客车底盘结构安全性分析与轻量化设计

黄健

摘 要：传统的车辆已经难以满足现在市场的需求，因为传统的汽车在设计与车辆优化方面完全依赖于专家给出的数据结论。因此传统的汽车在开发研究上因为开发周期长浪费许多的人力和物力，导致成本高，价格贵，并且安全系数得不到保证。但是，随着经济的发展，科技的进步，专家研究出了新的技术，为车辆结构设计与车辆优化提供了有效的数据。首先，本文就以客车底盘结构安全性为研究对象，对客车底盘结构的安全性进行分析并且说明轻量化设计车架的优势。由此，先进行对客车底盘结构设计带来的安全性进行分析，然后再研究国内外客车车身结构轻量化现状，并且进行轻量化设计。

关键词：结构安全;轻量化设计;客车底盘

“衣”、“食”、“住”、“行”是人类生存生活的四大需要，并且这四大需要还是经济进步的基础。在经济快速发展的条件下，就“行”而言，在公共交通运输业方面要提出更高的要求，并且大型客车在交通运输业方面占巨大的地位，所以一定要保证大型客车的运载能力，舒适可靠的安全性能。因此，保证大型客车这些条件的满足，就必须在大型客车动力学性能、操作的安全稳定性以及舒适的体验上面不断的进行改造，直至最优化。

1 客车的底盘设计

底盘是客车的重要组成部分，所以客车底盘的设计是十分关键的，只有将底盘方面设计的完美，才能保证客车的安全性。设计底盘首先要了解底盘的组成部分，客车的转向、悬架、制动都是属于客车底盘内的系统。因此客车的舒适度、安全性能、操控性都离不开底盘的系统。所以底盘系统必须要与车载能源多样化相适应，并且还要与高度集成体系相符合，并且要注意客车的内部使用空间以及外观造型。因此，对于客车底盘结构安全性与使用性的设计要求一定要提高。

2 客车的底盘设计安全性分析及具体方法

2.1 设计客车底盘考虑其安全性

既然客车底盘决定客车的整个安全性，就必须在设计底盘的时候充分将安全因素考虑在设计理念中，首先要打破传统的客车设计理念，因为传统的客车底盘设计理念对客车的安全因素，起不到完全控制的作用。并且既浪费时间又浪费成本，所以新的设计是从整体因素考虑规划设计客车的底盘。因此设计出了，滑板式底盘”的设计理念，这种理念是首先是将原始的机械形式改变成现在的电器形式，电器形式首先仅仅拥有一个通向客车车身的电器连接，通过电力的控制使之达到可以控制客车的方向与制动系统，这一用电代替机械的设计理念不但可以提高客车底盘的安全系数，还可以节约时间节约成本。

2.2 三聚磷酸铝在客车底盘设计中的应用

为了考虑客车的整体安全性，客车的底盘设计一定要非常严格的进行。在底盘设计的时候底盘涂料也是关键点，一定要用最优质的漆，如果使用劣质的漆，就会导致客车在行驶的过程中底盘容易受到腐蚀，造成安全事故。在客车底盘用漆中，三聚磷酸铝是最佳的涂漆材料，因为三聚磷酸铝在储藏过程中有较好的稳定性，并且可以有效的防腐蚀，有利于稳定客车底盘的物理性质，从而达到底盘安全性的要求。所以想要将客车安全的运行，必须重视客车底盘的制造，因为客车底盘是决定客车安全运行最重要的因素，所以在设计底盘，漆用材料上一定要大力推行用最佳的防腐蚀材料。

3 客车轻量化材料发展现状

随着经济的快速发展，科技的不断进步，客车的保有量也在不断地增加，正因为客车的增加，为人们的出行提供了便利。但是提供便利的同时，也带来了环境的污染，近年来我国非常重视环境的治理，因此汽车污染也是必须加大力度治理的一个方面。由于我国客车保有量不断的增长，每年的增长速度飞快导致雾霾现象非常严重，汽车对环境造成的污染压力是不可估量的。所以必须通过客车底盘轻量化改革，减少汽车尾气的排放，这是我国目前最重要的汽车改革。并且对环境的改善有非常重要的意义。在实现客车轻量化之前，研究专家作出了许多的研究尝试，首先对镁合金等轻质材料进行了专业的试验研究，并且寻找合适的时机，成熟了条件之后，开始在客车底盘生产加工中运用轻质材料，轻质材料的研究是一项非常复杂并且具有挑战性的工作，所以一些高校和科研单位也加入到了研究轻质材料的行列中来，进行客车底盘轻质材料的研究应用。通过各界精英人员的研究，最新的科研成果慢慢成形涌现出来，并且将轻质材料的轻度，钢的提升做到的最完美的程度并且研究出来的轻质材料，在国际上也数一数二，占有非常重要的地位。所以镁合金在通过实验合格之后，开始正式投入客车底盘的量化生产，各大汽车企业都在推广使用镁合金作为客车底盘的轻质材料，并且镁合金不仅适用于客车底盘，它还适用于汽车的其他部件，比如汽车座椅等，所以它的应用范围是非常广泛的。其次，我国另一个轻量化的材料研发的重点是成型高强度钢材。

