汽车底盘悬架关键部件轻量化设计分析

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，由汽车业发展现状可知，节能减排是大势所趋。在燃油消耗量日益增加的当下，要想抢占市场份额，从事汽车制造及相关工作的企业必然将新能源动力、轻量化设计提上日程，在确保汽车功能不被影响的前提下，通过减轻部件质量的方式，避免燃油被大量消耗。只有落实轻量化设计，才能推动汽车业朝着持续发展的方向前进，由此可见，本文所讨论内容具有突出的社会价值。

关键词：汽车制造；轻量化设计；底盘悬架部件；底盘悬架质量 1、汽车底盘悬架的功能

底盘悬架是汽车的重要组成，能够对汽车进行承载，起到传递负荷的作用，能够有效地完成对行驶中的车辆进行调节。底盘悬架系统将作为对车辆进行的承受支撑，将驱动力等传递到车架，将行驶中的车辆产生的震动、冲击等进行吸收，与轮胎在相互作用下进行车辆行驶的平衡，充分保障汽车行驶的舒适性，极大的增强安全性，构建和维持车体和车轮的动态化关系，保障汽车能够正常行驶。 2、汽车底盘悬架关键部件轻量化概述

2.1轻量化材料的应用

汽车底盘悬架关键部件轻量化设计当中，需要采用更为新型的轻量化材料，这样既能够保障汽车稳定行驶，同时也能够减轻底盘悬架的重量。随着汽车制造水平的提升，具有高轻度的钢材、铝合金等都在底盘悬架构建当中得到了广泛的应用，实现了汽车底盘悬架关键部件轻量化发展，例如在进行副车架、控制臂当中应用合金铝材料或者是高强度钢材，就能够降低汽车的重量，通常由65公斤降到45公斤，在减轻重量的同时也能够满足汽车底盘悬架的质量要求，充分发挥出汽车的性能。

2.2轻量化结构的设计

需要对汽车底盘悬架关键部件结构进行优化，这样才能够实现汽车底盘悬架关键部件轻量化发展，充分控制汽车制造成本，这会对汽车未来发展产生重要影响。随着科学技术水平的不断提升，计算机仿真技术在汽车制造当中得到了广泛应用，实现了汽车结构的优化，根据设计标准对形状和尺寸等进行改善，促进了汽车制造业的技术提升。例如在汽车轻量化结构设计当中，底盘后悬架扭力梁主要应用CAE优化技术，更好地完成了底盘密度分布，调整了底盘管梁厚度，经过对设计方案的对比，能够在重量上降低8%。

2.3轻量化工艺的创新应用

汽车底盘悬架关键部件轻量化设计当中，零件制造工艺要实现创新，提升汽车零件使用的稳定性，根据轻量化设计需求开展制造材料的生产。在工艺创新中，通常采用铝合金材料进行汽车底盘悬架的制造，根据承载效果和零件结合情况对形状上进行选择，这样才能够提升零件质量。 3、汽车底盘悬架关键部件轻量化的设计

3.1减重设计

对汽车底盘悬架关键部件进行减重设计，能起到汽车底盘悬架的轻量化，对汽车底盘悬架关键部件的零件形状和大小尺寸进行合理设计，比如运用CAE的先进技术对车辆底盘进行材料密度的优化。其次计算机技术的引进也可以对车汽车底盘悬架结构起到优化作用，它对汽车重要零件的生产工艺进行有效的改革创新。我国合金技术一直都处在世界领先水平，近几年很多汽车制造业采用新型的轻质合金材料替换了原始冲焊的旧材料，使汽车底盘冲焊零件尽早地完成了轻量化设计，有效地提升了汽车底盘悬架关键部件轻量化的设计水平。

3.2集成化的设计方法

在各种固体联件的过渡支架应用上，集成化的设计能够带来减重等重要效果。集成化设计可以提高汽车底盘悬架系统的兼用性和延展性。在集成化的设计之后，可以将原来分属于两个个体的转向节和纵臂钣金，在保证耐用性和强度结构等基础上减小高达百分之二十的重量，可以有效提高汽车底盘悬架关键部件轻量化的实施。如图一所示：

