《乘用车典型零部件轻量化系数计算方法》

I

CS

团体标准

T/CSAEXX－2023

乘用车典型零部件轻量化系数计算方法

Calculatingmethodoftypicalpartlightweightindexforpassengervehicle

（报批稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

2023-XX-XX发布2023-XX-XX实施

中国汽车工程学会发布

TT/CSAEXX－2022

乘用车典型零部件轻量化系数计算方法

1范围

本标准规定了乘用车典型零部件轻量化系数及其计算方法。

本标准适用于M1类车的零部件轻量化系数的计算。本标准针对乘用车典型零部件轻量化评价需

求，对乘用车典型零部件轻量化系数及其计算方法规范性的规定和说明，对于其他类型零件可参照

执行。

2规范引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB/T2933-2009充气轮胎用车轮和轮辋的术语、规格代号和标志

GB/T4780-2020汽车车身术语

GB/T5180-1985汽车悬架术语和定义

GB/T5334-2021乘用车车轮弯曲和径向疲劳性能要求及试验方法

GB/T19234-2003乘用车尺寸代码

T/CSAE40-2021乘用车塑料前端框架技术条件

T/CSAE205-2021乘用车镁合金前端框架技术条件

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

开闭件closure

车身上可启闭的各种门盖的结构件。

[来源：GB/T4780-2020，6.2.1]

3.2

车门door

能开闭，供乘员进出、货物装卸的门。

[来源：GB/T4780-2020，6.2.3]

1

TT/CSAEXX－2022

3.3

发动机罩hood

发动机舱的罩。[来源：GB/T4780-2020，6.2.13]

3.4

背门backdoor

位于车身后背部的门。[来源：GB/T4780-2020，6.2.6]

3.5

行李箱盖trunklid，decklid

位于车身后部，行李箱的盖板，可有效遮蔽后行李箱的总成。[来源：GB/T4780-2020，6.2.15]

3.6

前端框架front-endcarrier

位于车身前部，安装车身前端散热器、大灯等零件,采用塑料或镁合金一体制造，分为塑料前端

框架和镁合金前端框架。[来源：T/CSAE40-2021，3.1]

3.7

仪表板横梁crosscarbeam

安装在乘员舱车体上，用于支撑仪表板总成和转向管柱的零部件总成。

3.8

车轮wheel

轮胎和车轴之间的旋转承载件。通常有轮辋和轮辐两个主要部件组成，轮辋和轮辐可是整体的、

永久连接的或可拆卸的[来源：GB/T2933-2009，2.1]

3.9

转向节knuckle

支撑并带动车轮绕主销转动而使汽车转向的零件。

3.10

控制臂controlarm

控制车轮运动的臂（摆臂）。[来源：GB/T5180-1985，4.1]

2

TT/CSAEXX－2022

3.11

整车坐标系vehiclecoordinatesystem

整车三维坐标系的定义见GB/T19234-2003。

[来源：GB/T19234-2003，5.1、5.2]

3.12

副车架subframe

为乘用车增加悬架与承载式车身的连接刚度而设置的，同时可连接其他部件的框架。

3.13

扭力梁torsionbeam

平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳，是汽车半独立悬架的一种。

3.14

最大投影面积maximumprojectedarea

车门最大投影面积是指整车坐标系Y方向的投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；发动机

罩、背门和行李箱盖的最大投影面积是指内板拉延方向投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；

前端框架最大投影面积是指整车坐标系X方向的投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；内外饰件

的最大投影面积是指垂直于分型面方向的投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；转向节的投影

面积是指整车坐标系Y方向上的最大轮廓投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；控制臂、副车架

的最大投影面积是指整车坐标系Z方向的投影面积，数值上等于长度与宽度的乘积；单位都为m2。详

见附录A。

3.15

车轮最大垂直静负荷maximumwheelload

整车坐标系Z方向垂直于地面的车轮最大设计载荷，也称为车轮的额定负荷，单位为牛顿（N），

一般由车辆或车轮制造商规定。[来源：GB/T5334-2021，6.2.2.3]

