陳秀梧

(一汽海馬汽車有限公司，海南?？?570216)

汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)方法研究

陳秀梧

(一汽海馬汽車有限公司，海南海口 570216)

汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能在汽車性能中至關(guān)重要，是汽車產(chǎn)品內(nèi)在價(jià)值體現(xiàn)。通過(guò)結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)的情況，對(duì)汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)方法進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)提供參考。

汽車底盤；動(dòng)力學(xué)性能；評(píng)價(jià)體系；虛擬開(kāi)發(fā)；調(diào)校與驗(yàn)證

0 引言

隨著汽車的普及以及“懂車人”的不斷增加，汽車用戶對(duì)車輛駕乘品質(zhì)的要求越來(lái)越嚴(yán)苛，這就要求主機(jī)廠在車輛開(kāi)發(fā)過(guò)程中要提高自身的研發(fā)水平以及質(zhì)量管理能力。底盤動(dòng)力學(xué)性能是汽車最重要的性能之一，直接影響車輛的品質(zhì)，也是整車企業(yè)展現(xiàn)技術(shù)實(shí)力的重要方面，同時(shí)，還決定了車輛在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。目前國(guó)外各大主機(jī)廠都有相當(dāng)成熟的汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)體系及高水平的評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)，而國(guó)內(nèi)大部分主機(jī)廠主要還是依托國(guó)外的公司進(jìn)行底盤開(kāi)發(fā)。因此，通過(guò)底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)來(lái)提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已成為我國(guó)汽車業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)[1]。文中將對(duì)汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中，底盤動(dòng)力學(xué)性能的開(kāi)發(fā)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 開(kāi)發(fā)方法綜述

一般來(lái)說(shuō)，底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)主要涉及操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性和平順性等幾個(gè)方面[2]。通過(guò)車輛底盤評(píng)價(jià)技術(shù)、主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)的一致性研究，確定產(chǎn)品的底盤動(dòng)力學(xué)性能整車級(jí)目標(biāo)，并將整車級(jí)的目標(biāo)分解到子系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)和零部件級(jí)的目標(biāo)，同時(shí)結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，指導(dǎo)相關(guān)零部件的開(kāi)發(fā)和樣車制造，并通過(guò)樣車的調(diào)校實(shí)現(xiàn)既定的底盤動(dòng)力學(xué)性能目標(biāo)。底

盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)的流程示意圖如圖1所示。

圖1 底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)流程示意圖

1.1 收集客戶聲音

底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)以客戶為出發(fā)點(diǎn)，收集客戶對(duì)競(jìng)爭(zhēng)車型關(guān)于底盤動(dòng)力學(xué)性能方面的反饋；另外，主觀評(píng)價(jià)小組需按照既定的底盤動(dòng)力學(xué)主觀評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)目標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)車輛進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，明確產(chǎn)品后續(xù)開(kāi)發(fā)需要保持或改善的項(xiàng)目，從而確定車輛底盤動(dòng)力學(xué)性能的開(kāi)發(fā)方向。車輛底盤動(dòng)力學(xué)性能的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)示例如表1所示。

表1 主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)示例

1.2 整車技術(shù)要求

為了能將客戶聲音以及主觀評(píng)價(jià)的結(jié)果轉(zhuǎn)化為可控的工程指標(biāo)，需要按照既定的底盤動(dòng)力學(xué)客觀試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)目標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)車輛進(jìn)行客觀試驗(yàn)，并通過(guò)對(duì)主、客觀指標(biāo)一致性的研究，確定可用于工程開(kāi)發(fā)的目標(biāo)；同時(shí)，需結(jié)合項(xiàng)目規(guī)劃，明確整車級(jí)的底盤動(dòng)力學(xué)性能技術(shù)要求。車輛動(dòng)力學(xué)整車級(jí)技術(shù)指標(biāo)示例如表2所示。

表2 整車級(jí)技術(shù)指標(biāo)示例

1.3 子系統(tǒng)級(jí)技術(shù)要求

可通過(guò)相關(guān)子系統(tǒng)外特性試驗(yàn)，如懸架K & C測(cè)試、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性試驗(yàn)、輪胎力學(xué)特性試驗(yàn)等獲得目標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)車輛的子系統(tǒng)特性，同時(shí)需要考慮整車級(jí)技術(shù)要求，并從項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的角度出發(fā)，控制開(kāi)發(fā)成本，盡可能地保持基準(zhǔn)車的系統(tǒng)零部件和結(jié)構(gòu)，通過(guò)盡可能小的改動(dòng)達(dá)到整車的技術(shù)要求。子系統(tǒng)級(jí)技術(shù)指標(biāo)示例如表3所示。

