摘 要：本文在分析汽车轻量化平衡悬架研究现状的基础上，给出了整车主要参数设计计算，重点分析了平衡悬架设计方案。本研究对促进汽车轻量化技术的发展提供一定的研究基础。
关键词：汽车轻量化；平衡悬架；设计方案
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.041
1 平衡悬架现状及发展
平衡悬架具有结构简单、可靠、性能良好的特点，是双后桥重卡自卸车和牵引车后悬架的传统使用结构。现如今平衡悬架在重型车辆和使用在苛刻路面的车辆上仍然具有突出的优势。近年来，国内外在悬架产品结构优化、性能提升、减重降本等核心问题上也取得了很多进步。
随着平衡悬架技术的发展，平衡悬架已从单一的整体式钢板弹簧悬架发展到分体断开式平衡悬架、擺臂式平衡悬架、空气平衡悬架和橡胶平衡悬架等多种悬架结构形式并存的状态。国内平衡悬架开发在借鉴国外先进技术的同时，主流重卡企业和平衡悬架专业生产厂家也在进行自主设计和优化设计中不断进步，这对于我国重卡的发展提供了有力的支撑。
近年来，随着政府治理超载的执法越来越严，燃油价格的不断上涨，市场对重卡轻量化的需求也愈加明显。为此，一汽、东风、重汽、欧曼等汽车厂家，在汽车的轻量化上开展了深入的研究，并成功推出了一系列轻量化车辆以满足市场需求。其中典型的轻量化代表车型有解放的J6、重汽的HOWO、福田欧曼6系、东风的天龙系列等。平衡悬架是重型汽车的关键承载部分，同时其重量也约占底盘总重量的10%，是汽车轻量化设计的重点对象之一。
2 整车主要参数确定
根据以上设计和法规要求，结合轻量化8x4自卸车开发目标及整体车型系列规划和公告参数要求，确定车辆外廓尺寸，见图1所示。汽车最大长度9545mm，高度3500mm；宽度2514mm；前轮距2028mm，后轮距1862mm；一、二轴轴距L3=1800mm；二、三轴轴距L4=3000mm；三、四轴轴距L5=1400mm；前悬长度L1=1325mm；后悬长度L2=950mm；驾驶室长度2150mm；货箱尺寸：6800mm（长）x2300mm（宽）x1200mm（高）。
整车性能参数主要包括：动力性参数、燃油经济性参数、汽车最小转弯直径、通过性几何参数、操纵稳定性参数、制动性参数、舒适性参数。
动力性参数主要包括了：车辆的最高行驶车速、加速时间、爬坡能力、比功率、比转矩等；燃油经济性通常采用汽车在水平良好路面上，以经济车速行驶百公里所消耗的燃油量来进行评价；最小转弯直径是用来描述车辆转向的机动性，是对汽车转向能力和转向安全性的重要评价指标；通过性几何参数包括：接近角、离去角、最小离地间隙、纵向通过半径等；操纵稳定性的主要评价参数有车身侧倾角、制动前俯角、转向特性参数等。
3 轻量化平衡悬架方案阐述
悬架系统是连接车架和车桥之间的弹性装置，并传递一切的力和力矩。悬架系统的主要功能有：传递一切的力和力矩，并且缓冲不平路面引起的各种振动和冲击，以保证车辆的平顺性和操纵稳定性；并确保车身与车桥之间有适当的动态几何关系。构成悬架的三部分主要由是：弹性元件、减振器和导向机构。部分悬架中还装配有横向稳定杆、橡胶缓冲块等。产品初步结构及布置方案，如图2所示。
平衡轴装置总成采用分体式结构，平衡轴与平衡轴支架采用锻造一体的方式成型，支架直接与车架腹面连接，减少零部件数量，降低了总成重量，增加了平衡轴与车架间连接的可靠性，同时装配工具的接近性和装配效率得到提升。
采用板簧下挂式布置结构，可减少板簧压板的使用，同时采用该结构骑马螺栓主要承受压力，就可采用两骑马布置方式，从而可优化平衡轴壳，减轻重量。
4 结论
选用复合材料滑动轴承，实现免维护或长周期维护，方便使用。同时满足轻量化的设计要求，也实现了降本。并结合优化设计思想对关联部件进行优化设计，包括采用变截面少片簧结构后钢板弹簧，对车架及横梁结构及布置进行优化设计、采用分体式车架副板结构等。
参考文献：
[1]郎利辉，杨希英，刘康宁，孙志莹.汽车轻量化成形技术及其进展[J].现代零部件，2014（04）：45-47.
[2]修永芝.变截面少片簧在重卡悬架中的应用[J].汽车与配件，2012
（26）：58-59.
[3]陈娜娜.大型矿用自卸车车架结构有限元建模研究[J].科学技术与工程，2015（01）：309-314.
[4]陈树勋，黄宁，刘金禄.矿用重型自卸车结构分析与轻量化设计[J].汽车技术，2011（04）：26-33.
作者简介：张敏（1979-），女，四川资阳人，专科，工程师，主要从事于汽车装配维护工作。