4轻量化系数计算方法

4.1车身开闭件

4.1.1概述

本文件采用开闭件轻量化系数作为乘用车开闭件轻量化水平的评价指标。开闭件轻量化系数由

重量、最大投影面积和扭转刚度三个参数构成。开闭件轻量化系数数值越小，表示轻量化水平越高。

3

TT/CSAEXX－2022

由于不同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，对于单一车型之间的对比评价，推荐在同类

型（如MPV或SUV）、相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

4.1.2计算方法

4.1.2.1轻量化系数计算

开闭件轻量化系数Lc按公式（1）计算：

……（1）

Lc=10*m/（*S*Kt）

式中：

Lc——开闭件轻量化系数，c代表Closure；

m——涂装后开闭件骨架总成的质量，不含车门附件、铰链、玻璃，单位为千克（kg），取

两位小数；

S——开闭件的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

Kt——开闭件骨架总成的扭转刚度，t代表torsionalstiffness，单位为牛顿每毫米（N/mm）；

4.1.2.2扭转刚度测试

4.1.2.2.1旋转式车门扭转刚度的测试方法

4.1.2.2.1.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：通过车门铰链和门锁安装点，将车门内板朝下固定在试验台架上。门锁安装点通

过专用夹具与台架相连，车门铰链安装点直接与台架相连，确保门锁安装点、两铰链轴线处在同一

水平面上，同时确保车门本体约束六个自由度；

b）加载位置：前门选择车身B柱一侧窗框上端拐角布置加载点（如图1所示），后门选择远离

B柱侧窗框上端拐角处布置加载点（如图2所示）。具体加载点选取方式：取窗框凸台面内外拐角连

线中点作为加载点（如图3所示），或窗框凸台面内外圆弧中间位置连线中点作为加载点。如果窗

框拐角有其他形状，参考该方法确定加载点具体位置，并可根据实际情况适当调整位置；

4

TT/CSAEXX－2022

前门加载位置后门加载位置

图1前门加载位置图2后门加载位置

窗框凸台面内外拐角

图3车门具体加载点选取方式

C）测量位置：安装位移传感器于加载点上方，确保加载力和测量点在同一直线上；

d）加载方向：垂直于通过加载点与窗框弧面相切的平面，向外板方向加载。

4.1.2.2.1.2测试过程

测试过程按照以下要求执行。

a）试验前预载：对车门加50N的预载荷，保持30s，然后卸载，以消除安装间隙，将力传感器

和位移传感器清零。

b）加载测量：通过加载装置在加载点施加集中力，以20N为步长，加载到200N，然后按照相同

步长卸载到零，加载和卸载过程应该缓慢平稳。

记录每一步加载和卸载后，测量点的位移传感器的读数和力传感器的读数。

4.1.2.2.1.3数据处理

根据记录的数据绘制载荷-位移曲线图，应连续变化无突变，扭转刚度值按公式（2）计算：

퐹

퐾=（2）

푡푎

5

TT/CSAEXX－2022

式中：

Kt——车门扭转刚度，单位为牛顿每毫米（N/mm）；

F——加载的最大力值，单位为牛顿（N）；

a——测量点的最大位移值，单位为毫米（mm）；

因此，车门开闭件轻量化系数Lc的计算公式为：

10∗푚10∗푚⋅푎

퐿푐==（4）

푆⋅퐾푡푆⋅퐹

式中：

m——车门骨架总成的质量，不含车门附件、铰链、玻璃，单位为千克（kg），取两位

小数；

S——车门的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

F——加载的最大力值，单位为牛顿（N）；

a——测量点的最大位移值，单位为毫米（mm）；

4.1.2.2.2发动机罩扭转刚度的测试方法

4.1.2.2.2.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：将发动机罩铰链安装孔直接与台架相连，安装时确保固定铰链安装螺栓孔六个自

