副车架设计要求：
1、副车架功能定义
副车架可以看成是前后车桥的骨架，是前后车桥的组成部分。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬挂的支架，使车桥、悬挂通过它再与“正车架”相连，习惯上称为“副车架”。
副车架作用：一是阻隔地面及动力总成的振动和噪音，减少其直接进入车厢；二是使装配模块化（前悬模块主要集成动力总成及附件、前悬架系统、转向器总成、左/右制动器装配总成等)，既方便又省时。
2、副车架基本类型介绍
（1）非框架式前副车架
图1 非框架式副车架
（2）刚性连接框架式前副车架
刚性连接框架式前副车架能够提供更高的横向、纵向刚度，能够集成动力总成及动力总成附件等，形成更大程度的模块化，以便于后期的装配，如下图某车型的前副车架，此种副车架通过螺栓与车身刚性连接，一般由前横梁、左、右纵梁及后横梁组成，通过合理的纵梁溃缩结构设计，可以配合车身左右纵梁、吸能盒等碰撞结构的设计，提高碰撞性能。
图2 刚性连接框架式前副车架
（3）柔性连接框架式前副车架
柔性连接框架式前副车架相对于刚性连接框架式前副车架增加四个橡胶衬套与车身弹性连接，能够更好地过滤来自路面的振动，提高整车舒适性，其余结构与刚性连接框架式前副车架类似，不再赘述。
图3 柔性连接框架式前副车架
（4）非框架式后副车架
非框架式后副车架有结构简单、成本较低等优点，如下图4某车型的后副车架，此副车架通过4颗安装螺栓与车身刚性连接，能够为控制臂、后主减速器提供安装点。
图4 非框架式后副车架
（5）框架式后副车架
框架式后副车架能够集成后主减速器总成、左、右后驱动轴、控制臂、左右转向节带制动器装配总成等形成后悬架模块，并与前悬架模块共同为中间传动轴、排气系统提供支撑，形成整体底盘模块，最大程度简化装配流程，如下图5某车型的框架式后副车架，其结构形式与框架式前副车架相似，不再赘述。
图5 框架式后副车架
3、副车架结构设计
（1）副车架基本形式的选择
根据设计车型前期的悬架形式定位，选择副车架的基本形式。为降低开发成本及风险，副车架设计基本分为2种情况。情况一为完全重新设计，基本形式在标杆车基础上进行重新设计；情况二为在现有平台基础上进行改款升级，一般形式与基础车型相同。
（2）副车架的硬点的确定
副车架硬点包括安装硬点、定位硬点、运动硬点三种；
前副车架安装硬点包括自身安装硬点、转向器安装点、横向稳定杆安装点、摆臂安装点、后悬置安装点等，后副车架安装硬点包括自身安装硬点、横向稳定杆安装点、各控制臂安装点、后主减速器总成前后安装点等；
定位硬点为副车架整体主、副定位点；
运动硬点为各控制臂、横向稳定杆和弹性中心，弹性中心决定了各运动零部件的安装点位置；
副车架硬点需根据整车预研方案的要求在标杆车基础上进行设计，需配合如轴距、轮距加大、置换动力总成等方案进行修改，各安装硬点、定位硬点初步确定后，需与各专业（主要是车身专业）进行交流，然后根据反馈意见进行调整，并将此问题反馈整车进行预研方案调整，运动硬点确定后需根据动力学分析部门的悬架动力学分析结果进行调整。
图6 悬架运动硬点的动力学分析分析 图7 安装点装配可行性校核
（3）副车架与车身安装点、定位点设计
副车架与车身安装点一般为4个或者6个，且左右两侧相互对称，4个安装点设计位置一般位于副车架的4个边角处， 如上图3、4、5所示，6个安装点设计方式相对4个安装点方案一般在下摆臂安装点之间采用焊接支架的形式增加2个对称的安装点，如上图1、2所示，安装点设计完成后需进行装配可行性、可维修性校核，特别是位于下摆臂之间的副车架安装点，摆臂设计过程中应对其安装点进行避让，且此安装点装配可行性校核时需将下摆臂跳动到下极限状态进行校核，如上图7所示。
副车架的定位点一般由主定位点（圆孔）和辅助定位点（长圆孔）组成，一般位于副车架的后部安装点附近，如图上5所示，定位点设计过程中需考虑定位销的平面接触面积，此处推荐定位销接触面侧定位孔（辅助定位孔）距圆角边大于8mm，如图8所示。
图8 定位销接触面校核
（4）纵梁总成设计
输入条件：1、布置完成的动力总成数据；2、平台所有车型最大的轮胎包络。
标准要求：1、副车架与动力总成间隙大于等于20mm；2、副车架与轮胎包络间隙大于等于10mm；
纵梁结构设计过程中经常会遇到与动力总成间隙不满足要求的情况，如某车型前副车架设计之初副车架与动力总成间隙仅为4.6mm，不满足设计要求，如图9中水红色与绿色所示，为保证纵梁总成拥有足够的刚度，在断面Z向下降后应增加断面Y向尺寸，保证修改后截面积与修改前相近，修改后断面如图9中浅黄色与蓝色所示。
图9 纵梁修改方案
（5）碰撞溃缩结构设计
