I

CS

團體標準

T/CSAEXX－2023

乘用車典型零部件輕量化系數計算方法

Calculatingmethodoftypicalpartlightweightindexforpassengervehicle

（報批稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的該標準所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

2023-XX-XX發布2023-XX-XX實施

中國汽車工程學會發布

TT/CSAEXX－2022

乘用車典型零部件輕量化系數計算方法

1范圍

本標準規定了乘用車典型零部件輕量化系數及其計算方法。

本標準適用于M1類車的零部件輕量化系數的計算。本標準針對乘用車典型零部件輕量化評價需

求，對乘用車典型零部件輕量化系數及其計算方法規范性的規定和說明，對于其他類型零件可參照

執行。

2規范引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T2933-2009充氣輪胎用車輪和輪輞的術語、規格代號和標志

GB/T4780-2020汽車車身術語

GB/T5180-1985汽車懸架術語和定義

GB/T5334-2021乘用車車輪彎曲和徑向疲勞性能要求及試驗方法

GB/T19234-2003乘用車尺寸代碼

T/CSAE40-2021乘用車塑料前端框架技術條件

T/CSAE205-2021乘用車鎂合金前端框架技術條件

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

開閉件closure

車身上可啟閉的各種門蓋的結構件。

[來源：GB/T4780-2020，6.2.1]

3.2

車門door

能開閉，供乘員進出、貨物裝卸的門。

[來源：GB/T4780-2020，6.2.3]

1

TT/CSAEXX－2022

3.3

發動機罩hood

發動機艙的罩。[來源：GB/T4780-2020，6.2.13]

3.4

背門backdoor

位于車身后背部的門。[來源：GB/T4780-2020，6.2.6]

3.5

行李箱蓋trunklid，decklid

位于車身后部，行李箱的蓋板，可有效遮蔽后行李箱的總成。[來源：GB/T4780-2020，6.2.15]

3.6

前端框架front-endcarrier

位于車身前部，安裝車身前端散熱器、大燈等零件,采用塑料或鎂合金一體制造，分為塑料前端

框架和鎂合金前端框架。[來源：T/CSAE40-2021，3.1]

3.7

儀表板橫梁crosscarbeam

安裝在乘員艙車體上，用于支撐儀表板總成和轉向管柱的零部件總成。

3.8

車輪wheel

輪胎和車軸之間的旋轉承載件。通常有輪輞和輪輻兩個主要部件組成，輪輞和輪輻可是整體的、

永久連接的或可拆卸的[來源：GB/T2933-2009，2.1]

3.9

轉向節knuckle

支撐并帶動車輪繞主銷轉動而使汽車轉向的零件。

3.10

控制臂controlarm

控制車輪運動的臂（擺臂）。[來源：GB/T5180-1985，4.1]

2

TT/CSAEXX－2022

3.11

整車坐標系vehiclecoordinatesystem

整車三維坐標系的定義見GB/T19234-2003。

[來源：GB/T19234-2003，5.1、5.2]

3.12

副車架subframe

為乘用車增加懸架與承載式車身的連接剛度而設置的，同時可連接其他部件的框架。

3.13

扭力梁torsionbeam

平衡左右車輪的上下跳動，以減小車輛的搖晃，保持車輛的平穩，是汽車半獨立懸架的一種。

3.14

最大投影面積maximumprojectedarea

車門最大投影面積是指整車坐標系Y方向的投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；發動機

罩、背門和行李箱蓋的最大投影面積是指內板拉延方向投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；

前端框架最大投影面積是指整車坐標系X方向的投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；內外飾件

的最大投影面積是指垂直于分型面方向的投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；轉向節的投影

面積是指整車坐標系Y方向上的最大輪廓投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；控制臂、副車架

的最大投影面積是指整車坐標系Z方向的投影面積，數值上等于長度與寬度的乘積；單位都為m2。詳

見附錄A。

3.15

車輪最大垂直靜負荷maximumwheelload

整車坐標系Z方向垂直于地面的車輪最大設計載荷，也稱為車輪的額定負荷，單位為牛頓（N），

一般由車輛或車輪制造商規定。[來源：GB/T5334-2021，6.2.2.3]