由度全部约束，在前方最外侧缓冲垫左右位置（左侧为加载点，右侧为支撑点，如图4所示），分

别安装竖直向上的加载装置和刚性支撑。在缓冲垫对数大于一对时，缓冲垫支撑选择更靠近发动机

罩对角线的缓冲垫。

b）安装力传感器：在刚性支撑与发动机罩缓冲垫之间安装力传感器，调整刚性支撑与加载装置

高度，确保缓冲垫到地面的距离与发动机罩铰链安装点到地面的距离相等。

c）安装位移传感器：沿加载装置加力方向，加载点于发动机罩外板投影点MP1作为第一点，布

置第一位移传感器。沿刚性支撑的方向，支撑点于发动机罩外板投影点MP2作为第二点，布置第二

位移传感器。如图5所示。

6

TT/CSAEXX－2022

加载点支撑点

图4

MP1MP2

L

图5

4.1.2.2.2.2测试过程

测试过程按照以下要求执行。

a）试验前预载：对发动机罩加10N的预载荷，然后卸载，以消除安装间隙。

b）设置零点：将发动机罩抬起，使其与两侧力传感器都不接触，此时将力传感器置零；然后将

发动机盖放下，调整加载装置刚度，使两侧力传感器读数一致，此时将加载装置力传感器设置清零。

c）加载测量：通过加载装置在加载点加力，-Z向加载，以20N为步长，加载到200N。记录整

个加载过程中支撑点与加载点处位移传感器与力传感器的读数（读数为被测点的总变形）。试验后

还需记录发动机罩加载点与支撑点之间的距离L、发动机罩重量m等试验参数。

7

TT/CSAEXX－2022

4.1.2.2.2.3数据处理

푀

퐾=푡

푡푎

{푀푡=퐹⋅퐿（5）

|(푏−푏)|

푎=푎푟푐푡푎푛12

퐿

式中：

Kt——发动机罩扭转刚度，单位为牛米每弧度(Nm/rad)；

Mt——扭矩，单位为牛米(Nm)；

a——扭转角，单位为弧度(rad)；

F——临界力值，单位为牛顿(N)；

L——加载点与支撑点之间的距离，单位为毫米(mm)；

b1——加载点总位移，单位为毫米(mm)；

b2——支撑点总位移，单位为毫米(mm)；

因此，发动机罩轻量化系数Lc按照公式（6）计算：

|(푏−푏)|

10∗푚⋅푎푟푐푡푎푛12

10∗푚10∗푚⋅푎퐿

퐿푐===（6）

푆⋅퐾푡푆⋅푀푡푆⋅퐹⋅퐿

式中：

m——发动机罩骨架总成的质量，不含铰链，单位为千克（kg），取两位小数；

S——发动机罩的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

a——扭转角，单位为弧度(rad)；

F——临界力值，单位为牛顿(N)；

L——加载点与支撑点之间的距离，单位为毫米(mm)；

b1——加载点总位移，单位为毫米(mm)；

b2——支撑点总位移，单位为毫米(mm)；

4.1.2.2.3背门扭转刚度的测试方法（锁止状态）

4.1.2.2.3.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：通过背门铰链安装孔和锁安装孔，将背门内板朝下固定在试验台架上，确保背门