为了提高碰撞星级，在框架式副车架纵梁中需设计碰撞溃缩结构，与车身碰撞溃缩结构相似，副车架纵梁碰撞溃缩结构也存在着变形区和刚性区，变形区主要通过局部结构弱化加以实现，理想碰撞过程中，受力初期吸能盒溃缩，随着受力加大纵梁向下弯折，动力总向下运动，从而减少动力总成对驾驶舱的侵入量，实现对驾驶员、乘客的保护。
副车架典型碰撞溃缩结构可分为2种：S形纵梁结构、V形突变纵梁结构；S形纵梁结构一般在S形弯曲处对纵梁截面进行缩小弱化，如图10所示副车架结构，V形突变纵梁结构是直接对纵梁弯折区域进行V形结构弱化，如图11所示副车架结构，此两种结构并没有明显的界限，很多车型同时出现两种结构。
在纵梁结构弱化后，为保证副车架的正常行车时的纵向刚度，一般在弱化区域增加加强板，如图11所示。
图10 纵梁S形碰撞溃缩结构 图11 纵梁V形碰撞溃缩结构
（6）转向器安装点设计
转向器安装点尽量采用对称设计，以保证转向器本体受力的均衡性；转向器安装点一般选在副车架刚度较大处，并采用焊接安装套管形式进行Z向刚度加强；考虑副车架的平台化，一般在设计安装点时需考虑左右舵通用，如图12所示。
图12 副车架转向器安装点（左舵左，右舵右）
（7）后悬置安装点设计
后悬置安装点需根据同平台所有动力总成后悬置点位置进行居中选定，以保证副车架后悬置安装点的平台化；后悬置安装点主要承受来自后悬置的X向力，所以在结构设计过程中需注意将其X向力均匀传递至副车架整体后横梁总成，避免应力集中风险，如图13所示。后悬置安装点结构形式可归纳为2类，第一种结构为在后横梁本体上焊接安装支架，如图13所示，第二种结构为直接安装在后横梁上下板之间，中间采用支撑板加强，如图14所示。
后悬置安装腔体设计完成后需进行后悬置前点沿弹性中心Z向±15mm（此值根据悬置解耦的不同进行调整）跳动包络校核，最小间隙需大于15mm。
图13 某车型后悬置安装点断面 图14 某车型后悬置点断面
（8）液压弯管梁设计
液压管梁因结构简单、力学性能好等优点，被广泛应用于框架式副车架的横梁、纵梁；因液压成型工艺要求，管梁当量直径需略大于管材的直径，当量直径变化率（控制在2%-5%）范围之内，最大不超过7%，同时要求过渡圆滑，避免出现尖角或圆角过小的情况。
图1某车型液压管梁成型分析
（9）四轮定位参数调整点结构设计
受零部件制造工艺精度水平限制，部分车型需在标杆车前束调整点基础上增加外倾调整点结构，四轮定位调整结构主要是满足偏心螺栓的限位要求，一般以下2种结构较为常用，结构一为在钣金平面上直接冲压对称的限位突起，如图16所示，结构二为焊接限位小支架，如图17所示；
图16 冲压突起限位结构 图17 限位支架结构
副车架增加外倾调整点后，需充分考虑外倾调整过程中控制臂包络的增加量，并与之保持合理间隙，如某车型增加外倾调整点后，上控制臂调整包联络与副车架纵梁翻边干涉，副车架纵梁进行避让修改，以保证10mm以上间隙。
图18 某车型四轮定位参数调整点结构设计
（10）漏液孔设计
在副车架设计过程中，涉及到空腔结构或者“坑”状结构设计时，一定考虑漏液孔的设计，避免实车状态因结构积水引起副车架锈蚀，如图19所示H7车型前副车架的漏液孔设计，孔径大小根据空间确定，一般推荐φ12mm。
图19 漏夜孔设计
（11）套管类零部件设计
套管类零部件一般可分为内部支撑套管（不凸出）、外部安装套管（凸出）两类，当内部支撑套管起定位作用时，套管直径小于钣金孔直径，套管与一侧贴合焊接，与另一侧留调整间隙，当内部支撑套管不起定位作用时，套管直径大于钣金孔直径，套管与上下板面贴合无间隙，且为单侧焊接，如图20所示。
为便于简化后期焊接工艺，外部安装套管类零部件设计过程中，一定要保证在上下颠倒焊接时可互换通用，一般需注意上下表面公差要求相同、两端倒角相同等，且凸出高度推荐大于6mm，套管与钣金件留有（0-0.5）mm间隙，如图21所示。
图20 内部支撑套管 图21外部安装套管
（12）副车架平台化设计
副车架设计初就应考虑需搭载此副车架的所有车型的平台化设计，前副车架主要考虑不同动力总成、两四驱、左右舵等因素影响，如某车型共搭载（A机+6MT、A机+6DCT、A机+7DCT、B机+6MT）4款动力总成，在此基础上需同步开发两四驱、左右舵车型，在副车架设计过程中，需考虑满足所有动力总成的最大包络要求、右舵转向器、四驱分动器等零部件的安装要求。
后副车架主要考虑不同排气系统配置、两四驱等因素的影响，如图23所示某车型底盘平台包含单排气管路与双排气管两种排气配置，为最大程度的平台化，分别于前弯管梁进行双侧对称吊钩焊接凹槽设计，后横梁位置进行双侧对称避让排气管路设计，保证副车架主体平台化，根据车型需要进行不同吊钩焊接。
图22 前悬架平台化 图23 某车型后副车架平台化设计
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