4輕量化系數計算方法

4.1車身開閉件

4.1.1概述

本文件采用開閉件輕量化系數作為乘用車開閉件輕量化水平的評價指標。開閉件輕量化系數由

重量、最大投影面積和扭轉剛度三個參數構成。開閉件輕量化系數數值越小，表示輕量化水平越高。

3

TT/CSAEXX－2022

由于不同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，對于單一車型之間的對比評價，推薦在同類

型（如MPV或SUV）、相近尺寸級別和產品定位的車型間進行。

4.1.2計算方法

4.1.2.1輕量化系數計算

開閉件輕量化系數Lc按公式（1）計算：

……（1）

Lc=10*m/（*S*Kt）

式中：

Lc——開閉件輕量化系數，c代表Closure；

m——涂裝后開閉件骨架總成的質量，不含車門附件、鉸鏈、玻璃，單位為千克（kg），取

兩位小數；

S——開閉件的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

Kt——開閉件骨架總成的扭轉剛度，t代表torsionalstiffness，單位為牛頓每毫米（N/mm）；

4.1.2.2扭轉剛度測試

4.1.2.2.1旋轉式車門扭轉剛度的測試方法

4.1.2.2.1.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：通過車門鉸鏈和門鎖安裝點，將車門內板朝下固定在試驗臺架上。門鎖安裝點通

過專用夾具與臺架相連，車門鉸鏈安裝點直接與臺架相連，確保門鎖安裝點、兩鉸鏈軸線處在同一

水平面上，同時確保車門本體約束六個自由度；

b）加載位置：前門選擇車身B柱一側窗框上端拐角布置加載點（如圖1所示），后門選擇遠離

B柱側窗框上端拐角處布置加載點（如圖2所示）。具體加載點選取方式：取窗框凸臺面內外拐角連

線中點作為加載點（如圖3所示），或窗框凸臺面內外圓弧中間位置連線中點作為加載點。如果窗

框拐角有其他形狀，參考該方法確定加載點具體位置，并可根據實際情況適當調整位置；

4

TT/CSAEXX－2022

前門加載位置后門加載位置

圖1前門加載位置圖2后門加載位置

窗框凸臺面內外拐角

圖3車門具體加載點選取方式

C）測量位置：安裝位移傳感器于加載點上方，確保加載力和測量點在同一直線上；

d）加載方向：垂直于通過加載點與窗框弧面相切的平面，向外板方向加載。

4.1.2.2.1.2測試過程

測試過程按照以下要求執行。

a）試驗前預載：對車門加50N的預載荷，保持30s，然后卸載，以消除安裝間隙，將力傳感器

和位移傳感器清零。

b）加載測量：通過加載裝置在加載點施加集中力，以20N為步長，加載到200N，然后按照相同

步長卸載到零，加載和卸載過程應該緩慢平穩。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數和力傳感器的讀數。

4.1.2.2.1.3數據處理

根據記錄的數據繪制載荷-位移曲線圖，應連續變化無突變，扭轉剛度值按公式（2）計算：

?

?=（2）

??

5

TT/CSAEXX－2022

式中：

Kt——車門扭轉剛度，單位為牛頓每毫米（N/mm）；

F——加載的最大力值，單位為牛頓（N）；

a——測量點的最大位移值，單位為毫米（mm）；

因此，車門開閉件輕量化系數Lc的計算公式為：

10??10????

??==（4）

???????

式中：

m——車門骨架總成的質量，不含車門附件、鉸鏈、玻璃，單位為千克（kg），取兩位

小數；

S——車門的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

F——加載的最大力值，單位為牛頓（N）；

a——測量點的最大位移值，單位為毫米（mm）；

4.1.2.2.2發動機罩扭轉剛度的測試方法

4.1.2.2.2.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：將發動機罩鉸鏈安裝孔直接與臺架相連，安裝時確保固定鉸鏈安裝螺栓孔六個自