铰链六个自由度全部约束，锁安装孔约束123自由度。其中背门锁安装孔连线几何中心与铰链旋转

中心到地面的距离应相等。

b）加载位置：在背门内板下边缘拐角包边处，选取内板第一个台阶面的圆角弧线中点指向圆弧

曲率中心30mm位置为加载点P（如图6所示）。如果该加载点与背门缓冲块位置相隔较近或加载点

落在角度较大的斜面上，可以选择背门缓冲块安装点作为加载点，必要时可在缓冲块安装孔贴圆形

8

TT/CSAEXX－2022

贴片，便于加载。

加载点P

背门内板第一个台阶面

拐角边圆弧

图6背门加载点示意图

c）加载方向：通过加载点，垂直于加载面向外板方向加载。

d）测量位置：通过加载点P，沿加载方向投影于外板上的点，安装位移传感器，保证加载力和

测量点位移在同一直线上。

4.1.2.2.3.2测试过程

测试过程按照以下要求执行。

a）试验前预载:对背门加15N的预载荷并保持10s，然后卸载，消除安装间隙，将力传感器和位

移传感器清零。

b）加载测量:通过加载装置在P点加力，以20N为步长加载到200N，然后按照相同步长卸载到

零，加载和卸载过程应该缓慢平稳。记录每一步加载和卸载后，测量点的位移传感器和力传感器的

读数。

4.1.2.2.3.3数据处理

根据记录的数据绘制载荷-位移曲线图，应连续变化无突变，扭转刚度值按公式（7）计算：

퐹

퐾=（7）

푡푎

式中：

Kt——背门扭转刚度，单位为牛顿每毫米（N/mm）；

F——加载的最大力值，单位为牛顿（N）；

a——测量点的最大位移值，单位为毫米（mm）；

因此，背门轻量化系数Lc的计算公式为：

9

TT/CSAEXX－2022

10∗푚10∗푚⋅푎

퐿푐==（8）

푆⋅퐾푡푆⋅퐹

式中：

m——背门骨架总成的质量，不含铰链、玻璃，单位为千克（kg），取两位小数；

S——背门的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

F——加载的最大力值，单位为牛顿（N）；

a——测量点的最大位移值，单位为毫米（mm）；

4.1.2.2.4行李箱盖扭转刚度的测试方法

4.1.2.2.4.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）将行李箱盖内板朝下模拟实际装车的状态用夹具安装在刚性试验台架上，确保行李箱盖前部

