一、底盘性能开发的重要意义
从研发者角度:在研发中,始终以满足“人的需求”为目标,追求不断的创新,创新要求具备很强的正向(自然的)开发能力,而衡量正向开发能力的关键就是性能开发能力。
从顾客价值角度:我们必须研发出性能卓越的底盘,为整车提供操控性、舒适性的理想平衡,带给顾客独特的驾驶体验。
二、底盘性能开发的现状
对于一辆车型来说,车的外形和车辆性能应该是相辅相成,共同成就一辆卓越的汽车。但是,现在很多国内车企都是:“外形开发”为主:尤其在底盘研发领域中,国内企业基本采用对标杆车单纯“产品外形”的模仿。“性能开发”空白:很少能涉及,处在刚刚开始“动”底盘的阶段。这样就导致国内部分车企无真正创新能力,不能从根本上满足用户的需求。
但是,最近几年,据小编了解,大部分车企已经意识到性能开发的重要性,并做了一定的技术积累,且还在不断进步。这也让小编相信,国内汽车行业的发展还是很光明的。但是,对于那些还没有意识到性能开发的重要性的混子车企,迟早注定会被淘汰。
三、底盘性能的组成
3.1传统的底盘性能:
汽车性能包括:动力性、燃料经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性、通过性、碰撞安全性、耐久性等。
传统底盘性能包括:制动性、操纵稳定性、行驶平顺性、耐久性等。
3.2底盘NVH性能:“小”的品质问题:汽车的小毛病:振动噪声大,减振性能易衰退,轻微异响多;操纵感觉不好,换挡、踏板力不柔顺、响应性不好;舱内“异味大”;外购件质量有问题,如门把坏了,车门难开。
遮阳板松了,内饰开裂;KC特性不对称。
3.3电控性能:未来的汽车开车时车子能自动启动,车载电脑瞬间检查汽车是否正常,车载感应器自动感应车内温度,打开空调,准备就绪后车子到达预定位置,等待车主的到来。车主进入车子之后,设计好行车路线,车速能提到每小时260公里,不必担心安全问题,先进的感应系统和刹车系统能够避开各种危险,到达目的地之后,汽车会自动停靠在最近的停车场,这样的汽车其实已经不再只是汽车,而是综合了个人电脑、互联网、物联网、人工智能等高端技术的“智能移动机器人”。
应运而生,必然会衍生出各式各样的电子产品以及相对应的电子性能。
四、底盘性能开发的过程
我们就以整车操纵稳定性和舒适性的开发为例讲解一下,底盘性能具体怎么开发,开发的具体步骤是什么。下面从整车开发的各个阶段解析一下操纵稳定性和舒适性开发的过程。
4.1VOC市场输入:
协助市场部进行竟品车型商品性评价。调校工程师负责对操稳和舒适性进行评判,输出主观评价结果。在时间和条件都具备的情况下,最好能进行客观测试和KC测试,用于VTS和SSTS分解指标参考。
4.2VTS 整车一级性能指标制定:
根据VOC输入的开发车定位风格、消费主体、销售区域、价格、轴距、轮距、重量等信息制定主观性能指标和客观性能指标。注意的是,主观指标要经市场部审核确认或共同参与制定,并经最高领导参与的项目会审核通过。
主观指标包含内容:
操控性(直线行驶性能、移线行驶性能、稳态响应、瞬态响应);
转向性(中心区转向特性、非中心区转向特性、泊车工况转向特性、转向离散性能);
平顺性(车体运动舒适性、振动舒适性、冲击舒适性);
客观指标包含内容:
稳态回转性能试验(中性转向点侧向加速度、不足转向度、车厢侧倾度);
转向回正性能试验(稳定时间t(s)、残留横摆角速度△r(°/s)、横摆角速度总方差Er(s)、横摆角速自然频率f0(Hz)、横摆角速度超调量(%)、相对阻尼系数ξ)
角脉冲输入试验(谐振频率、谐振峰水平、相位滞后角);
角阶跃输入试验(横摆角速度响应时间t,(s)、横摆角速度峰值响应时间trp(s)、横摆角速度超调量σ%、横摆角速度总方差、侧向加速度总方差Eay(s))
蛇行试验(平均转向盘转角θ,(°)、平均横摆角速度r,(°)/s、平均车身侧倾角φ,(°)、平均侧向加速度a,m/s2);
原地转向试验(中心位置转向力矩(N•m)、70%最大转角位置转向力矩(N•m)、转向力矩均值(N•m)、转向力矩波动量(%))
4.3SSTS系统指标制定
根据VTS指标分解系统级别指标。
在此过程中,调校工程师要与悬架工程师、动力学工程师共同制定硬点信息和弹性件信息共同完成悬架K和C特性的制定。
4.4 CTS指标制定
该指标主要由悬架工程师制定,CAE和调校工程师辅助。制定完成后也是由悬架工程师主导各零部件工程设计以及零部件开发;
4.5先行车制作
先行车的目的针对底盘来说主要是验证新平台底盘性能,底盘调校工作在此阶段已经要开展,所以底盘系统关键件必须保证设计状态,车重、质心、轴荷必须匹配与设计状态一致,车身关键点刚度和设计状态一致。
在零部件设计完成,产品工程师发布先行车样件制作需求时,同步需要根据调校工程师输入的调校件清单制作调校样件。调校样件包括所有的悬架弹性件,按照刚度或硬度制作不同梯度的样件。一般梯度会按照10%去制定。
4.6首轮底盘调校
在调试前一般会做主、客观试验和KC测试,用于和调试后比较。
用于调试的样件包括:前螺旋弹簧刚度:±1.5N/mm、±3N/mm、±4.5N/mm,后螺旋弹簧刚度:±1.5N/mm、±3N/mm、±4.5N/mm,前后可调减振器,调整阀片,top mount、缓冲块、各硬点衬套:Hs±5、Hs±10,前后稳定杆直径:±1mm、±2mm、±3mm,前后缓冲块密度:±0.5、±1,转向机安装衬套硬度:Hs±5、Hs±10。要求各零部件都要有明确的标签,对应的刚度曲线测量报告、尺寸报告。
需要调校过程需时刻与动力学仿真结合,CAE要时刻根据调校结果修正模型。
4.7第N轮底盘调校
调校过程同首轮,每轮都在前轮的基础上进行调校。直到最后确定车辆操稳和舒适性满足主观目标值,结束调校。
至此,整车操纵稳定性和舒适性即算开发完成,下一步就是接受顾客的验证了。