由度全部約束，在前方最外側緩沖墊左右位置（左側為加載點，右側為支撐點，如圖4所示），分

別安裝豎直向上的加載裝置和剛性支撐。在緩沖墊對數大于一對時，緩沖墊支撐選擇更靠近發動機

罩對角線的緩沖墊。

b）安裝力傳感器：在剛性支撐與發動機罩緩沖墊之間安裝力傳感器，調整剛性支撐與加載裝置

高度，確保緩沖墊到地面的距離與發動機罩鉸鏈安裝點到地面的距離相等。

c）安裝位移傳感器：沿加載裝置加力方向，加載點于發動機罩外板投影點MP1作為第一點，布

置第一位移傳感器。沿剛性支撐的方向，支撐點于發動機罩外板投影點MP2作為第二點，布置第二

位移傳感器。如圖5所示。

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TT/CSAEXX－2022

加載點支撐點

圖4

MP1MP2

L

圖5

4.1.2.2.2.2測試過程

測試過程按照以下要求執行。

a）試驗前預載：對發動機罩加10N的預載荷，然后卸載，以消除安裝間隙。

b）設置零點：將發動機罩抬起，使其與兩側力傳感器都不接觸，此時將力傳感器置零；然后將

發動機蓋放下，調整加載裝置剛度，使兩側力傳感器讀數一致，此時將加載裝置力傳感器設置清零。

c）加載測量：通過加載裝置在加載點加力，-Z向加載，以20N為步長，加載到200N。記錄整

個加載過程中支撐點與加載點處位移傳感器與力傳感器的讀數（讀數為被測點的總變形）。試驗后

還需記錄發動機罩加載點與支撐點之間的距離L、發動機罩重量m等試驗參數。

7

TT/CSAEXX－2022

4.1.2.2.2.3數據處理

?

?=?

??

{??=???（5）

|(???)|

?=??????12

?

式中：

Kt——發動機罩扭轉剛度，單位為牛米每弧度(Nm/rad)；

Mt——扭矩，單位為牛米(Nm)；

a——扭轉角，單位為弧度(rad)；

F——臨界力值，單位為牛頓(N)；

L——加載點與支撐點之間的距離，單位為毫米(mm)；

b1——加載點總位移，單位為毫米(mm)；

b2——支撐點總位移，單位為毫米(mm)；

因此，發動機罩輕量化系數Lc按照公式（6）計算：

|(???)|

10?????????12

10??10?????

??===（6）

?????????????

式中：

m——發動機罩骨架總成的質量，不含鉸鏈，單位為千克（kg），取兩位小數；

S——發動機罩的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

a——扭轉角，單位為弧度(rad)；

F——臨界力值，單位為牛頓(N)；

L——加載點與支撐點之間的距離，單位為毫米(mm)；

b1——加載點總位移，單位為毫米(mm)；

b2——支撐點總位移，單位為毫米(mm)；

4.1.2.2.3背門扭轉剛度的測試方法（鎖止狀態）

4.1.2.2.3.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：通過背門鉸鏈安裝孔和鎖安裝孔，將背門內板朝下固定在試驗臺架上，確保背門

鉸鏈六個自由度全部約束，鎖安裝孔約束123自由度。其中背門鎖安裝孔連線幾何中心與鉸鏈旋轉

中心到地面的距離應相等。

b）加載位置：在背門內板下邊緣拐角包邊處，選取內板第一個臺階面的圓角弧線中點指向圓弧

曲率中心30mm位置為加載點P（如圖6所示）。如果該加載點與背門緩沖塊位置相隔較近或加載點

落在角度較大的斜面上，可以選擇背門緩沖塊安裝點作為加載點，必要時可在緩沖塊安裝孔貼圓形

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TT/CSAEXX－2022

貼片，便于加載。

加載點P

背門內板第一個臺階面

拐角邊圓弧

圖6背門加載點示意圖

c）加載方向：通過加載點，垂直于加載面向外板方向加載。

d）測量位置：通過加載點P，沿加載方向投影于外板上的點，安裝位移傳感器，保證加載力和

測量點位移在同一直線上。

4.1.2.2.3.2測試過程

測試過程按照以下要求執行。

a）試驗前預載:對背門加15N的預載荷并保持10s，然后卸載，消除安裝間隙，將力傳感器和位

移傳感器清零。

b）加載測量:通過加載裝置在P點加力，以20N為步長加載到200N，然后按照相同步長卸載到

零，加載和卸載過程應該緩慢平穩。記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器和力傳感器的

讀數。

4.1.2.2.3.3數據處理

根據記錄的數據繪制載荷-位移曲線圖，應連續變化無突變，扭轉剛度值按公式（7）計算：

?

