汽車底盤的模塊化設計技術研究與應用的思考

古紅曉 魯秀偉 趙建書 張維維

奇瑞商用車（安徽）有限公司 安徽省蕪湖市 241000

1 引言

理論上，模塊化設計當中，需要以功能分析為基礎，以需求作為導向，之后結合功能得出對應的模塊，再將各模塊相互調換、變形，最終即可得到合格的產品。在汽車底盤設計工作當中，因為底盤是承載汽車大部分功能的重要組件，所以其中包含了大量的功能模塊，由此可見，模塊化設計滿足汽車底盤設計的需求，因此該方法也被廣泛以應用到汽車底盤設計當中。模塊化五化設計當中，可以采用一些“代號”來代表某些零件，例如某實例公司，就采用了CMAN作為各類零件的代號，即C-沿用件；M-修改沿用件；A-通用新開發(fā)件；N-單一使用新開發(fā)件。

2 底盤功能模塊

2.1 底盤結構與整體功能

在本質上，汽車底盤是承載車身在任何條件下帶來的應力、行駛過程動力的重要組件，同時也是安置、承載汽車內部機件設備的重要平臺，例如發(fā)動機、電氣、轉向系統(tǒng)等，在此基礎上足以說明底盤對于汽車的重要性[1]。本文為了了解汽車底盤的結構，將選擇某實例汽車底盤結構進行分析。

傳動系統(tǒng)功能模塊、汽車形式系統(tǒng)功能模塊、轉向系統(tǒng)功能模塊、制動系統(tǒng)功能模塊、車架功能模塊，各功能模塊分析如下。

（1）傳動系統(tǒng)功能模塊。主要功能在于將發(fā)動機所產生的動力傳輸至驅動輪，該模塊主要由：半軸、變速器、傳動軸、主減速器、差速器組成。

（2）汽車形式系統(tǒng)功能模塊。主要功能在于承載車輛本身重量、行駛時各類應力。汽車在行駛過程當中，因為路面狀況的不同會產生形態(tài)各異的應力，例如震蕩力等，如果汽車形式系統(tǒng)功能模塊表現良好，即可保障汽車在各類應力條件下依舊保持穩(wěn)定。汽車形式系統(tǒng)功能模塊主要由：車身、懸架、后車輪系統(tǒng)等組成。

（3）轉向系統(tǒng)功能模塊。主要功能在于控制汽車的方向，具體來說即駕駛人員通過方向盤的操控，使轉向系統(tǒng)發(fā)生連帶反應，最終實現裝箱。轉向系統(tǒng)功能模塊主要有方向盤、桿件、傳統(tǒng)機構、轉向器組成。

（4）制動系統(tǒng)功能模塊。主要功能在于控制汽車的動力大小，依照駕駛人員的需求，車輛需要具備隨時減速、加速的功能，以此能夠滿足駕駛人員需求以及安全行車原則。制動系統(tǒng)功能模塊主要由制動器、控制裝置、傳動裝置等組成。

（5）車架功能模塊。主要承載車身重量以及行駛時的各類應力，與汽車的使用年限有直接聯(lián)系。

2.2 汽車底盤模塊編碼

在模塊設計當中必須應用到成組技術，此項技術主要先分析汽車各零件的相似性，在依照相應的規(guī)程將其分為不同組，最終再分析組之間的聯(lián)系，將組與組之間相互連接即可。在成組技術的應用當中，因為汽車底盤的功能模塊較多，同時具備大量的參數數據，因此為了能夠準確區(qū)分功能模塊與各類參數數據，有必要采用編碼數據來標識模塊與參數，通過編碼技術的應用，可以有效降低汽車底盤生產時間，同時有利于成本的管控，因此具有良好的應用價值[2]。目前大多數的編碼技術，都源于VUOSO系統(tǒng)，通過相關的演變得出獨特的編碼體系，應用當中一般會使用0~9數字來表示零件材料、大小以及兩項參數的數據等級，例如材料硬度等，由此可見編碼技術的應用并不復雜，是一種簡便使用的技術[3]。

3 實例汽車底盤模塊化設計應用分析

3.1 實例汽車底盤產品總功能模型

本文為了確保研究的實際性，選擇了實例汽車底盤產品作為研究基礎，結合上述的研究思路，將參考實例汽車底盤的產品總功能構建相應的模型，具體如圖1所示。

3.2 總功能分解

結合圖1的總功能結構圖進行分析，得出以下4類模塊：

（1）動力傳動模塊。主要包括供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、發(fā)動機、傳動軸等組件，在這些組件的應用之下，實現動力產生、動力傳輸，最終達到制動目的。

（2）車架模塊。結合上述（5、車架功能模塊）分析了解到了該模塊的功能，介于實例此部分功能與上述基本相似，所以不多加贅述，主要針對不同點來進行分析。實例車架模塊還需要體現出性能優(yōu)勢，結語現代汽車市場競爭激烈，底盤車架模塊將決定汽車行駛時的平穩(wěn)性、舒適性等等，而要實現此目的，需要通過模塊參數調整工作，此項工作將在下文進行分析。

（3）行車控制模塊。行車控制模塊包含了動力傳動模塊以及上述轉向系統(tǒng)功能模塊，是實現車輛動力控制、行車方向控制的重要模塊。實例設計當中，主要采用了變速操控系統(tǒng)、離合控制系統(tǒng)等來組成模塊，設計當中需要在滿足設計需求的基礎上，避免與其他零件部位的接觸，因為如果接觸容易提高行車危險性，那么為了實現相互之間的不接觸連接，實例設計采用了過渡支架來實現目的。

（4）行駛模塊。主要是指底盤懸架，此部分決定了汽車質量以及性能水平，實例當中主要選擇了鋼板彈簧懸架作為底盤懸架。

3.3 實例底盤設計編碼應用

實例設計當中，首先統(tǒng)計了自身設計內的所有零件，在針對各類零件進行編碼、儲存，編碼體系當中，因為實例對設計工作有著特殊要求，所以將在VUOSO系統(tǒng)上進行了獨創(chuàng)編碼。具體來說，通過數字0~n來代表所有零件，數字決定于上述分模塊的編碼以及工藝順序，例如模塊編碼為A~D，例如在A（動力傳動模塊）當中，包含了13個零件，那么該模塊當中所有的零件編碼為A1，A2…A13，其他模塊當中也是一樣，這種模塊相較于其他編碼體系相對簡單，但是已經能夠滿足實例該階段的設計工作需求。

圖1 汽車車身系統(tǒng)CAN總線結構圖

其次，針對各模塊以及零件的數據參數進行編碼操作，數據參數編碼主要以上述A1，A2…A13為框架，分析各類零件、組件的屬性種類，例如發(fā)動機動的屬性種類包括動能生產、動能傳輸兩個部分，再依照層次分析法確認兩個屬性之間的權重，依照權重等級來區(qū)分兩個屬性的等級，用（1）來代替，最終結果為A1（1）：具體數值；A1（2）：具體數值。

4 結語

本文主要分析了汽車底盤的模塊化設計技術應用，分析當中，先結合理論闡述了底盤功能模塊，具體內容包括底盤結構與整體功能、汽車底盤模塊編碼，通過這兩個部分的分析，得知在模塊化設計當中，需要對底盤結構與整體功能進行編碼，再通過成組技術來實現設計。其次結合實例，對實例汽車底盤模塊化設計應用進行分析，了解了模塊化設計的優(yōu)勢。