关键部件;轻量化设计

引言：我国汽车工业在这些年发展的较为迅猛，特别是底盘悬架结构设计非常重要，汽车悬架是保证汽车行驶安全与舒适度的重要部件，在道路颠簸不平时可以起到缓冲作用。设计时，设计师需要优化双纵向臂的独立悬架，对上、下纵向臂要调整其长度，使其能够与汽车轮、架的纵向壁相匹配。采用这种设计，能够让汽车在运行中，其轴距和前汽车轮的位置一直维持在一定参数内，这样的话可以有效保证汽车行驶安全。

一、简述汽车底盘悬架

汽车的底盘悬架构架是一种有弹性的，能够连接承载系统与车辆的构架。在汽车中的作用是能够减震、缓冲压力等。此外，要是汽车在运行中，该构架能够调整汽车身，能够尽量降低安全事故出现。汽车底盘悬架的主要性能是，当汽车轮在受到道路作用时向车架传递时，产生的应力，这些应力会带来一定的力矩，力矩同样是通过底盘传到汽车架上，一般这点常常会被人们忽视。底盘悬架能够在汽车运行时，遇到坑洼的路面会颠簸，产生的振动会被底盘悬架吸收，以此来保证汽车安稳地行驶，这时司机与乘客的体验会更加的舒适。底盘悬架可以保证汽车轮与车身之间的关系一直保持在动态的几何状态，在汽车动态运转时，车轮会有规律地运作，车身也会按照一定轨道有节奏的动作。当前的汽车构架，底盘悬架的设计大多数不是独立的，非独立的底盘悬架主要有两个部分组成，前悬架与后悬架。前悬架包括减震器、稳定杆等。后悬架包括平衡轴、缓冲块等。其中后悬架的性能是平衡车身。

二、汽车底盘悬架关键部件的轻量化设计

1、集成化

底盘零件集成化设计，就是对整个构架进行细化系统设计，让构架关键零件具备兼用性。汽车底盘零件的传统设计，所设计出的零件是无法兼用的，在构架的各个零件中，界限非常明显，传统设计中的支架零件是很多的，在空间的分布上也较为紧凑，但是各个零件间有明显界限。要是对这些零件进行集成化设计，根据轻量化设计方案，设计师在设计时一定会多加考量，设计出几个集成支架共同组合成一个集成化零件，零件重量一定会减轻不少，在一定程度上实现了底盘悬架轻量化设计。

2、前悬架

设计汽车底盘前悬架时，这个前悬架的设计需要是独立的额，转向系统的设计，要清楚转型梯形，要能保证车轮在转向的适合，不会打滑，转向要能保证平稳进行。设计主销时，需要确定主销大小，主要是确定好主销的倾角与脚轮的倾角等。主销的脚轮其倾角如果是偏移车轮的中心的话，那么车轮侧向力会返到力矩，这时汽车会在运行时能够保持直线行驶，设计是很合理的。设计师要想得到主销的信息，可以从测量样本来得到。减震器的设计主要有两种，单向与双向。当汽车正在减震，减震器里的液体会与阻尼孔相摩擦，进而达到减震的效果。

3、等应力

设计师在设计时，要充分考虑到汽车底盘悬架的重量，这时需要用到等应力设计。这种设计是在底盘悬架的性能得到保证的情况下，尽可能降低关键零件的重量，做出轻量化设计，优化构架结构，控制好冗余的强度，把构架关键零件约束到规定的位置上，将构架调整的哦最优状态，其效果当然是能够达到预期效果的。最应该让设计师关注的关键零部件是转向节与控制臂，比如，设计转向节时，设计人员把铸铝当做首选材料，低应力区加以弱化，同时高应力区要得到强化，进而保证关键零部件应力是均衡的，这对轻量化设计是有积极推动的，可以有效提高设计效果，均衡零件应力。进而有效降低了汽车的重量。

4、计算机技术的应用

我们从上面的论述中可以知道，在设计汽车底盘悬架的关键零部件时，采用铝合金与高强度的钢材料，可以有效降低底盘构架的重量，并不会降低底盘的功能。并且汽车耗费的汽油也会跟随汽车重量的降低更加节省油，节省了能源，这和我们现在我国提倡的节能减排相符。信息时代的当今社会，计算机技术水平的应用愈发高了。设计底盘悬架时，设计师可以利用先进的计算机技术来进行设计，计算机可以作为辅助，帮助设计师设计出最优方案，进而有效降低关键零部件的重量。在验证零部件上，计算机技术的应用能够有效控制成本，使其存在合理范围内，进而提升产品竞争力。在概念设计时，应用计算机技术可以拓扑优化设计，让零部件的空间布置更加合理，结构更加科学。力学作为切入点，优化设计方案，保证底盘的悬架零部件的空间和负荷均衡。对零部件设计进行对比，并优化部件机构，提升设计效果。汽车量产前，计算机技术的应用可以优化工艺，让产品更加安全，更加稳定。

结束语：综上所述， 我国当前汽车行业发展势头迅猛，随着节能减排理念的提出，在设计汽车时轻量化概念逐渐走入人们的视野，在轻量化设计中怎样选择适合的材料和技术，让汽车制造行业的相关工作得以顺利进行，是当前需要做的事。为了可以推动我国汽车产业的持续发展进步，设计出的汽车要能够做到节能减排，尽量降低燃油的消耗。在设计上要尽量降低底盘悬架关键零部件的重量，做到轻量化设计，采用先进的设计手段，采取轻量化材料制作这些关键零件，进而实现汽车底盘悬架关键部件轻量化设计，优化设计方案，切实讲的燃油的消耗，有效提高了汽车制造水平，推动了我国汽车行业的稳步发展，提升了我国汽车行业在市场上的影响力。

参考文献：

[1]孙永飞，罗文静，陈贺峰，邸云龙，刘攀.探讨汽车底盘悬架关键部件轻量化设计[J].内燃机与配件，2020（04）：20-21.