汽車底盤動力學性能開發方法研究

陳秀梧

(一汽海馬汽車有限公司，海南?？?570216)

汽車底盤動力學性能開發方法研究

陳秀梧

(一汽海馬汽車有限公司，海南?？?570216)

汽車底盤動力學性能在汽車性能中至關重要，是汽車產品內在價值體現。通過結合實際項目開發過程中底盤動力學性能開發的情況，對汽車底盤動力學性能開發方法進行總結，為后續項目的開發提供參考。

汽車底盤；動力學性能；評價體系；虛擬開發；調校與驗證

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的要求越來越嚴苛，這就要求主機廠在車輛開發過程中要提高自身的研發水平以及質量管理能力。底盤動力學性能是汽車最重要的性能之一，直接影響車輛的品質，也是整車企業展現技術實力的重要方面，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成熟的汽車底盤動力學性能開發與評價體系及高水平的評價團隊，而國內大部分主機廠主要還是依托國外的公司進行底盤開發。因此，通過底盤動力學性能開發來提高汽車產品的質量和市場競爭力，已成為我國汽車業關注的重點[1]。文中將對汽車開發過程中，底盤動力學性能的開發方法進行簡要介紹。

1 開發方法綜述

一般來說，底盤動力學性能開發主要涉及操縱穩定性、制動性和平順性等幾個方面[2]。通過車輛底盤評價技術、主觀評價與客觀評價的一致性研究，確定產品的底盤動力學性能整車級目標，并將整車級的目標分解到子系統級目標和零部件級的目標，同時結合虛擬仿真技術，指導相關零部件的開發和樣車制造，并通過樣車的調校實現既定的底盤動力學性能目標。底

盤動力學性能開發的流程示意圖如圖1所示。

圖1 底盤動力學性能開發流程示意圖

1.1 收集客戶聲音

底盤動力學性能開發以客戶為出發點，收集客戶對競爭車型關于底盤動力學性能方面的反饋；另外，主觀評價小組需按照既定的底盤動力學主觀評價體系標準，對目標競爭車輛進行主觀評價，明確產品后續開發需要保持或改善的項目，從而確定車輛底盤動力學性能的開發方向。車輛底盤動力學性能的主觀評價指標示例如表1所示。

表1 主觀評價指標示例

1.2 整車技術要求

為了能將客戶聲音以及主觀評價的結果轉化為可控的工程指標，需要按照既定的底盤動力學客觀試驗標準，對目標競爭車輛進行客觀試驗，并通過對主、客觀指標一致性的研究，確定可用于工程開發的目標；同時，需結合項目規劃，明確整車級的底盤動力學性能技術要求。車輛動力學整車級技術指標示例如表2所示。

表2 整車級技術指標示例

1.3 子系統級技術要求

可通過相關子系統外特性試驗，如懸架K & C測試、轉向系統特性試驗、輪胎力學特性試驗等獲得目標競爭車輛的子系統特性，同時需要考慮整車級技術要求，并從項目開發的角度出發，控制開發成本，盡可能地保持基準車的系統零部件和結構，通過盡可能小的改動達到整車的技術要求。子系統級技術指標示例如表3所示。

表3 子系統級技術指標示例

1.4 零部件技術要求

結合整車級技術要求與子系統級的技術要求、項目開發周期及成本的要求，并通過敏感性分析，可獲得影響子系統級技術要求及整車級技術要求的零部件特性參數，從而明確零部件的技術要求，為后續的底盤動力學性能調校與匹配做好準備。這一過程需要結合虛擬仿真技術進行。零部件的技術指標示例如表4所示。

表4 零部件級技術指標示例

1.5 虛擬開發

隨著計算機技術的不斷成熟、機械系統建模和仿真商業軟件的出現，仿真技術在汽車行業得到越來越廣泛的應用。在零部件技術要求的設定中，正是利用仿真軟件對懸架模型、輪胎模型及制動系統計算模型進行仿真計算，方才確定零部件的參數。

當然，為了提高仿真的可信度，一般先通過基礎車的K & C仿真與K & C測試結果、制動系統客觀試驗結果與制動計算模型計算結果的對比分析，驗證模型的有效性；確認無誤后，在此基礎上根據實際開發項目的要求，進行質量更新、懸架硬點修改、制動系統參數更改等工作，再進行新一輪的仿真計算分析[3]。汽車底盤動力學性能開發過程中涉及的虛擬仿真內容有：懸架K&C仿真分析、轉向運動學分析、整車操縱穩定性分析、制動踏板感覺計算、輪胎模型參數辨識等內容，如圖2所示。

圖2 虛擬開發技術

1.6 試驗驗證

該項工作包括零部件的驗證、子系統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書、設計驗證計劃等一系列控制文件進行；子系統級的驗證主要通過K&C測試進行，它能夠驗證樣車能否滿足子系統級的工程技術指標，同時也是后續整車級驗證的前提；對于整車級的驗證工作，需要底盤動力學開發團隊結合制定的零部件級技術要求，利用主觀評價與客觀測試結合的方式，對樣車進行調校與匹配，直至滿足設定的整車級技術要求。這其中主要涉及輪胎的選型、懸架系統的調校、轉向系統的標定、制動系統的匹配等內容。

2 結束語

汽車底盤動力學性能是整車企業賴以生存的基礎，是汽車產品的內在價值。以上僅是對底盤動力學性能的開發進行了簡要介紹，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、客觀觀評價數據庫，高水平評價人員隊伍的培養等，這些工作和能力的建設都需要投入大量的人力、物力及時間。但是，作為汽車產品開發的重要一環，很有必要，也很值得人們去深入研究。

【1】管欣,宗長富，王化吉.汽車底盤動力學性能主觀評價研究現狀與展望[J].汽車工程學報,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評價技術研究[D].長春:吉林大學,2014:1-9.

【3】劉立剛，謝騁，舒進，等.電動汽車懸架系統動力學性能開發設計[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