3.4悬架支架结构优化

结构优化设计是对汽车整体以及零部件结构进行分析，通过对结构进行改进优化，在保证安全使用性能的前提下，实现汽车结构和零部件的整体化、精简化以及轻质化。汽车结构优化主要的主要方法是：尺寸优化、形状优化和拓扑优化。尺寸优化主要针对汽车结构和零部件的型面和板厚进行优化；形状优化则是根据零件的主要受力位置，对零件的形状进行改进优化，使零件的受力更加均匀；拓扑优化在汽车结构的概念设计阶段应用较多，在给定汽车结构的设计区域内通过优化算法，在满足约束条件情况下，实现结构材料的最佳布局形式，提高材料的利用率，保证结构的各项性能在合理的安全系数范围以内。

3.5汽车底盘悬架关键部件轻量化等边界设计

在进行汽车底盘悬架关键部件轻量化设计时，采用底盘的等边界设计也可以有效的降低汽车底盘选件关键部件的重量，根据汽车底盘零件材料的力学特性和制造工艺进行分析，在实际的设计中，在等边界的条件下进行结构的合理优化，由于汽车本身底盘悬架系统和零件的发展，导致等边界设计方法具有重要作用。以某B级汽车的底盘控制臂设计为例，在进行底盘控制臂的减重方案中，采取高

强度钢材料的应用，根据该B级车平台下不同车型的控制臂进行对比，形成良好的等边界设计，对方案进行验证，采用最优的方案进行减重设计，从而提高该B级车型的沿用率，有效降低汽车底盘悬架的重量，有效的降低汽车零件生产成本。

3.6前悬架设计

通常情况下轿车前悬架主要对悬架设计模式进行使用，其中悬架模式的明确主要为实际前期工作内容。其一，转向系统几何大小。在对转向系统进行设计期间，需要先对转向梯形进行明确。确保车轮转向中心在各圆周上进行无滑动滚动。其中在轿车设计期间，断开式转向梯形模式具有较强的实用性，可通过对其进行调整与改变，提高汽车行驶的灵活性，降低转弯半径。其二，主销大小界定。在这一工作中通常包括主销内倾角、后倾角等内容。其中主销后倾角与相对轮心偏距可较促进车轮侧向力回正力矩具有合理性，使汽车保持直线行驶。设计人员可通过测量参考样车方法明确主销相关数据信息。其三，减震器设计。减震器主要为双向与单相两种模式。在汽车车轮处于减震状态时，减震器中液体通过阻尼孔进行摩擦，促进振动阻力的实现。根据热能模式对振动能量进行替代，在通过故发，促进振动衰减的出现。在实际设计期间，主销轴线与减震器轴线需要具有完善的重合性。

3.7汽车底盘轻量化效果与成本的合理

为了考虑汽车制造的经济化，在实现汽车底盘悬架轻量化设计的同时，也要结合汽车生产的成本进行合理，综合考虑汽车制造的经济性和实用性，对汽车制造方案进行综合评估，汽车底盘零部件制造所使用的材料成本，生产技术成本等进行合理的衡量，选择最优的生产方案，切实提高汽车的轻量化发展，对汽车制造企业的发展具有重要意义，有效提高汽车制造企业的市场影响力。 结语：为了能够实现汽车产业的可持续性发展，保障汽车能够节能减排，不断地降低汽车油耗，汽车制造企业需要注重汽车底盘悬架关键部件轻量化设计工作，优化和创新汽车底盘悬架关键部件轻量化设计，采用轻量化零部件，做好产品设计的覆盖工作，通过验证对开发流程进行整改，保障在工艺技术、成本投入以及材料使用上找到均衡点进行目标集的构建，这样才能够实现汽车底盘悬架关键部

件轻量化发展，满足设计目标的需求，这也为今后汽车行业的发展指明了方向。 参考文献：

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