《乘用車典型零部件輕量化系數(shù)計算方法》

I

CS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAEXX－2023

乘用車典型零部件輕量化系數(shù)計算方法

Calculatingmethodoftypicalpartlightweightindexforpassengervehicle

（報批稿）

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

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

中國汽車工程學(xué)會發(fā)布

TT/CSAEXX－2022

乘用車典型零部件輕量化系數(shù)計算方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了乘用車典型零部件輕量化系數(shù)及其計算方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于M1類車的零部件輕量化系數(shù)的計算。本標(biāo)準(zhǔn)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(shù)及其計算方法規(guī)范性的規(guī)定和說明，對于其他類型零件可參照

執(zhí)行。

2規(guī)范引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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(shù)語、規(guī)格代號和標(biāo)志

GB/T4780-2020汽車車身術(shù)語

GB/T5180-1985汽車懸架術(shù)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(shù)條件

T/CSAE205-2021乘用車鎂合金前端框架技術(shù)條件

3術(shù)語和定義

下列術(shù)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(jié)構(gòu)件。

[來源：GB/T4780-2020，6.2.1]

3.2

車門door

能開閉，供乘員進(jìn)出、貨物裝卸的門。

[來源：GB/T4780-2020，6.2.3]

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3.3

發(fā)動機(jī)罩hood

發(fā)動機(jī)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(zhuǎn)向管柱的零部件總成。

3.8

車輪wheel

輪胎和車軸之間的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向節(jié)knuckle

支撐并帶動車輪繞主銷轉(zhuǎn)動而使汽車轉(zhuǎn)向的零件。

3.10

控制臂controlarm

控制車輪運(yùn)動的臂（擺臂）。[來源：GB/T5180-1985，4.1]

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TT/CSAEXX－2022

3.11

整車坐標(biāo)系vehiclecoordinatesystem

整車三維坐標(biāo)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(shè)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(wěn)，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(biāo)系Y方向的投影面積，數(shù)值上等于長度與寬度的乘積；發(fā)動機(jī)

罩、背門和行李箱蓋的最大投影面積是指內(nèi)板拉延方向投影面積，數(shù)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(biāo)系X方向的投影面積，數(shù)值上等于長度與寬度的乘積；內(nèi)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(shù)值上等于長度與寬度的乘積；轉(zhuǎn)向節(jié)的投影

面積是指整車坐標(biāo)系Y方向上的最大輪廓投影面積，數(shù)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(biāo)系Z方向的投影面積，數(shù)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(fù)荷maximumwheelload

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

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

4輕量化系數(shù)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(shù)作為乘用車開閉件輕量化水平的評價指標(biāo)。開閉件輕量化系數(shù)由

重量、最大投影面積和扭轉(zhuǎn)剛度三個參數(shù)構(gòu)成。開閉件輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行。

4.1.2計算方法

4.1.2.1輕量化系數(shù)計算

開閉件輕量化系數(shù)Lc按公式（1）計算：

……（1）

Lc=10*m/（*S*Kt）

式中：

Lc——開閉件輕量化系數(shù)，c代表Closure；

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

兩位小數(shù)；

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(zhuǎn)剛度，t代表torsionalstiffness，單位為牛頓每毫米（N/mm）；

4.1.2.2扭轉(zhuǎn)剛度測試

4.1.2.2.1旋轉(zhuǎn)式車門扭轉(zhuǎn)剛度的測試方法

4.1.2.2.1.1測試準(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)行。

a）安裝固定：通過車門鉸鏈和門鎖安裝點，將車門內(nèi)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(cè)窗框上端拐角布置加載點（如圖1所示），后門選擇遠(yuǎn)離

B柱側(cè)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(nèi)外拐角連

線中點作為加載點（如圖3所示），或窗框凸臺面內(nèi)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(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整位置；

4

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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(nèi)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(zhí)行。

a）試驗前預(yù)載：對車門加50N的預(yù)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數(shù)和力傳感器的讀數(shù)。

4.1.2.2.1.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線圖，應(yīng)連續(xù)變化無突變，扭轉(zhuǎn)剛度值按公式（2）計算：

?