?=（7）

??

式中：

Kt——背門扭轉剛度，單位為牛頓每毫米（N/mm）；

F——加載的最大力值，單位為牛頓（N）；

a——測量點的最大位移值，單位為毫米（mm）；

因此，背門輕量化系數Lc的計算公式為：

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TT/CSAEXX－2022

10??10????

??==（8）

???????

式中：

m——背門骨架總成的質量，不含鉸鏈、玻璃，單位為千克（kg），取兩位小數；

S——背門的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

F——加載的最大力值，單位為牛頓（N）；

a——測量點的最大位移值，單位為毫米（mm）；

4.1.2.2.4行李箱蓋扭轉剛度的測試方法

4.1.2.2.4.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）將行李箱蓋內板朝下模擬實際裝車的狀態用夾具安裝在剛性試驗臺架上，確保行李箱蓋前部

兩個安裝位置通過模擬鉸鏈工裝，可以繞整車坐標系中的Y軸旋轉。其中旋轉中心必須在鉸鏈安裝

點中心線上，模擬鉸鏈工裝的軌跡與實際鉸鏈軌跡一致，如圖7所示。

圖7行李箱蓋扭轉剛度測試原理示意圖

b）將行李箱蓋固定在夾具上，用一個合適的銷子銷住鎖柱，模擬行李箱蓋關閉時的鎖合狀態，

檢查行李箱蓋鉸鏈螺栓的力矩應符合圖紙的要求。

c）將行李箱蓋安裝在試驗臺上（外表面向上），并調整它的安裝點高度，使行李箱蓋安裝角度

與實車保持一致，選擇行李箱蓋左或右下角處作為加載點（加載點離行李箱蓋后部及側面邊緣各

50mm），在此位置安裝絲杠運動螺旋升降機和載荷傳感器（最大允許誤差為1N）。

d）在行李箱蓋加載點處布置1個位移傳感器（或百分表，最大允許誤差為0.02mm）。

4.1.2.2.4.2測試過程

測試過程按照以下要求執行。

a）試驗前預載：對行李箱蓋加15N的預載荷并保持30s，然后卸載，消除安裝間隙，將載荷傳

感器和位移傳感器清零。

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TT/CSAEXX－2022

b）加載測量：對行李箱蓋加載點施加集中載荷，以10N為步長加載，每步加載后卸載至零，加

載到180N，加載和卸載過程應該緩慢平穩。記錄每一步加載和卸載至零后，各個位移傳感器和載荷

傳感器的讀數。重復做3次，每次做完后停留10min使行李箱蓋變形恢復原位。

4.1.2.2.4.3數據處理

對每次記錄的試驗數據進行處理，繪制行李箱蓋加載扭轉變形曲線，求出剛度值。三次試驗剛

度值的平均值為行李箱蓋扭轉剛度值，按公式（9）計算：Kt=F/a

（9）

式中：

Kt——行李箱蓋扭轉剛度，單位為牛頓每毫米（N/mm）；

F——加載力值，單位為牛頓（N）；

a——變形量，單位為毫米（mm）；

10??10????

因此，行李箱蓋輕量化系數Lc按公式（10）計算：??==

???????

