摘 要:乘用車平臺主要包括下車體和底盤平臺,由于其在系列車型開發和制造過程中表現出來的通用化、柔性、短周期和低成本等優秀性能,深受包括中國在內世界各地主要汽車集團的青睞。針對國內平臺化技術的開發現狀,提出乘用車平臺所應具備的各項要求。
關鍵詞:乘用車;平臺;下車體;底盤
前言
隨著科技進步和汽車市場的變化,單一型號乘用車產品的生命周期越來越短,面對消費者個性化的需求,傳統的僅靠大批量生產和低成本競爭的開發和運營模式逐漸變得難以適應市場要求。為了解決這一問題,在上世紀80年代,產生了“汽車平臺”的這一概念,它涵蓋了開發和制造的各個環節。世界上第一個乘用車平臺在德國大眾誕生,通過平臺戰略的實施,大眾公司整合了產品系列,到2013年,由此帶來的效益達到280億美元,同時大大提高了產品的競爭力,加快了新產品推出的速度,這一戰略使德國大眾取得了巨大的成功,整車銷量位于世界前列。
國內各大自主品牌汽車廠雖然也都號稱擁有各種車型平臺,但從所推出的車型可以看出--與真正掌握平臺技術的先進企業相比,對平臺技術的掌握還存在比較大的差距。結合國內現狀,對乘用車平臺技術進行分析,以更好地理解和掌握平臺技術。
1 乘用車平臺介紹
1.1 平臺簡介
乘用車平臺的核心分成下車體和底盤兩部分,是在開發過程中用基本相同的下車體和底盤,可以同時承載多款不同車型的開發及制造,產生出外形、功能都不盡相同的產品,例如三廂轎車、兩廂轎車、SUV和MPV等等。同一個平臺使用的底盤系統,可以有一種或多種。優秀的平臺,其可以匹配的底盤系統往往有兩種或更多,軸距和輪距等關鍵參數還可以在一定范圍內進行調整,可以衍生出來的車型數量更可觀,能滿足的客戶群體就越大,可能產生的效益就越好。
1.2 平臺戰略優點
平臺戰略是當前汽車產品開發中,自然資源、人力資源和時間周期都相對較少的一個開發戰略,制造過程也擁有相同的特點,優點顯而易見。正由于其在關鍵資源方面所擁有的這些明顯優點,平臺戰略得到了幾乎所有汽車集團的認可并全力推廣應用。
當同平臺系列車型采用了相同或類似的核心零部件時,對一個零部件進行的優化和升級可以輕而易舉地直接覆蓋同平臺采用了相同核心部件的系列車型,而不需要對不同車型分別進行優化和升級,優點明顯。
1.3 平臺戰略缺點
當同平臺系列車型采用了相同或類似的核心零部件時,雖然優點很明顯,但如果這個平臺上的核心零部件出現設計和制造缺陷時,其同樣順理成章地波及同平臺的所有系列車型。相對非平臺化車型,風險也明顯增大。由于所有平臺零部件都經過了嚴格的試驗驗證,雖然無法保證百分之百的可靠性,但風險是完全可以控制的。
雖然平臺戰略有缺點,但瑕不掩瑜,其仍舊得到各大汽車集團的大規模應用,并且在可預見得未來,平臺化程度會越來越高,朝著模塊化方向發展。
2 平臺開發解析
要進行平臺開發,戰略上需要有各車型及譜系的中、長期穩定發展規劃,技術方案上需要考慮和滿足的條件,以及開發過程如下:
2.1 前提:首先確定平臺定位及同一個平臺上開發的車型譜系種類、數量和關鍵性能參數,關鍵性能參數的變化范圍在這個平臺可以接受的范圍之內。車型規劃確定以后,后續不能有大的變更,否則會嚴重影響平臺成果。
2.2 前期將平臺系列車型需要搭載的系列關鍵零部件,包括動力總成系列、供油系統、進排氣系統、散熱系統、空調系統、內外飾附件系統和電子電器各系統等做有規劃的選型設計和布置,以便同平臺車型均可以使用相同或核心相同的零部件。因為關鍵技術參數差別大而確實無法共用核心的關鍵零部件,也要盡可能在對外的機械、電子和電器接口上與平臺車型通用化。
2.3 確定平臺將要搭載的動力總成和其他關鍵系統的同時,開發底盤和下車體平臺。根據平臺定位和關鍵性能參數等確定整車懸掛系統、副車架、傳動系統和下車體方案。這個開發過程的復雜程度和難度只有真正經歷過平臺開發的人員才能深刻體會。
2.4 底盤和下車體大方案確定后,在平臺化的原則下,綜合考慮平臺各個車型的基礎上進行詳細設計,直至完成首輪平臺設計。
2.5 首輪平臺設計完成后,需要對平臺所有車型進行強度、剛度、疲勞耐久性能、碰撞性能和舒適性試驗驗證,并根據試驗結果優化整個平臺設計,再投入新的生產,直至滿足平臺所有車型的全部試驗要求。
3 仿真分析和試驗驗證
在每一輪設計過程,都包含了大量的仿真分析工作--每一個部件方案調整后都需要經過仿真分析進行認可。每一個大的設計階段結束后,都需要對整車進行一輪完整的分析,分析合格后才有可能投入制造,不滿足仿真分析要求的需要優化到合格為止。
首輪樣車制造出來后,需要對平臺系列車型進行完整的試驗驗證和調校,試驗包括整車強度、剛度、疲勞耐久性能、碰撞性能、夏季、低溫、高原、揚塵等各種試驗,同時要進行底盤調校、動力總成、EPS及各種電子電器部件的標定工作,以指導下一輪優化設計工作。
4 結束語
乘用車平臺技術已經深入到各個汽車集團,雖然國外領先汽車集團已經走在前面,但作為整車設計的一個重要方向,不意味著國內汽車集團不能走這條路;相反,需要在現有平臺化技術的基礎上,瞄準比平臺化更高層次的模塊化目標,高起點地對旗下車型進行有規劃的開發,以便在可見的將來,技術上達到甚至超過國外領先汽車集團。
參考文獻
[1]蘭鳳崇,莊良飄,鐘陽,陳吉清,韋興民.乘用車車身結構輕量化設計技術研究與實踐[J].汽車工程,2010,32(9):763-768,773.
[2]陳東平,沈建東,王鏑.基于平臺帶寬的車身效率綜合評價[J].汽車工程學報,2012,2(6):452-457.