?=（2）

??

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式中：

Kt——車門扭轉(zhuǎn)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(shù)Lc的計算公式為：

10??10????

??==（4）

???????

式中：

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

小數(shù)；

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(fā)動機(jī)罩扭轉(zhuǎn)剛度的測試方法

4.1.2.2.2.1測試準(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)行。

a）安裝固定：將發(fā)動機(jī)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(cè)緩沖墊左右位置（左側(cè)為加載點，右側(cè)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(shù)大于一對時，緩沖墊支撐選擇更靠近發(fā)動機(jī)

罩對角線的緩沖墊。

b）安裝力傳感器：在剛性支撐與發(fā)動機(jī)罩緩沖墊之間安裝力傳感器，調(diào)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(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)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(zhí)行。

a）試驗前預(yù)載：對發(fā)動機(jī)罩加10N的預(yù)載荷，然后卸載，以消除安裝間隙。

b）設(shè)置零點：將發(fā)動機(jī)罩抬起，使其與兩側(cè)力傳感器都不接觸，此時將力傳感器置零；然后將

發(fā)動機(jī)蓋放下，調(diào)整加載裝置剛度，使兩側(cè)力傳感器讀數(shù)一致，此時將加載裝置力傳感器設(shè)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(shù)（讀數(shù)為被測點的總變形）。試驗后

還需記錄發(fā)動機(jī)罩加載點與支撐點之間的距離L、發(fā)動機(jī)罩重量m等試驗參數(shù)。

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TT/CSAEXX－2022

4.1.2.2.2.3數(shù)據(jù)處理

?

?=?

??

{??=???（5）

|(???)|

?=??????12

?

式中：

Kt——發(fā)動機(jī)罩扭轉(zhuǎn)剛度，單位為牛米每弧度(Nm/rad)；

Mt——扭矩，單位為牛米(Nm)；

a——扭轉(zhuǎn)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(fā)動機(jī)罩輕量化系數(shù)Lc按照公式（6）計算：

|(???)|

10?????????12

10??10?????

??===（6）

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

式中：

m——發(fā)動機(jī)罩骨架總成的質(zhì)量，不含鉸鏈，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

S——發(fā)動機(jī)罩的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

a——扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)剛度的測試方法（鎖止?fàn)顟B(tài)）

4.1.2.2.3.1測試準(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)行。

a）安裝固定：通過背門鉸鏈安裝孔和鎖安裝孔，將背門內(nèi)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(zhuǎn)

中心到地面的距離應(yīng)相等。

b）加載位置：在背門內(nèi)板下邊緣拐角包邊處，選取內(nèi)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(nèi)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(zhí)行。

a）試驗前預(yù)載:對背門加15N的預(yù)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。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(shù)。

4.1.2.2.3.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線圖，應(yīng)連續(xù)變化無突變，扭轉(zhuǎn)剛度值按公式（7）計算：

?

?=（7）

??

式中：

Kt——背門扭轉(zhuǎn)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(shù)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(zhì)量，不含鉸鏈、玻璃，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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(zhuǎn)剛度的測試方法

4.1.2.2.4.1測試準(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)行。

a）將行李箱蓋內(nèi)板朝下模擬實際裝車的狀態(tài)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(biāo)系中的Y軸旋轉(zhuǎn)。其中旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)閉時的鎖合狀態(tài)，

檢查行李箱蓋鉸鏈螺栓的力矩應(yīng)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(diào)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(cè)面邊緣各

50mm），在此位置安裝絲杠運(yùn)動螺旋升降機(jī)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(zhí)行。

a）試驗前預(yù)載：對行李箱蓋加15N的預(yù)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。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(shù)。重復(fù)做3次，每次做完后停留10min使行李箱蓋變形恢復(fù)原位。

4.1.2.2.4.3數(shù)據(jù)處理

對每次記錄的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制行李箱蓋加載扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)剛度值，按公式（9）計算：Kt=F/a

（9）

式中：

Kt——行李箱蓋扭轉(zhuǎn)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(shù)Lc按公式（10）計算：??==

???????