（10）

式中：

m——行李箱蓋骨架總成的質量，不含鉸鏈，單位為千克（kg），取兩位小數；

S——行李箱蓋的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

F——加載的最大力值，單位為牛頓（N）；

a——變形量，單位為毫米（mm）；

4.2車身內外飾件

4.2.1概述

本文件把內外飾件分為聲學包裝件和功能件，聲學包裝件包括地毯、頂棚、吸音棉、隔音墊等，

其他起支撐和裝飾等性能的零部件稱為功能件，如儀表板、門板、保險杠、A/B/C柱護板等。采用內

外飾功能件輕量化系數作為乘用車內外飾功能件輕量化水平的評價指標。采用內外飾聲學包裝件輕

量化系數作為乘用車內外飾聲學包裝件的輕量化水平評價指標。內外飾件輕量化系數數值越小，表

示輕量化水平越高。由于不同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，對于單一車型之間的對

比評價，推薦在同類型（如乘用車或SUV）、相近尺寸級別和產品定位的車型間進行。

11

TT/CSAEXX－2022

4.2.2計算方法

4.2.2.1內外飾功能件輕量化系數

內外飾功能件輕量化系數Lt按公式（11）計算：

Lt=10*m/（S*T）

（11）

式中：

Lt——內外飾功能件輕量化系數，t代表Trim，不包括座椅和聲學包裝件；

m——內外飾功能件的質量，單位為克（g），取整數；

S——內外飾功能件的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

T——內外飾功能件安裝狀態下的一階整體約束模態（仿真值），單位為赫茲（Hz）；

4.2.2.2內外飾聲學包裝件輕量化系數

內外飾聲學包裝件輕量化系數Lnvh按公式（12）計算：Lnvh=ρ/α

（12）

式中：

Lnvh——內外飾聲學包裝件輕量化系數；

ρ——面密度，內外飾聲學包裝件按規定厚度單位面積的質量，單位為克每平方米（g/m2）；

α——吸聲系數，值越大，表明材料（或結構）的吸聲性能越好，取值在0~1之間。

4.3前端框架

4.3.1概述

本文件采用前端框架輕量化系數作為乘用車前端框架輕量化水平的評價指標。前端框架輕量化

系數由重量、最大投影面積和剛度三個參數構成。前端框架輕量化系數數值越小，表示輕量化水平

越高。由于不同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，對于單一車型之間的對比評價，推薦

在同類型（如乘用車或SUV）、相近尺寸級別和產品定位的車型間進行。

4.3.2計算方法

前端框架輕量化系數Lf按公式（13）計算：

Lf=100*m/（S*Kz）

（13）

式中：

Lf——前端框架輕量化系數，f代表Front-endCarrier；

m——前端框架的質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

S——前端框架的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

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TT/CSAEXX－2022

Kz——前端框架鎖支架Z向剛度，單位為牛頓每毫米（N/mm），見CSAE40-20217.2.5；

4.4儀表板橫梁

4.4.1概述

本文件采用儀表板橫梁輕量化系數作為乘用車儀表板橫梁輕量化水平的評價指標。儀表板橫梁

輕量化系數由重量、最大投影面積和Y向長度三個參數構成。儀表板橫梁輕量化系數數值越小，表

示輕量化水平越高。由于不同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，對于單一車型之間的對

比評價，推薦在同類型（如乘用車或SUV）、相近尺寸級別和產品定位的車型間進行。

4.4.2計算方法

儀表板橫梁輕量化系數LCCB按公式（14）計算：

LCCB=m/（L*T）

（14）

式中：

LCCB——儀表板橫梁輕量化系數，CCB代表CrossCarBeam；

m——儀表板橫梁的質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

L——儀表板橫梁的Y向長度，單位為米（m）；

T——儀表板橫梁安裝狀態的一階整體約束模態頻率（仿真值），單位為赫茲（Hz）；

4.5車輪

4.5.1概述

本文件采用車輪輕量化系數作為乘用車車輪輕量化水平的評價指標。車輪輕量化系數由質量、

車輪垂直靜載荷、輪輞標定寬度和輪輞標定直徑四個參數構成。輕量化系數數值越小，表示輕量化

水平越高。由于不同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，推薦在同類型（如MPV或SUV）、

相近尺寸級別和產品定位的車型間進行對比評價。

4.5.2計算方法

車輪輕量化系數Lw按公式（15）計算：

?

??=

??????

