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(a)优化前            (b)优化后
图1  V 型杆头优化前后结构图
1  引言
随着GB1589的实施及重型汽车市场竞争的加剧，用户对重型商用车底盘轻量化需求越来越高；同时伴随汽车行业对节能减排、燃油经济性要求的不断提高，整车、零部件对重量的敏感程度日益增加。为此，底盘悬架系统零部件轻量化设计工作越来越受到整车企业的重视。本文主要介绍某重型商用车平衡悬架V 型推力杆轻量化设计思路。
某重型商用车平衡悬架推力杆包含下推力杆和上V 型推力杆，不仅对车桥有导向、定位作用，还有传力、减振作用。平衡悬架推力杆实现车架与车桥的定位，保证车桥沿预定轨迹运行，传递来自地面的牵引力、制动力、侧向力及其相应反作用力矩；同时缓和、抑制路面不平引起的振动、冲击，提高乘员舒适性和运输货物的完好性。
2  V 型推力杆轻量化设计
汽车轻量化设计的思路主要有以下四个方面：一是结构优化，采用CAE 技术对原有结构进行拓扑优化，去除冗
余材料；二是采用新材料，采用新型复合材料、高强度材料替代原有传统材料，如用玄武岩纤维替代传统弹簧钢，开发轻量化钢板弹簧；三是采用新工艺，采用新型工艺替代原有传统工艺，保证新型轻量化结构一体成型，如内高压成型技术一体成型的副车架；四是集成化设计，将相邻几个零件进行集成结构设计，减小总的零件重量。
2.1  采用新结构
现V 型推力杆为法兰结构，主要包括上球座、推力杆安装座、直球座、连接杆、关节轴承、球面销总成等。推力杆安装座通过螺栓与驱动桥固定在一起，连接杆直径为φ60×7。根据法规变化及市场需求，将V 型推力杆结构优化为三球头结构，连接杆直径优化为
φ56×5，如图1所示。
2.2  采用新工艺
现V 型推力杆连接杆与直球座连接方式为热铆接工艺，是将连接杆放入加热设备中，加热连接杆杆头部位相变温度以下，且在结晶温度以上，然后将连接杆、直球座放入铆合模中，利用油压机将连接杆加热
端头同直球座端头热铆接在一起。连接杆热铆接工艺连接可靠，但连接杆端头与直球座端头结合部位重合，材料利用率不高。
鉴于国内摩擦焊技术已经成熟，将连接杆与直球座连接工艺优化为摩擦焊工艺。优化后，在保证结构连接强度的同时，可以去掉连接部分重合材料，提高材料利用率，见图2。
(a)优化前            (b)优化后
图2  V 型推力杆直球座优化前后结构图
经过以上轻量化措施，优化后的V 型推力杆重量为27.45 kg，单件降重8.45 kg。V 型推力杆总成结构变化如
某重型商用车V 型推力杆
轻量化设计汽车结构图
□文/冯益坤  刘志波  隋  磊  梁晓明(中国重汽集团应用工程开发中心)
【摘要】底盘悬架系统零部件的轻量化设计工作越来越受到整车企业的重视。文章主要论述重型商用车
平衡悬架V 型推力杆轻量化设计工作，通过采用结构优化、工艺改进两种技术手段，实现单件降重8.45 kg。