趙肖斌

摘? ?要：在汽車基本結(jié)構(gòu)中，底盤需要發(fā)揮重要作用?；诖?，本文對汽車底盤結(jié)構(gòu)展開了分析，對傳動系、行駛系、制動系和轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)組成情況進行了研究，然后對汽車底盤結(jié)構(gòu)的輕量化、穩(wěn)固化和動力化發(fā)展趨勢進行了探討，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車? 底盤結(jié)構(gòu)? 輕量化? 動力化

中圖分類號：U463.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）12（a）-0071-02

近年來，汽車底盤結(jié)構(gòu)取得了不斷發(fā)展，以滿足汽車的安全、穩(wěn)定運行要求。作為裝載汽車各種系統(tǒng)和零件的部位，汽車底盤結(jié)構(gòu)復雜，將對汽車整體性能產(chǎn)生影響。因此，還應(yīng)加強汽車底盤結(jié)構(gòu)研究，以便在進一步掌握汽車構(gòu)造的同時，了解汽車技術(shù)的未來發(fā)展方向。

1? 汽車底盤結(jié)構(gòu)分析

汽車底盤是汽車基體，需要為其他部件提供支撐力，從結(jié)構(gòu)上來看可以劃分為四個部分，即傳動系、轉(zhuǎn)向系、行駛系和制動系，不同部分擁有不同結(jié)構(gòu)和功能，需要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理化設(shè)計，以便使汽車行駛的穩(wěn)定性、安全性和動力性得到保證。

1.1 傳動系

按照動力傳輸方式，傳動系可以劃分為液壓傳動、液力傳動、機械傳動和電傳動等類型。從結(jié)構(gòu)上來看，包含離合器、差速器、萬向傳動裝置、變速器等構(gòu)件。離合器分為液力式、摩擦式等多種，廣泛應(yīng)用的為片式摩擦離合器，擁有較大摩擦系數(shù)，在外界操縱力作用下可以實現(xiàn)發(fā)動機輸出動力和車輪動力轉(zhuǎn)換。摩擦片數(shù)需要結(jié)合實際情況確定，通常為一片。按照換擋方式，變速器可以劃分為機械式、動力式等多種，前者由人力通過操縱機構(gòu)撥動齒輪或結(jié)合套實現(xiàn)換擋操作，后者采用換擋離合器，通過將不同檔位齒輪與軸連接實現(xiàn)換擋操作[1]。針對相交軸，需要利用萬向傳動裝置實現(xiàn)動力傳遞。而減速器等構(gòu)件采用齒輪傳動，結(jié)合整車構(gòu)造和發(fā)動機位置進行安裝固定，可以使行駛中的車輛減速運行。傳動系可以與汽車發(fā)動機聯(lián)合，負責將到發(fā)動機動力傳輸給驅(qū)動車輪，確保汽車在不同工況下均能正常行駛。

1.2 轉(zhuǎn)向系

轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向盤等構(gòu)件組成，能夠?qū)ζ囆旭偡较蜻M行轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)向器將在車架上固定，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操縱力傳輸時會改變傳動力方向。在工作過程中，轉(zhuǎn)動盤發(fā)生轉(zhuǎn)動后，會向轉(zhuǎn)向器施加力，促使內(nèi)部齒條軸重復循環(huán)運動，促使轉(zhuǎn)向操縱力得到放大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)汽車行駛方向調(diào)整。按照國家規(guī)定，轉(zhuǎn)向盤多位于左側(cè)，因為能夠使兩車交會時保持視線開闊。在轉(zhuǎn)向系設(shè)計中，需要加強角傳動比控制，即轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)增量比。在汽車設(shè)計提出不同的轉(zhuǎn)向靈敏度要求時，需要采取不同的轉(zhuǎn)向角傳動比。如果靈敏度較高，還要利用助力轉(zhuǎn)向裝置和變速轉(zhuǎn)向器保證轉(zhuǎn)向輕便和靈敏。

1.3 行駛系

行駛系可以對發(fā)動機動力進行接收，實現(xiàn)汽車驅(qū)動輪的驅(qū)動。與轉(zhuǎn)向系聯(lián)合，能夠使汽車行駛期間得到穩(wěn)定操縱。從構(gòu)件組成上來看，包含車架、車轎車輪和懸架等，能夠?qū)ζ嚳傊亓窟M行承載，同時對車輪提供的地面反力進行承載，使汽車行駛振動、路面沖擊力等得到削弱。在車架上，汽車的多數(shù)零件和系統(tǒng)都將得到固定，因此要求車架達到一定剛度和強度要求，可以劃分整體式和鉸鏈式兩類，前者車架為一整塊，后者包含前后車架，采用鉸鏈連接。車轎車輪與車輪操控密切相關(guān)，需要對制動力、垂直反力等力引起的力矩進行承受，包含轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋等多種。懸架與車架車橋直接連接，能夠利用減振器等部件提高車輛的穩(wěn)定性。