（15）

式中：

Lw——車輪輕量化系數，w代表Wheel；

m——車輪的質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

Fv——車輪最大垂直靜負荷，單位為牛頓（N），見標準GB/T5334-2021。

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TT/CSAEXX－2022

a——輪輞標定寬度，單位為米（m），見圖8所示；D——輪輞標定直徑，單位為米（m），

a

ΦD

見圖8所示；

圖8輪輞輪廓術語

4.6轉向節

4.6.1概述

本文件采用轉向節輕量化系數作為乘用車轉向節輕量化水平的評價指標。轉向節輕量化系數由

質量、軸荷、靜剛度和投影面積四個參數構成。輕量化系數數值越小，表示輕量化水平越高。

4.6.2計算方法

4.6.2.1輕量化系數計算

?

轉向節輕量化系數Lk按公式（16）計算：?=

????????

（16）

式中：

Lk——轉向節輕量化系數，k代表Knuckle；

m——轉向節質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

W——最大軸載，車輪滿載狀態下前軸或后軸載荷，單位為千克（kg）；

Kz——轉向節Z向靜剛度，單位為千牛頓每毫米（kN/mm）

2

Sy——轉向節Y向的投影面積，單位為平方米（m）；

4.6.2.2轉向節靜剛度測試

4.6.2.2.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：將轉向節支撐點按照裝配要求的最小扭矩裝配在夾具上，剛性連接，如圖9所

示。

b）加載方向：在加載點位置施加車輛負Z向載荷（垂直于地面），如圖9所示。

c）測量位置：通過加載點，安裝位移傳感器，保證加載力和測量點位移在同一直線上。

14

TT/CSAEXX－2022

支撐點1，彈簧下支座

加載點，軸承安裝面上的

孔中心，負Z方向垂直于

地面的力

支撐點2

支撐點3

圖9轉向節Z向靜剛度測試加載示意圖

4.6.2.2.2測試過程

通過加載裝置在加載點施加11組力值,在2kN-20kN之間，以2kN為步長加載，加載和卸載過程

應該緩慢平穩。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數和力傳感器的讀數。

4.6.2.2.3數據處理

根據記錄的數據繪制載荷-位移曲線圖，應連續變化無突變，擬合點的數據為直線，求得最大加載

的力值F和測量點的位移值a，則Z向靜剛度值按公式（17）計算：

?

??=（17）

?

式中：

Kz——轉向節Z向靜剛度，單位為千牛頓每毫米（kN/mm）；

F——加載的力值，單位為千牛頓（kN）；

a——測量點的位移值，單位為毫米（mm）；

?

因此，轉向節輕量化系數Lk按公式（18）計算：?=

????????

（18）

式中：

Lk——轉向節輕量化系數，k代表Knuckle；

m——轉向節質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

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TT/CSAEXX－2022

W——最大軸載，車輪滿載狀態下前軸或后軸載荷，單位為千克（kg）；

2

Sy——轉向節Y向的投影面積，單位為平方米（m）；

4.7控制臂

4.7.1概述

本文件采用控制臂輕量化系數作為乘用車控制臂輕量化水平的評價指標。控制臂輕量化系數由

質量、靜剛度和投影面積三個參數構成。輕量化系數數值越小，表示輕量化水平越高。

4.7.2計算方法

4.7.2.1輕量化系數計算

?

控制臂輕量化系數La按公式（19）計算：?=

??????

（19）

式中：

La——控制臂輕量化系數，a代表Controlarm；

m——控制臂的質量，不含襯套，單位為千克（kg），取兩位小數；

2

Sz——控制臂在整車坐標系Z方向最大投影面積，單位為平方米（m）；

Kz——控制臂Z向靜剛度，單位為千牛頓每毫米（kN/mm）。

4.7.2.2控制臂靜剛度測量

4.7.2.2.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：將不含襯套的控制臂固定點按照裝配要求的最小扭矩裝配在夾具上，剛性連接，

如圖10所示；

b）加載方向：在加載點位置施加負Z向載荷（垂直于地面），如圖10所示；

c）測量位置：通過加載點，安裝位移傳感器，保證加載力和測量點位移在同一直線上。

固定點，與副

車架連接孔

加載點，與轉向節下點連接孔中心。中心

方向為整車坐標Z方向

圖10控制臂Z向靜剛度測試方法示意圖

4.7.2.2.2測試過程

通過加載裝置在加載點施加11組力值,在2kN-20kN之間，以2kN為步長加載，加載和卸載過程

16

TT/CSAEXX－2022

應該緩慢平穩。

記錄每一步加載和卸載后，測量加載點的位移傳感器的讀數和力傳感器的讀數。

4.7.2.2.3數據處理

根據記錄的數據,繪制載荷-位移曲線圖，應連續變化無突變，擬合點的數據為直線，求得最

?