（10）

式中：

m——行李箱蓋骨架總成的質(zhì)量，不含鉸鏈，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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(nèi)外飾件

4.2.1概述

本文件把內(nèi)外飾件分為聲學(xué)包裝件和功能件，聲學(xué)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(hù)板等。采用內(nèi)

外飾功能件輕量化系數(shù)作為乘用車內(nèi)外飾功能件輕量化水平的評價指標(biāo)。采用內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件輕

量化系數(shù)作為乘用車內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件的輕量化水平評價指標(biāo)。內(nèi)外飾件輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行。

11

TT/CSAEXX－2022

4.2.2計算方法

4.2.2.1內(nèi)外飾功能件輕量化系數(shù)

內(nèi)外飾功能件輕量化系數(shù)Lt按公式（11）計算：

Lt=10*m/（S*T）

（11）

式中：

Lt——內(nèi)外飾功能件輕量化系數(shù)，t代表Trim，不包括座椅和聲學(xué)包裝件；

m——內(nèi)外飾功能件的質(zhì)量，單位為克（g），取整數(shù)；

S——內(nèi)外飾功能件的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

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

4.2.2.2內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件輕量化系數(shù)

內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件輕量化系數(shù)Lnvh按公式（12）計算：Lnvh=ρ/α

（12）

式中：

Lnvh——內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件輕量化系數(shù)；

ρ——面密度，內(nèi)外飾聲學(xué)包裝件按規(guī)定厚度單位面積的質(zhì)量，單位為克每平方米（g/m2）；

α——吸聲系數(shù)，值越大，表明材料（或結(jié)構(gòu)）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(shù)作為乘用車前端框架輕量化水平的評價指標(biāo)。前端框架輕量化

系數(shù)由重量、最大投影面積和剛度三個參數(shù)構(gòu)成。前端框架輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行。

4.3.2計算方法

前端框架輕量化系數(shù)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(shù)，f代表Front-endCarrier；

m——前端框架的質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

S——前端框架的最大投影面積，單位為平方米（m2）；

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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(shù)作為乘用車儀表板橫梁輕量化水平的評價指標(biāo)。儀表板橫梁

輕量化系數(shù)由重量、最大投影面積和Y向長度三個參數(shù)構(gòu)成。儀表板橫梁輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行。

4.4.2計算方法

儀表板橫梁輕量化系數(shù)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(shù)，CCB代表CrossCarBeam；

m——儀表板橫梁的質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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(tài)的一階整體約束模態(tài)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(shù)作為乘用車車輪輕量化水平的評價指標(biāo)。車輪輕量化系數(shù)由質(zhì)量、

車輪垂直靜載荷、輪輞標(biāo)定寬度和輪輞標(biāo)定直徑四個參數(shù)構(gòu)成。輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行對比評價。

4.5.2計算方法

車輪輕量化系數(shù)Lw按公式（15）計算：

?

??=

??????

（15）

式中：

Lw——車輪輕量化系數(shù)，w代表Wheel；

m——車輪的質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

Fv——車輪最大垂直靜負(fù)荷，單位為牛頓（N），見標(biāo)準(zhǔn)GB/T5334-2021。

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TT/CSAEXX－2022

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

a

ΦD

見圖8所示；

圖8輪輞輪廓術(shù)語

4.6轉(zhuǎn)向節(jié)

4.6.1概述

本文件采用轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)作為乘用車轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化水平的評價指標(biāo)。轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)由

質(zhì)量、軸荷、靜剛度和投影面積四個參數(shù)構(gòu)成。輕量化系數(shù)數(shù)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(shù)計算

?

轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)Lk按公式（16）計算：?=

????????

（16）

式中：

Lk——轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)，k代表Knuckle；

m——轉(zhuǎn)向節(jié)質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

W——最大軸載，車輪滿載狀態(tài)下前軸或后軸載荷，單位為千克（kg）；

Kz——轉(zhuǎn)向節(jié)Z向靜剛度，單位為千牛頓每毫米（kN/mm）

2

Sy——轉(zhuǎn)向節(jié)Y向的投影面積，單位為平方米（m）；

4.6.2.2轉(zhuǎn)向節(jié)靜剛度測試

4.6.2.2.1測試準(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)行。

a）安裝固定：將轉(zhuǎn)向節(jié)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(fù)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(fù)Z方向垂直于

地面的力

支撐點2

支撐點3

圖9轉(zhuǎn)向節(jié)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數(shù)和力傳感器的讀數(shù)。

4.6.2.2.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線圖，應(yīng)連續(xù)變化無突變，擬合點的數(shù)據(jù)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(zhuǎn)向節(jié)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(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)Lk按公式（18）計算：?=

????????

（18）

式中：

Lk——轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化系數(shù)，k代表Knuckle；

m——轉(zhuǎn)向節(jié)質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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TT/CSAEXX－2022

W——最大軸載，車輪滿載狀態(tài)下前軸或后軸載荷，單位為千克（kg）；

2

Sy——轉(zhuǎn)向節(jié)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(shù)作為乘用車控制臂輕量化水平的評價指標(biāo)?？刂票圯p量化系數(shù)由

質(zhì)量、靜剛度和投影面積三個參數(shù)構(gòu)成。輕量化系數(shù)數(shù)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(shù)計算

?

控制臂輕量化系數(shù)La按公式（19）計算：?=

??????

（19）

式中：

La——控制臂輕量化系數(shù)，a代表Controlarm；

m——控制臂的質(zhì)量，不含襯套，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

2

Sz——控制臂在整車坐標(biāo)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(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)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(fù)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(zhuǎn)向節(jié)下點連接孔中心。中心

方向為整車坐標(biāo)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。

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(shù)和力傳感器的讀數(shù)。

4.7.2.2.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),繪制載荷-位移曲線圖，應(yīng)連續(xù)變化無突變，擬合點的數(shù)據(jù)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(shù)La按公式（21）計算：

????

?==（21）

??????????

式中：

La——控制臂輕量化系數(shù)，a代表Controlarm；

m——控制臂的質(zhì)量，不含襯套，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

2

Sz——控制臂在整車坐標(biāo)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(shù)作為乘用車副車架輕量化水平的評價指標(biāo)。副車架輕量化系數(shù)由

質(zhì)量、最大投影面積和靜剛度三個參數(shù)構(gòu)成。輕量化系數(shù)數(shù)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(chǎn)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(chǎn)品定位的車型間進(jìn)行。

4.8.2計算方法

4.8.2.1輕量化系數(shù)計算

4.8.2.1.1全框式副車架輕量化系數(shù)

全框式副車架輕量化系數(shù)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(shù)，s代表全框式Subframe；

m——全框式副車架的質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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(biāo)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(shù)

半框式副車架輕量化系數(shù)按公式（23）計算：

?

??=

?????

（23）

式中：

Ls——半框式副車架輕量化系數(shù)，s代表Subframe；

m——半框式副車架的質(zhì)量，單位為千克（kg），取兩位小數(shù)；

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(biāo)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(zhǔn)備

測試準(zhǔn)備工作按照以下要求執(zhí)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(cè)施加+Y,或者右側(cè)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(yīng)該緩慢平穩(wěn)。

記錄每一步加載和卸載后，測量點的位移傳感器的讀數(shù)和力傳感器的讀數(shù)。

4.8.2.2.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制載荷-位移曲線圖，應(yīng)連續(xù)變化無突變，擬合點的數(shù)據(jù)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：