1.4 制動系

制動系由駐車制動系和行車制動系這兩套制動系統(tǒng)構(gòu)成，彼此之間相互獨立且相互關(guān)聯(lián)，擁有各自獨立的制動傳動機構(gòu)和制動器，國內(nèi)汽車多配備配套制動防抱死系統(tǒng)。在制動系的作用下，行駛狀態(tài)中的汽車能夠可靠停駐和安全減速。在行車制動系統(tǒng)中，通常車輪制動器的旋轉(zhuǎn)元件處于齒輪或半軸上。在駐車制動系統(tǒng)中，中央制動器通常在傳動系的傳動軸上進行旋轉(zhuǎn)元件安裝。

2? 汽車底盤結(jié)構(gòu)的發(fā)展探討

2.1 輕量化發(fā)展

減輕底盤結(jié)構(gòu)重量，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)油耗節(jié)約，還能滿足汽車安全運行需求，同時減少汽車尾氣的排放，使汽車設(shè)計向著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展?，F(xiàn)階段，寶馬、奔馳等汽車品牌都開始運用鋁合金材料進行底盤車架生產(chǎn)，該種材料不僅具有較強的耐腐蝕性，同時密度較小、便于成型，能夠?qū)崿F(xiàn)底盤結(jié)構(gòu)的輕量化。與此同時，鎂合金等輕質(zhì)化材料也經(jīng)過了實驗室研究，逐步進入到量化生產(chǎn)階段，能夠在汽車底盤架構(gòu)生產(chǎn)中得到運用。在輕量化技術(shù)運用上，則提出了W形沖壓梁，通過高強沖壓加工成型，能夠在提升底盤結(jié)構(gòu)強度的同時，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計[2]。采用W梁，也能減少應(yīng)力集中、橫截面跨度大等問題的產(chǎn)生，促使底盤梁結(jié)構(gòu)的剛度得到提升，因此在底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造中逐步得到了應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)發(fā)展方向上來看，未來汽車底盤結(jié)構(gòu)將取得輕量化發(fā)展。

2.2 穩(wěn)固化發(fā)展

懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計，就是為了提高汽車底盤穩(wěn)定性。汽車底盤結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)固，直接關(guān)系到汽車行駛是否具有安全性。因此在底盤結(jié)構(gòu)發(fā)展中，將向著穩(wěn)固化的方向發(fā)展。在行駛速度較高的汽車中，通常需要完成由彈性元件、減振器、導向裝置構(gòu)成的懸架設(shè)計，借助鋼板彈簧對地面顛簸帶來的振動進行緩沖，利用減振器使通過彈性元件傳遞的振動能量得到衰減。在現(xiàn)代汽車中，多采用液壓式減振器，可以憑借工作油在狹小縫隙中流動產(chǎn)生的熱量對振動動能進行消耗。此外在底盤結(jié)構(gòu)研制上，目前重點進行熱成型高強度鋼材的研發(fā)，運用在底盤防撞結(jié)構(gòu)上能夠使車輛整體剛度和強度得到提高，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在底盤構(gòu)件設(shè)計上，也可開始采用圓形孔的手段，以便使構(gòu)件應(yīng)力能夠得到均勻分布，保證構(gòu)件安全。

2.3 動力化發(fā)展

為滿足社會發(fā)展節(jié)能環(huán)保要求，新能源汽車得到了研發(fā)。不同于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車側(cè)重采用鋁制滑板式底盤，盡管核心部件組成無明顯差別，但是由于需要采用電子控制方式進行轉(zhuǎn)向、制動等系統(tǒng)的調(diào)控，使得底盤結(jié)構(gòu)形式發(fā)生了一定變化。在底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計上，離合器、變速器等部件被取消，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等利用電氣連接，使得底盤空間有所增大。在前后軸位置，需要完成動力電機的布置，因此在底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計上需要提高動力傳遞效率，以便使汽車更具實用性。底盤上裝載的油箱被動力電池組取代，需要實現(xiàn)分散擺放，以便減少摩擦和碰撞。結(jié)合這一特點進行底盤結(jié)構(gòu)改裝，需要保證電池組位于底盤質(zhì)心，應(yīng)靠近主減速器，以便使動力傳遞過程中產(chǎn)生的能量損耗得到減少，同時也能使動力分配更加均勻，在實現(xiàn)底盤空間結(jié)構(gòu)充分利用的同時，促使汽車制動、轉(zhuǎn)向和行駛等能力得到提高[3]。

3? 結(jié)語

綜上所述，汽車底盤各部分結(jié)構(gòu)需要發(fā)揮不同功能，結(jié)合汽車整體性能要求實現(xiàn)合理設(shè)計，才能保證汽車運行質(zhì)量。而伴隨著汽車性能設(shè)計要求的不斷提高，底盤結(jié)構(gòu)將向輕量化、穩(wěn)固化和動力化的方向發(fā)展，促使汽車工業(yè)技術(shù)水平達到新高度。

參考文獻

[1] 呂天星.新能源汽車底盤設(shè)計方向探析[J].內(nèi)燃機與配件，2018（10）：4-6.

[2] 王道勝，史振萍.微型新能源汽車底盤結(jié)構(gòu)靜強度分析及優(yōu)化設(shè)計[J].汽車實用技術(shù)，2017（1）：21-22，43.

[3] 陳旭，蘭孟飛，劉慶，等.汽車底盤模塊劃分及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型的建立[J].重慶理工大學學報：自然科學，2015，29（10）：19-23.