大加載的力值F和測量點的位移值a，Z向靜剛度值按公式（20）計算：??=

?

（20）

式中：

Kz——控制臂Z向靜剛度，單位為千牛頓每毫米（kN/mm）；

F——加載的力值，單位為千牛頓（kN）；

a——測量點的位移值，單位為毫米（mm）；

因此，控制臂輕量化系數La按公式（21）計算：

????

?==（21）

??????????

式中：

La——控制臂輕量化系數，a代表Controlarm；

m——控制臂的質量，不含襯套，單位為千克（kg），取兩位小數；

2

Sz——控制臂在整車坐標系Z方向最大投影面積，單位為平方米（m）；

F——加載的力值，單位為千牛頓（kN）；

a——測量點的位移值，單位為毫米（mm）；

4.8副車架

4.8.1概述

本文件采用副車架輕量化系數作為乘用車副車架輕量化水平的評價指標。副車架輕量化系數由

質量、最大投影面積和靜剛度三個參數構成。輕量化系數數值越小，表示輕量化水平越高。由于不

同級別和類型的汽車產品定位存在差異，因此，對于單一車型之間的對比評價，推薦在同類型（如

MPV或SUV）、相近尺寸級別和產品定位的車型間進行。

4.8.2計算方法

4.8.2.1輕量化系數計算

4.8.2.1.1全框式副車架輕量化系數

全框式副車架輕量化系數按公式（22）計算：

?

??=

?????

（22）

式中：

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TT/CSAEXX－2022

Ls——全框式副車架輕量化系數，s代表全框式Subframe；

m——全框式副車架的質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

2

Sz——全框式副車架最大投影面積，單位為平方米（m）；

Ky——全框式副車架控制臂連接點在整車坐標系Y方向的靜剛度，單位為千牛頓每毫

米（kN/mm），如圖11所示。

支撐點1

支撐點2

加載點，控制臂

連接點（控制臂

Y方向連桿）

支撐點3

支撐點4

圖11全框式副車架Y向靜剛度測試加載示意圖

4.8.2.1.2半框式副車架輕量化系數

半框式副車架輕量化系數按公式（23）計算：

?

??=

?????

（23）

式中：

Ls——半框式副車架輕量化系數，s代表Subframe；

m——半框式副車架的質量，單位為千克（kg），取兩位小數；

2

Sz——半框式副車架最大投影面積，單位為平方米（m）；

Ky——半框式副車架控制臂連接點在整車坐標系Y方向的靜剛度，單位為千牛頓每毫

米（kN/mm），如圖12所示。

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TT/CSAEXX－2022

加載點，控制臂連接

點（控制臂Y方向）

支撐點1

支撐點2

支撐點3支撐點4

圖12半框式副車架Y向靜剛度測試加載示意圖

4.8.2.2剛度測量

4.8.2.2.1測試準備

測試準備工作按照以下要求執行。

a）安裝固定：將副車架車身連接點按照裝配要求的最小扭矩裝配在夾具上，剛性連接。

b）加載方向：在加載點位置施加車輛Y向載荷（指向車中心，左側施加+Y,或者右側施加-

Y）。

c）測量位置：通過加載點，安裝位移傳感器，保證加載力和測量點位移在同一直線上。

4.8.2.2.2測試過程

通過加載裝置在加載點施加11組力值,在2kN-20kN之間，以2kN為步長加載，加載和卸載過程

應該緩慢平穩。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數和力傳感器的讀數。

4.8.2.2.3數據處理

根據記錄的數據繪制載荷-位移曲線圖，應連續變化無突變，擬合點的數據為直線，求得最大

加載的力值F和測量點的位移值a，得到副車架Y向靜剛度值按公式（24）計算：