表3 子系統(tǒng)級(jí)技術(shù)指標(biāo)示例

1.4 零部件技術(shù)要求

結(jié)合整車級(jí)技術(shù)要求與子系統(tǒng)級(jí)的技術(shù)要求、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期及成本的要求，并通過(guò)敏感性分析，可獲得影響子系統(tǒng)級(jí)技術(shù)要求及整車級(jí)技術(shù)要求的零部件特性參數(shù)，從而明確零部件的技術(shù)要求，為后續(xù)的底盤動(dòng)力學(xué)性能調(diào)校與匹配做好準(zhǔn)備。這一過(guò)程需要結(jié)合虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行。零部件的技術(shù)指標(biāo)示例如表4所示。

表4 零部件級(jí)技術(shù)指標(biāo)示例

1.5 虛擬開(kāi)發(fā)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟、機(jī)械系統(tǒng)建模和仿真商業(yè)軟件的出現(xiàn)，仿真技術(shù)在汽車行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在零部件技術(shù)要求的設(shè)定中，正是利用仿真軟件對(duì)懸架模型、輪胎模型及制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，方才確定零部件的參數(shù)。

當(dāng)然，為了提高仿真的可信度，一般先通過(guò)基礎(chǔ)車的K & C仿真與K & C測(cè)試結(jié)果、制動(dòng)系統(tǒng)客觀試驗(yàn)結(jié)果與制動(dòng)計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，驗(yàn)證模型的有效性；確認(rèn)無(wú)誤后，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的要求，進(jìn)行質(zhì)量更新、懸架硬點(diǎn)修改、制動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)更改等工作，再進(jìn)行新一輪的仿真計(jì)算分析[3]。汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及的虛擬仿真內(nèi)容有：懸架K&C仿真分析、轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、整車操縱穩(wěn)定性分析、制動(dòng)踏板感覺(jué)計(jì)算、輪胎模型參數(shù)辨識(shí)等內(nèi)容，如圖2所示。

圖2 虛擬開(kāi)發(fā)技術(shù)

1.6 試驗(yàn)驗(yàn)證

該項(xiàng)工作包括零部件的驗(yàn)證、子系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證和整車級(jí)的驗(yàn)證。零部件的驗(yàn)證主要通過(guò)檢查基準(zhǔn)書(shū)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃等一系列控制文件進(jìn)行；子系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證主要通過(guò)K&C測(cè)試進(jìn)行，它能夠驗(yàn)證樣車能否滿足子系統(tǒng)級(jí)的工程技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也是后續(xù)整車級(jí)驗(yàn)證的前提；對(duì)于整車級(jí)的驗(yàn)證工作，需要底盤動(dòng)力學(xué)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)結(jié)合制定的零部件級(jí)技術(shù)要求，利用主觀評(píng)價(jià)與客觀測(cè)試結(jié)合的方式，對(duì)樣車進(jìn)行調(diào)校與匹配，直至滿足設(shè)定的整車級(jí)技術(shù)要求。這其中主要涉及輪胎的選型、懸架系統(tǒng)的調(diào)校、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的標(biāo)定、制動(dòng)系統(tǒng)的匹配等內(nèi)容。

2 結(jié)束語(yǔ)

汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能是整車企業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)，是汽車產(chǎn)品的內(nèi)在價(jià)值。以上僅是對(duì)底盤動(dòng)力學(xué)性能的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，而在實(shí)際工作過(guò)程中，還需要做大量的工作，比如需要建立成熟的主、客觀評(píng)價(jià)體系，建立豐富的主、客觀觀評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)，高水平評(píng)價(jià)人員隊(duì)伍的培養(yǎng)等，這些工作和能力的建設(shè)都需要投入大量的人力、物力及時(shí)間。但是，作為汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要一環(huán)，很有必要，也很值得人們?nèi)ド钊胙芯俊?/p>

【1】管欣,宗長(zhǎng)富，王化吉.汽車底盤動(dòng)力學(xué)性能主觀評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀與展望[J].汽車工程學(xué)報(bào),2011,1(3):159-174. GUAN X,ZONG C F,WANG H J.Current Situation and Prospect of Research on Subjective Evaluation of Vehicle Chassis Dynamics Performance[J].Chinese Journal of Automotive Engineering,2011,1(3):159-174.

【2】王彥會(huì).乘用車底盤性能開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2014:1-9.

【3】劉立剛，謝騁，舒進(jìn)，等.電動(dòng)汽車懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)[J].上海汽車，2013(10):16-21.

Research on the Development Method of Vehicle Chassis Dynamic Performance

CHEN Xiuwu

(FAW Haima Automobile Co.,Ltd., Haikou Hainan 570216, China)

Vehicle chassis dynamic performance is very important in the vehicle performance, which also is the intrinsic value of automotive products. The development methods of vehicle dynamic performance were summarized combining with the processing projects. It provides reference for the next projects.

Vehicle chassis;Dynamic performance; Evaluation system; Virtual development;Tuning and verification

2016-07-05

陳秀梧(1985—)，碩士，工程師，從事汽車研發(fā)方面的工作。E-mail：chenxiuwu5858@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.02.021

U463.1

A

1674-1986(2017)02-079-04