两个安装位置通过模拟铰链工装，可以绕整车坐标系中的Y轴旋转。其中旋转中心必须在铰链安装

点中心线上，模拟铰链工装的轨迹与实际铰链轨迹一致，如图7所示。

图7行李箱盖扭转刚度测试原理示意图

b）将行李箱盖固定在夹具上，用一个合适的销子销住锁柱，模拟行李箱盖关闭时的锁合状态，

检查行李箱盖铰链螺栓的力矩应符合图纸的要求。

c）将行李箱盖安装在试验台上（外表面向上），并调整它的安装点高度，使行李箱盖安装角度

与实车保持一致，选择行李箱盖左或右下角处作为加载点（加载点离行李箱盖后部及侧面边缘各

50mm），在此位置安装丝杠运动螺旋升降机和载荷传感器（最大允许误差为1N）。

d）在行李箱盖加载点处布置1个位移传感器（或百分表，最大允许误差为0.02mm）。

4.1.2.2.4.2测试过程

测试过程按照以下要求执行。

a）试验前预载：对行李箱盖加15N的预载荷并保持30s，然后卸载，消除安装间隙，将载荷传

感器和位移传感器清零。

10

TT/CSAEXX－2022

b）加载测量：对行李箱盖加载点施加集中载荷，以10N为步长加载，每步加载后卸载至零，加

载到180N，加载和卸载过程应该缓慢平稳。记录每一步加载和卸载至零后，各个位移传感器和载荷

传感器的读数。重复做3次，每次做完后停留10min使行李箱盖变形恢复原位。

4.1.2.2.4.3数据处理

对每次记录的试验数据进行处理，绘制行李箱盖加载扭转变形曲线，求出刚度值。三次试验刚

度值的平均值为行李箱盖扭转刚度值，按公式（9）计算：Kt=F/a

（9）

式中：

Kt——行李箱盖扭转刚度，单位为牛顿每毫米（N/mm）；

F——加载力值，单位为牛顿（N）；

a——变形量，单位为毫米（mm）；

10∗푚10∗푚⋅푎

因此，行李箱盖轻量化系数Lc按公式（10）计算：퐿푐==

푆⋅퐾푡푆⋅퐹

（10）

式中：

m——行李箱盖骨架总成的质量，不含铰链，单位为千克（kg），取两位小数；

S——行李箱盖的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

F——加载的最大力值，单位为牛顿（N）；

a——变形量，单位为毫米（mm）；

4.2车身内外饰件

4.2.1概述

本文件把内外饰件分为声学包装件和功能件，声学包装件包括地毯、顶棚、吸音棉、隔音垫等，

其他起支撑和装饰等性能的零部件称为功能件，如仪表板、门板、保险杠、A/B/C柱护板等。采用内

外饰功能件轻量化系数作为乘用车内外饰功能件轻量化水平的评价指标。采用内外饰声学包装件轻

量化系数作为乘用车内外饰声学包装件的轻量化水平评价指标。内外饰件轻量化系数数值越小，表

示轻量化水平越高。由于不同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，对于单一车型之间的对

比评价，推荐在同类型（如乘用车或SUV）、相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

11

TT/CSAEXX－2022

4.2.2计算方法

4.2.2.1内外饰功能件轻量化系数

内外饰功能件轻量化系数Lt按公式（11）计算：

Lt=10*m/（S*T）

（11）

式中：

Lt——内外饰功能件轻量化系数，t代表Trim，不包括座椅和声学包装件；

m——内外饰功能件的质量，单位为克（g），取整数；

S——内外饰功能件的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

T——内外饰功能件安装状态下的一阶整体约束模态（仿真值），单位为赫兹（Hz）；

4.2.2.2内外饰声学包装件轻量化系数

内外饰声学包装件轻量化系数Lnvh按公式（12）计算：Lnvh=ρ/α

（12）

式中：

Lnvh——内外饰声学包装件轻量化系数；

ρ——面密度，内外饰声学包装件按规定厚度单位面积的质量，单位为克每平方米（g/m2）；

α——吸声系数，值越大，表明材料（或结构）的吸声性能越好，取值在0~1之间。

4.3前端框架

4.3.1概述

本文件采用前端框架轻量化系数作为乘用车前端框架轻量化水平的评价指标。前端框架轻量化

系数由重量、最大投影面积和刚度三个参数构成。前端框架轻量化系数数值越小，表示轻量化水平

越高。由于不同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，对于单一车型之间的对比评价，推荐

在同类型（如乘用车或SUV）、相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

4.3.2计算方法

前端框架轻量化系数Lf按公式（13）计算：

Lf=100*m/（S*Kz）

（13）

式中：

Lf——前端框架轻量化系数，f代表Front-endCarrier；

m——前端框架的质量，单位为千克（kg），取两位小数；

S——前端框架的最大投影面积，单位为平方米（m2）；

12

TT/CSAEXX－2022

Kz——前端框架锁支架Z向刚度，单位为牛顿每毫米（N/mm），见CSAE40-20217.2.5；

4.4仪表板横梁

4.4.1概述

本文件采用仪表板横梁轻量化系数作为乘用车仪表板横梁轻量化水平的评价指标。仪表板横梁

轻量化系数由重量、最大投影面积和Y向长度三个参数构成。仪表板横梁轻量化系数数值越小，表

