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框式副车架相比于K式副车架在高端车型中应用的“时势使然”

2019-12-25 22:11:20·  来源:悬架Suspension设计开发Dev  
 
乘用车悬架设计时,基本会考虑到两种悬架,一种是框式副车架,如图1,一种是K式副车架,也有的叫元宝副车架,如图2,框式副车架在高端车上见的比较多,K式副车架
乘用车悬架设计时,基本会考虑到两种悬架,一种是框式副车架,如图1,一种是K式副车架,也有的叫元宝副车架,如图2,框式副车架在高端车上见的比较多,K式副车架在低端车型上见的比较多。具体如下:
图1 框式副车架
图2 K式副车架
其实有些低端车型中也会使用“框式副车架”,其实这边的副车架虽然式框式的,但并没有图1所示的框式副车架整体刚度高,如图3,有些可以看作K式副车架加上辅助防撞梁,如图4。
图3 简单的框式副车架
图4 博越前副车架
框式副车架和K式副车架在设计的时候,除了考虑一些常见的设计因素外,如碰撞时力的传递路径优化,便于布置四点悬置等,其实还有一些“时势使然”的必然选择。
高端车型中,大排量发动机和双横臂悬架结构基本是各个主机厂必选项,这两会有两个影响:
1,大排量发动机会使用发动机纵向布置的形式,发动机纵向布置会影响转向机后置空间,大部分会选着前置转向机,而框式副车架可以很好的为前置转向机提供安装位置,K式副车架无法实现这一点。
 
2,双横臂悬架结构相较于麦弗逊悬架,会侵占更多的发动机仓横向空间,基本在单边100mm左右,而实现的方式基本如下简图:
图5 前底盘模块布置简图
 
图中标识出了减震器,塔包,总量,转向节,下摆臂,以及整车对称中心面的位置。其中黑色代表麦弗逊悬架结构,红色代表双横臂悬架结构。
 
可以看出,双横臂悬架中,上控制臂内安装点是通过内移塔包钣金100mm实现的,此时纵梁位置不变,离整车对称中心大概400mm左右。在麦弗逊悬架中,发动机悬置一般布置在纵梁上,塔包钣金内移后,纵梁上基本没有发动机悬置的布置位置,这时候会选择把悬置安装点布置到框式副车架上。
这就是框式副车架的“时势使然”。
 
当然,目前电动车设计火热,由于电机的尺寸相对于纵置发动机较小,这时也可以把悬置布置到纵梁内侧钣金上。这也可以作为高端车型中,传统燃油车和电动车共底盘平台的开发思路。
 
框式副车架和K式副车架相信还有很多不一样的细节需要注意和研究,比如,由于框式副车架和K式副车架与车身安装的点位不同,相同的轮心位置也会对纵梁产生不同的力值输入通道,从而影响整车的偏摆相应;框式副车架可以承担整车正面碰撞20%以上的碰撞能量,从而减轻纵梁的设计极限等。 
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