汽車底盤動力學(xué)性能開發(fā)方法研究

陳秀梧

(一汽海馬汽車有限公司，海南?？?570216)

汽車底盤動力學(xué)性能開發(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)在價值體現(xiàn)。通過結(jié)合實際項目開發(fā)過程中底盤動力學(xué)性能開發(fā)的情況，對汽車底盤動力學(xué)性能開發(fā)方法進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)項目的開發(fā)提供參考。

汽車底盤；動力學(xué)性能；評價體系；虛擬開發(fā)；調(diào)校與驗證

0 引言

隨著汽車的普及以及“懂車人”的不斷增加，汽車用戶對車輛駕乘品質(zhì)的要求越來越嚴(yán)苛，這就要求主機廠在車輛開發(fā)過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)實力的重要方面，同時，還決定了車輛在市場上的競爭力。目前國外各大主機廠都有相當(dāng)成熟的汽車底盤動力學(xué)性能開發(fā)與評價體系及高水平的評價團(tuán)隊，而國內(nèi)大部分主機廠主要還是依托國外的公司進(jìn)行底盤開發(fā)。因此，通過底盤動力學(xué)性能開發(fā)來提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量和市場競爭力，已成為我國汽車業(yè)關(guān)注的重點[1]。文中將對汽車開發(fā)過程中，底盤動力學(xué)性能的開發(fā)方法進(jìn)行簡要介紹。

1 開發(fā)方法綜述

一般來說，底盤動力學(xué)性能開發(fā)主要涉及操縱穩(wěn)定性、制動性和平順性等幾個方面[2]。通過車輛底盤評價技術(shù)、主觀評價與客觀評價的一致性研究，確定產(chǎn)品的底盤動力學(xué)性能整車級目標(biāo)，并將整車級的目標(biāo)分解到子系統(tǒng)級目標(biāo)和零部件級的目標(biāo)，同時結(jié)合虛擬仿真技術(shù)，指導(dǎo)相關(guān)零部件的開發(fā)和樣車制造，并通過樣車的調(diào)校實現(xiàn)既定的底盤動力學(xué)性能目標(biāo)。底

盤動力學(xué)性能開發(fā)的流程示意圖如圖1所示。

圖1 底盤動力學(xué)性能開發(fā)流程示意圖

1.1 收集客戶聲音

底盤動力學(xué)性能開發(fā)以客戶為出發(fā)點，收集客戶對競爭車型關(guān)于底盤動力學(xué)性能方面的反饋；另外，主觀評價小組需按照既定的底盤動力學(xué)主觀評價體系標(biāo)準(zhǔn)，對目標(biāo)競爭車輛進(jìn)行主觀評價，明確產(chǎn)品后續(xù)開發(fā)需要保持或改善的項目，從而確定車輛底盤動力學(xué)性能的開發(fā)方向。車輛底盤動力學(xué)性能的主觀評價指標(biāo)示例如表1所示。

表1 主觀評價指標(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價的結(jié)果轉(zhuǎn)化為可控的工程指標(biāo)，需要按照既定的底盤動力學(xué)客觀試驗標(biāo)準(zhǔn)，對目標(biāo)競爭車輛進(jìn)行客觀試驗，并通過對主、客觀指標(biāo)一致性的研究，確定可用于工程開發(fā)的目標(biāo)；同時，需結(jié)合項目規(guī)劃，明確整車級的底盤動力學(xué)性能技術(shù)要求。車輛動力學(xué)整車級技術(shù)指標(biāo)示例如表2所示。

表2 整車級技術(shù)指標(biāo)示例

1.3 子系統(tǒng)級技術(shù)要求

可通過相關(guān)子系統(tǒng)外特性試驗，如懸架K & C測試、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性試驗、輪胎力學(xué)特性試驗等獲得目標(biāo)競爭車輛的子系統(tǒng)特性，同時需要考慮整車級技術(shù)要求，并從項目開發(fā)的角度出發(fā)，控制開發(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)，通過盡可能小的改動達(dá)到整車的技術(shù)要求。子系統(tǒng)級技術(shù)指標(biāo)示例如表3所示。

表3 子系統(tǒng)級技術(shù)指標(biāo)示例

1.4 零部件技術(shù)要求

結(jié)合整車級技術(shù)要求與子系統(tǒng)級的技術(shù)要求、項目開發(fā)周期及成本的要求，并通過敏感性分析，可獲得影響子系統(tǒng)級技術(shù)要求及整車級技術(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)的底盤動力學(xué)性能調(diào)校與匹配做好準(zhǔn)備。這一過程需要結(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 零部件級技術(shù)指標(biāo)示例

1.5 虛擬開發(fā)

隨著計算機技術(shù)的不斷成熟、機械系統(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懸架模型、輪胎模型及制動系統(tǒng)計算模型進(jìn)行仿真計算，方才確定零部件的參數(shù)。

當(dāng)然，為了提高仿真的可信度，一般先通過基礎(chǔ)車的K & C仿真與K & C測試結(jié)果、制動系統(tǒng)客觀試驗結(jié)果與制動計算模型計算結(jié)果的對比分析，驗證模型的有效性；確認(rèn)無誤后，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實際開發(fā)項目的要求，進(jìn)行質(zhì)量更新、懸架硬點修改、制動系統(tǒng)參數(shù)更改等工作，再進(jìn)行新一輪的仿真計算分析[3]。汽車底盤動力學(xué)性能開發(fā)過程中涉及的虛擬仿真內(nèi)容有：懸架K&C仿真分析、轉(zhuǎn)向運動學(xué)分析、整車操縱穩(wěn)定性分析、制動踏板感覺計算、輪胎模型參數(shù)辨識等內(nèi)容，如圖2所示。

圖2 虛擬開發(fā)技術(shù)

1.6 試驗驗證

該項工作包括零部件的驗證、子系統(tǒng)級的驗證和整車級的驗證。零部件的驗證主要通過檢查基準(zhǔn)書、設(shè)計驗證計劃等一系列控制文件進(jìn)行；子系統(tǒng)級的驗證主要通過K&C測試進(jìn)行，它能夠驗證樣車能否滿足子系統(tǒng)級的工程技術(shù)指標(biāo)，同時也是后續(xù)整車級驗證的前提；對于整車級的驗證工作，需要底盤動力學(xué)開發(fā)團(tuán)隊結(jié)合制定的零部件級技術(shù)要求，利用主觀評價與客觀測試結(jié)合的方式，對樣車進(jìn)行調(diào)校與匹配，直至滿足設(shè)定的整車級技術(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、制動系統(tǒng)的匹配等內(nèi)容。

2 結(jié)束語

汽車底盤動力學(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)在價值。以上僅是對底盤動力學(xué)性能的開發(fā)進(jìn)行了簡要介紹，而在實際工作過程中，還需要做大量的工作，比如需要建立成熟的主、客觀評價體系，建立豐富的主、客觀觀評價數(shù)據(jù)庫，高水平評價人員隊伍的培養(yǎng)等，這些工作和能力的建設(shè)都需要投入大量的人力、物力及時間。但是，作為汽車產(chǎn)品開發(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,宗長富，王化吉.汽車底盤動力學(xué)性能主觀評價研究現(xiàn)狀與展望[J].汽車工程學(xué)報,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.乘用車底盤性能開發(fā)評價技術(shù)研究[D].長春:吉林大學(xué),2014:1-9.

【3】劉立剛，謝騁，舒進(jìn)，等.電動汽車懸架系統(tǒng)動力學(xué)性能開發(fā)設(shè)計[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