示轻量化水平越高。由于不同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，对于单一车型之间的对

比评价，推荐在同类型（如乘用车或SUV）、相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

4.4.2计算方法

仪表板横梁轻量化系数LCCB按公式（14）计算：

LCCB=m/（L*T）

（14）

式中：

LCCB——仪表板横梁轻量化系数，CCB代表CrossCarBeam；

m——仪表板横梁的质量，单位为千克（kg），取两位小数；

L——仪表板横梁的Y向长度，单位为米（m）；

T——仪表板横梁安装状态的一阶整体约束模态频率（仿真值），单位为赫兹（Hz）；

4.5车轮

4.5.1概述

本文件采用车轮轻量化系数作为乘用车车轮轻量化水平的评价指标。车轮轻量化系数由质量、

车轮垂直静载荷、轮辋标定宽度和轮辋标定直径四个参数构成。轻量化系数数值越小，表示轻量化

水平越高。由于不同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，推荐在同类型（如MPV或SUV）、

相近尺寸级别和产品定位的车型间进行对比评价。

4.5.2计算方法

车轮轻量化系数Lw按公式（15）计算：

푚

퐿푤=

퐹푣⋅푎⋅퐷

（15）

式中：

Lw——车轮轻量化系数，w代表Wheel；

m——车轮的质量，单位为千克（kg），取两位小数；

Fv——车轮最大垂直静负荷，单位为牛顿（N），见标准GB/T5334-2021。

13

TT/CSAEXX－2022

a——轮辋标定宽度，单位为米（m），见图8所示；D——轮辋标定直径，单位为米（m），

a

ΦD

见图8所示；

图8轮辋轮廓术语

4.6转向节

4.6.1概述

本文件采用转向节轻量化系数作为乘用车转向节轻量化水平的评价指标。转向节轻量化系数由

质量、轴荷、静刚度和投影面积四个参数构成。轻量化系数数值越小，表示轻量化水平越高。

4.6.2计算方法

4.6.2.1轻量化系数计算

푚

转向节轻量化系数Lk按公式（16）计算：퐿=

푘푊⋅퐾푧⋅푆푦

（16）

式中：

Lk——转向节轻量化系数，k代表Knuckle；

m——转向节质量，单位为千克（kg），取两位小数；

W——最大轴载，车轮满载状态下前轴或后轴载荷，单位为千克（kg）；

Kz——转向节Z向静刚度，单位为千牛顿每毫米（kN/mm）

2

Sy——转向节Y向的投影面积，单位为平方米（m）；

4.6.2.2转向节静刚度测试

4.6.2.2.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：将转向节支撑点按照装配要求的最小扭矩装配在夹具上，刚性连接，如图9所

示。

b）加载方向：在加载点位置施加车辆负Z向载荷（垂直于地面），如图9所示。

c）测量位置：通过加载点，安装位移传感器，保证加载力和测量点位移在同一直线上。

14

TT/CSAEXX－2022

支撑点1，弹簧下支座

加载点，轴承安装面上的

孔中心，负Z方向垂直于

地面的力

支撑点2

支撑点3

图9转向节Z向静刚度测试加载示意图

4.6.2.2.2测试过程

通过加载装置在加载点施加11组力值,在2kN-20kN之间，以2kN为步长加载，加载和卸载过程

应该缓慢平稳。

记录每一步加载和卸载后，测量点的位移传感器的读数和力传感器的读数。

4.6.2.2.3数据处理

根据记录的数据绘制载荷-位移曲线图，应连续变化无突变，拟合点的数据为直线，求得最大加载

的力值F和测量点的位移值a，则Z向静刚度值按公式（17）计算：

퐹

퐾푧=（17）

푎

式中：

Kz——转向节Z向静刚度，单位为千牛顿每毫米（kN/mm）；

F——加载的力值，单位为千牛顿（kN）；

a——测量点的位移值，单位为毫米（mm）；

푚

因此，转向节轻量化系数Lk按公式（18）计算：퐿=

푘푊⋅퐾푧⋅푆푦

（18）

式中：

Lk——转向节轻量化系数，k代表Knuckle；

m——转向节质量，单位为千克（kg），取两位小数；

15

TT/CSAEXX－2022

W——最大轴载，车轮满载状态下前轴或后轴载荷，单位为千克（kg）；

2

Sy——转向节Y向的投影面积，单位为平方米（m）；

4.7控制臂

4.7.1概述

本文件采用控制臂轻量化系数作为乘用车控制臂轻量化水平的评价指标。控制臂轻量化系数由

质量、静刚度和投影面积三个参数构成。轻量化系数数值越小，表示轻量化水平越高。

4.7.2计算方法

4.7.2.1轻量化系数计算

푚

控制臂轻量化系数La按公式（19）计算：퐿=

푎푆푧⋅퐾푧

（19）

式中：

La——控制臂轻量化系数，a代表Controlarm；

m——控制臂的质量，不含衬套，单位为千克（kg），取两位小数；

2

Sz——控制臂在整车坐标系Z方向最大投影面积，单位为平方米（m）；

Kz——控制臂Z向静刚度，单位为千牛顿每毫米（kN/mm）。

4.7.2.2控制臂静刚度测量

4.7.2.2.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：将不含衬套的控制臂固定点按照装配要求的最小扭矩装配在夹具上，刚性连接，