成型高强度钢材，主要运用在汽车的防撞配件上，因为高强度钢材的防撞性能好，所以汽车生产企业在大力的使用高强度钢材。因为通过在汽车中的运用，分析出高强度钢材不仅可以起到非常好的量化效果，提高汽车的刚度与强度也是具有非常明显的优势。这些轻质材料为我国汽车量化生产的质量作出了巨大的贡献。所以，经过上面的论述，我们可以看到，我国轻便材料的发展是非常可观的，它使客车底盘轻量化得到了很大的提升，并且使用轻便材料也使客车底盘有了可观的成果。这些成果都离不开所有研究人员的贡献，正是因为他们的贡献，才能使客车底盘材料得到有效的提升，使客车的安全性得到了有效的保障。

4 轻质材料实现客车轻量化

对客车车身进行合理的优化设计外，使用汽车材料轻量化也是一个重要的途径。因为在汽车轻量化中汽车材料的轻量化有着非常重要的作用，所以轻质材料在汽车工业被广泛的应用。广泛运用的轻质材料有两种。第一种是高强度的镁，铝、钛等以轻合金为主的轻质材料。这些轻质材料不仅可以很好的为客车底盘带来实质性地使用效果，并且还能保证客车运行的安全性。第二种是高强度的工程塑料以及复合性的材料，它们都是非金属。镁、铝、钛的密度非常小，所以它们是轻量化材料的首选，因为他们密度小所以不仅可以减轻客车的自重更能提高客车的环保性与节能性。另外，这些轻便的金属材料，还具有较高的比强度与比刚度，它们的导热性与导电性能也非常的好，并且阻尼減震性和电磁屏蔽性都很强。因此它们易于客车底盘的加工成形，加工完剩下的废料也非常好处理。废料可以回收再利用。正是因为这些轻便金属材料的方方面面的优点，导致可以在汽车行业广泛的被推广使用，因为这些轻便的材料可以满足客车使用性，使客车在安全节能和环保功能也能得到很大的提升。

5 客车底盘结构轻量化设计

动力系统、电气系统、底盘系统等等多种设备是构成 一辆标准的汽车的体系。在这些设备中，汽车底盘占到了整个汽车的百分之三十。所以汽车底盘轻量化的优化设计对于汽车节油具有十分重要的意义。所以要求汽车底盘进行轻量化的设计。在设计的过程中既然考虑材料的轻便使用度还有考虑使用材料的环保性，所以经过上文的研究发现使用镁铝合金材料可以满足客车底盘的轻量化与环保性。因此现在客车生产已经将镁铝等轻便材料替换了钢材。首先是从汽车底盘的加工技术开始进行改革。对于汽车底盘轻量化的优化途径首先选择的是材料的轻量化设计，如使用轻质的镁铝合金材料代替钢材料。从汽车底盘加工的成型技术入手进行改革，采用改革的方式是，利用高强冲压将配件放入热加工炉中加热，并且加热的时间要严格把控，不能多也不能少，要刚好达到四分钟。使配件均匀奥氏体化，用机械手臂将其取出，并且取出后要迅速将配件转移到热冲压模具上快速冲压成形。成形的底盘配件的强度要求一定要达到一千二百兆帕才算合格。汽车底盘的构造主要有三种形式的冲压梁，分别是U形、W形和V形。因此，这三种汽车底盘冲压梁是在汽车构造中发挥着不同的作用。V形梁是汽车底盘防撞结构的主要形式，它对于汽车整体性的提高具有十分重要的意义。因为它作为中间结构提升了汽车的刚度与强度。并且它使用的是轻量化的材料，所以它的重量在汽车底盘也具有十分重要的意义。W梁起到了减少横截面跨度超过V形梁的作用，它可以提高V形梁的安全系数，所以W梁也被广泛地运用在了汽车底盘的设计与制造当中。因此，在汽车底盘的结构加工成型之后，还要继续对汽车结构进行优化处理，所以首先要提升汽车底盘的轻量化，提升轻量化首先要在构件外形方面进行加工并且改进。例如比如通过构建空心化加工，减小构件的尺寸等方法。并且在汽车底盘设计中，圆形孔洞是最常用的方式，因为圆形孔洞可以均匀地分布构件所受应力，同时还可以节约轻便材料，实现成本的降低，为进行汽车底盘轻量化的革新作出最大的优化。

6 结语

综上所述，本文对客车底盘结构安全性进行分析与汽车底盘轻量化设计进行研究。得知只有实现车辆底盘结构轻量化，才能保证客车使用的安全性与环保性，希望此文可以为汽车企业制造客车底盘带来有效的参考价值。

参考文献：

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