SJ-CD-4-2006-扭梁式后轴设计规范.doc

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编号

SJ-CD-4-2006

代替

密级

商密3级▲

股份有限公司内部技术规范

扭梁式后轴设计规范

2006-02-05

股份有限公司?发布

前言

本标准是根据公司新产品开发流程，制定了设计规范，用于产品设计及对零部件供应商提出要求。

本规范由汽车工程研究院底盘所所负责起草；

由汽车工程研究院项目处进行管理和解释。

本规范主要起草人员：

本规范的版本记录和版本号变动与修订记录

版本号

制定/修订者

制定/修订日期

批准

日期

扭梁式后轴设计规范

1适用范围

本规范本规范适用于后悬架采用扭梁式后轴的汽车在S4级的开发。

2设计过程

2.1后轴几何侧倾中心确定

几何侧倾中心的定义：不考虑底盘橡胶件的弹性变形，不考虑扭梁等材料的弹性变形，只考虑几何位置（即后桥关键点）情况下确定的几何侧倾中心。

虽然确定后的几何侧倾中心与考虑各种弹性变形的实测侧倾中心有一定的差别，但是在初期几何关系设计阶段如果能对几何侧倾中心进行合理选择，将可以从机构布置上实现某些要求。例如，当由3D图确定了参照车的几何侧倾中心后，在设计中就应尽可能保证后桥关键点布置使得其几何侧倾中心与参照车的几何侧倾中心相重合，以使得二者在操稳性能上保持一致性。但是如果这一点作不到，就可能需要从其他角度，例如对扭梁和橡胶件的匹配来实现一致性，这将可能降低设计效率。

2.1.1确定扭梁的剪切中心

下图为扭梁的剪切中心（蓝圈内）

2.1.2确定几何侧倾中心

上图中的O点为左侧纵摆臂与底盘连接点处橡胶套的几何中心（不考虑橡胶的弹性）。从O点经过蓝色圈中的剪切中心作射线，交平面α于点A（蓝色线）。其中平面α定义为经过左右两个车轮轮胎接地中心点且垂直于地面的平面。在从A点开始，向左侧车轮轮胎接地中心点作射线，该射线交车辆纵剖面（即经过车辆坐标系X轴且垂直于地面的平面）于R点。R点即为几何侧倾中心。

同理，如果从右侧纵摆臂与底盘连接点处橡胶套的几何中心O’点经过剪切中心作射线，交平面α于点A’，然后从A’点开始，向右侧车轮轮胎接地中心点作射线，则该射线必与车辆纵剖面交于R点。上述过程没有画出。

从分析中可知，无论是扭梁的截面发生变化（剪切中心取决于扭梁的横截面

几何形状），还是后扭梁轴总成与底盘的连接点位置发生变化，或是后轮距发生变化，都将引起后桥几何侧倾中心位置的变化，也即引起后桥几何侧倾中心高（B点离地高度）这一重要参数的变化。

2.2生成后轴3D数据

2.3柔性体刚度特性曲线的测量

测量参考车的后轴衬套刚度特性曲线（方向包括径向实心，径向空心，轴向，轴向扭转），后螺旋弹簧的特性曲线，缓冲块特性曲线，弹簧上下安装点的坐标。

2.4后轴各部分材料的选择

2.4.1检测参考车后轴材料

材料成分，弹性模量、屈服强度、断裂强度，疲劳强度（可选），SN曲线（可选）

2.4.2材料选择的原则：

（1）零件材料的成分与参考车零件材料最大限度接近。

（2）零件材料的屈服强度、断裂强度要略高于屈服强度、断裂强度的目标值。如果有参考车零件材料的疲劳强度，则选择疲劳强度相近的零件材料

（3）零件材料的冲击功值、延伸率大于（大于目标知）材料的冲击功值、延伸率的目标值。

（4）禁止选择材料屈服强度变动幅度较大的材料。例如屈服强度在（170~340MPa）的材料。

（5）凸缘与凸缘连接件、凸缘连接件与纵臂上部,横梁与横梁加强板的材料应选择同一种材料

2.5测量后悬架的横向刚度、垂向刚度、纵向刚度，扭转刚度，外倾角、前束

2.5.1横向刚度：固定车身，后轮压至满载状态，施加横向力于后轮心，记录下横向力与横向位移。

2.5.2垂向刚度：固定车身，施加垂向力于后轮心，记录下垂向力与垂向位移。

2.5.3纵向刚度：固定车身，后轮压至满载状态，施加纵向力于后轮心，记录下纵向力与纵向位移。

2.5.4扭转刚度：后轴装车状态，约束一端垂向自由度，另一端加载，记录下垂向力与垂向位移。

2.5.5外倾角、前束：四轮定位仪测量

2.6后轴台架试验(以下载荷均为单轮载荷)

2.6.1后轴上下振动疲劳耐久试验

悬架的两侧车轮在1~1.5Hz下，负荷由0~G垂直进行加振,两侧载荷无相位差，如果循环次数超过50万次，后轴没有出现破坏即可停止试验。

其中：G垂直负荷=2.5×（）（单侧轮）。

2.6.2后轴上下异向扭转疲劳耐久试验

悬架的两侧车轮在0.5Hz下，负荷由0.5G~3G垂直进行加振,两侧载荷相位相差90度，记录下到破坏时的循环次数（要求循环次数不小于目标值）。

其中G垂直负荷=（）。

2.6.3后轴前进制动力耐久试验

悬架的两侧车轮在1Hz频率下，负荷由0~RF纵向进行加振,两侧载荷无相位差，如果循环次数超过30万次，后轴没有出现破坏即可停止试验。

其中RF=0.8×(F