如图10所示；

b）加载方向：在加载点位置施加负Z向载荷（垂直于地面），如图10所示；

c）测量位置：通过加载点，安装位移传感器，保证加载力和测量点位移在同一直线上。

固定点，与副

车架连接孔

加载点，与转向节下点连接孔中心。中心

方向为整车坐标Z方向

图10控制臂Z向静刚度测试方法示意图

4.7.2.2.2测试过程

通过加载装置在加载点施加11组力值,在2kN-20kN之间，以2kN为步长加载，加载和卸载过程

16

TT/CSAEXX－2022

应该缓慢平稳。

记录每一步加载和卸载后，测量加载点的位移传感器的读数和力传感器的读数。

4.7.2.2.3数据处理

根据记录的数据,绘制载荷-位移曲线图，应连续变化无突变，拟合点的数据为直线，求得最

퐹

大加载的力值F和测量点的位移值a，Z向静刚度值按公式（20）计算：퐾푧=

푎

（20）

式中：

Kz——控制臂Z向静刚度，单位为千牛顿每毫米（kN/mm）；

F——加载的力值，单位为千牛顿（kN）；

a——测量点的位移值，单位为毫米（mm）；

因此，控制臂轻量化系数La按公式（21）计算：

푚푚⋅푎

퐿==（21）

푎푆푧⋅퐾푧푆푧⋅퐹

式中：

La——控制臂轻量化系数，a代表Controlarm；

m——控制臂的质量，不含衬套，单位为千克（kg），取两位小数；

2

Sz——控制臂在整车坐标系Z方向最大投影面积，单位为平方米（m）；

F——加载的力值，单位为千牛顿（kN）；

a——测量点的位移值，单位为毫米（mm）；

4.8副车架

4.8.1概述

本文件采用副车架轻量化系数作为乘用车副车架轻量化水平的评价指标。副车架轻量化系数由

质量、最大投影面积和静刚度三个参数构成。轻量化系数数值越小，表示轻量化水平越高。由于不

同级别和类型的汽车产品定位存在差异，因此，对于单一车型之间的对比评价，推荐在同类型（如

MPV或SUV）、相近尺寸级别和产品定位的车型间进行。

4.8.2计算方法

4.8.2.1轻量化系数计算

4.8.2.1.1全框式副车架轻量化系数

全框式副车架轻量化系数按公式（22）计算：

푚

퐿푠=

푆푧⋅퐾푦

（22）

式中：

17

TT/CSAEXX－2022

Ls——全框式副车架轻量化系数，s代表全框式Subframe；

m——全框式副车架的质量，单位为千克（kg），取两位小数；

2

Sz——全框式副车架最大投影面积，单位为平方米（m）；

Ky——全框式副车架控制臂连接点在整车坐标系Y方向的静刚度，单位为千牛顿每毫

米（kN/mm），如图11所示。

支撑点1

支撑点2

加载点，控制臂

连接点（控制臂

Y方向连杆）

支撑点3

支撑点4

图11全框式副车架Y向静刚度测试加载示意图

4.8.2.1.2半框式副车架轻量化系数

半框式副车架轻量化系数按公式（23）计算：

푚

퐿푠=

푆푧⋅퐾푦

（23）

式中：

Ls——半框式副车架轻量化系数，s代表Subframe；

m——半框式副车架的质量，单位为千克（kg），取两位小数；

2

Sz——半框式副车架最大投影面积，单位为平方米（m）；

Ky——半框式副车架控制臂连接点在整车坐标系Y方向的静刚度，单位为千牛顿每毫

米（kN/mm），如图12所示。

18

TT/CSAEXX－2022

加载点，控制臂连接

点（控制臂Y方向）

支撑点1

支撑点2

支撑点3支撑点4

图12半框式副车架Y向静刚度测试加载示意图

4.8.2.2刚度测量

4.8.2.2.1测试准备

测试准备工作按照以下要求执行。

a）安装固定：将副车架车身连接点按照装配要求的最小扭矩装配在夹具上，刚性连接。

b）加载方向：在加载点位置施加车辆Y向载荷（指向车中心，左侧施加+Y,或者右侧施加-

Y）。

c）测量位置：通过加载点，安装位移传感器，保证加载力和测量点位移在同一直线上。

4.8.2.2.2测试过程

通过加载装置在加载点施加11组力值,在2kN-20kN之间，以2kN为步长加载，加载和卸载过程

应该缓慢平稳。

记录每一步加载和卸载后，测量点的位移传感器的读数和力传感器的读数。

4.8.2.2.3数据处理

根据记录的数据绘制载荷-位移曲线图，应连续变化无突变，拟合点的数据为直线，求得最大

加载的力值F和测量点的位移值a，得到副车架Y向静刚度值按公式（24）计算：