跨界“開掛” 造輛Dream Car

喬健桐

像絕大多數男生一樣，我從小就對汽車充滿好奇和熱愛，上大學報志愿時車輛工程專業自然成了首選。一入校，我就加入了北林漢宇車隊的后備組織——北林車協，當時真切地感覺到，自己離動手造一輛汽車的夢想更近了一步。

穿越時空設計?彩鋼棚里施工

一天，參加過兩屆巴哈比賽（一項由高等院校、職業院校汽車及相關專業在校生組隊參加的越野汽車設計、制造和檢測的比賽）的張鵬學長向大家介紹了車隊新賽季的情況。這次賽事仍由他擔任隊長，并由2017級的江譽學長擔任總工程師。出于安全因素和行業發展趨勢的考慮，車隊決定不再參加原來的巴哈比賽，轉而投身中國大學生電動方程式賽車比賽。這也就意味著，我們的設計制造要從熟悉的傳統燃油驅動轉換為純電驅動，從越野車改換到方程式賽車。

沒想到新冠肺炎疫情暴發，散落在全國各地的隊友只能先把電子設計稿做出來，進行相關的裝配和模擬，回到學校再實際組裝。隊長把車隊成員按照不同專業和能力進行分組，分別對車架、車身、懸架、轉向制動、電路系統等進行設計，我擔任車架組組長。

由于對于方程式賽車并不十分了解，我一開始就犯了難。我們聽了老隊員們的建議，從知網上找到了相關論文，還買了一些關于大學生方程式設計的書，開始學習。有明確目的的閱讀，就不能像看閑書一樣一篇一章一頁頁地看了，必須快速命中要害。我一般看過書籍目錄之后，便能很快確定對于我們當前的設計任務，書中哪些章節是重點。為了提高效率，我把讀書的任務進行了分解，每位組員閱讀一部分，并把重點內容做摘錄和總結。這樣，每位同學都有收獲。兩天之后，我們通過線上會議讓組員介紹自己學到的新知識技能，通過高效的學習分享，我們所有組員都很快掌握了車架設計的基本要領。

我后來結合論文中的設計案例細心揣摩，一周之后奇跡發生，車架設計的大概思路逐漸浮現在我的腦海里了。我跟組員們交流了思路，并調整了一些考慮不周的地方。第二天，大家分工合作，有的負責平面設計，有的負責三維設計轉化等，最后大家把各個部分整合當我把車架設計的三維模型發到車隊群時，大家都感嘆我們組的速度。

很快，新問題又出現了。隨著其他組設計不斷推進，大家漸漸發現原先設計的車架并不符合他們的設計尺寸，比如電池電機的空間預留得太小，轉向機構與車架會產生干涉等。當一個個問題拋向我時，我感覺自己原先封閉的意識一下就被敲開了，車架設計竟如此重要：作為安裝其他部件的載體，車架不是獨立的存在，它的設計要考慮到驅動、安全、節能、配種等一系列問題。因此，和各個不同組做好溝通，在他們對尺寸空間的要求之下修正完善自己的設計才能行得通啊。道理懂了，可這樣修正幾乎無異于重新設計一番。又是一段連續緊張的工作，車架3D模型設計最終完成。

未噴涂的前唇與前鼻翼

吳江老師指導學生在安裝尾翼支架

整車車架完成噴漆整備，準備安裝驅動系統與覆蓋件

為確保車架設計符合相關標準，同時可以更好地給其他組直觀的感受，我們希望先搭出一個一比一的車架。因為沒有專業設備，我們無法直接造出一個比賽可用的鋼架，只能用加工塑性相對容易的PVC塑料來進行模擬。無奈疫情還未全面平息，同學們仍未返校，隊員的家里也騰不出足夠大的地方任我們“禍害”，幾經詢問，我們才在隊員李冠逸家旁邊找到了一處彩鋼房，可以完成車架的模擬組裝。

當時北京暑氣正盛，彩鋼房里沒空調，頭頂上還是一大片玻璃，沒干一會兒我們渾身就已經濕透。為了PVC管塑型，大家還要用熱風槍不斷對PVC管進行熱吹，這可是難上加難。為了不中暑，我們就分批干活，兩班倒。好在大家都是“真愛粉”，樂在其中也就不在乎汗水了。3天后，我們幾個家住北京的隊員完成了車架的模擬制作。大家興奮地擠進塑料車架里拍照，仿佛這就是我們的“Dream?Car”呀。晚上我回家洗澡后稱了下體重，發現比上一周掉了10斤。

跨界造車?模型“奔現”

今天的汽車產業，已經不再是曾經“兩輛摩托拼一起”的粗獷時代了，也回不到靠著仿制、反向工程的模仿抄襲就能生存的時代。今天的汽車，不僅僅是傳統機械的集大成者，更是一系列新時代智能科技的產物。從整車設計的有限元分析、3D建模仿真，到生產加工的自動化、無人化、模塊化，再到車輛使用上的車道協同、無人駕駛，汽車已經成為一個體現國家綜合能力和整體實力的產品。今天，我們從一輛汽車中既可以看到這個國家的重工業水平，也可以看出這個國家在智能、算法等軟件上的開發能力，更可看出芯片、傳感器等高精尖零部件的研發能力。那么，即將從我們手中誕生的又會是怎樣一臺車呢？

期盼著，終于迎來返校的日子。前期設計工作基本完成，下一步的造車任務更加細致復雜。現在的車輛工程已不再局限于傳統機械工程背景下的學習，而是要學會“跨界”——把其他學科領域里的技術和研究成果學過來、用上去。在車輛整體設計的過程中，三電系統的布局就是跨專業的典范。數字電路、模擬電路、信號、控制這些在傳統的車輛工程中都不是重點，但在如今乃至未來的實際應用上，這些內容卻關乎車輛設計和安裝的各個環節。為了盡可能保證項目進度，我跟車隊里電氣工程和自動化專業的同學經常交流，在MOOC上學習一些會用到的專業課。為了能夠更好地適應未來的時代要求，我在假期里還讀了一些自動駕駛與智能控制的技術書，并通過計算機模擬了圖像識別和信號處理之后的操作指令。當然，機械專業還是車輛之本，因為沒有機械基礎的人對于整車設計制造根本無從下手。

剛一開始進實驗室造車，工具就先讓我開了眼，許多我都叫不出準確的名字，絕大多數機器也都沒見過，更不會用。隊長和總工帶著我們學習這些工具的用法，了解它們的優勢和弊端。因為是第一次做設計，我們的一部分設想在工程實踐中很難達到，甚至出現了相互干涉的情況。我們跟老師一起研究，尋找可以達到設計目標的其他工程實現路徑。而對于牽一發動全身的機車來說，每一次重新建立的工程路徑都會牽扯到許多零配件的安裝，需要不斷返工。我在這種反復的磨礪中學習著處理設計與生產之間的沖突。

在大家拼命趕工之下，我們的車架終于在一個月后出現在實習中心的車隊專屬實驗室里。這時距離比賽僅剩下不到半個月的時間了。大家心里都明白，這次參賽肯定沒戲了。不過，這是我們第一次轉型造純電動方程式賽車，閉關修煉一年，對于車隊未來的技術發展還是有好處的，所以大家決定，依然要讓這輛電動方程式賽車“奔現”。

賽道變操場?你依舊是最靚的“仔”

雖然沒有比賽期限的壓力，但各種難題還是找上門來。好在我們團隊有“老吳”——吳江老師坐鎮，他是工學院和車輛專業的元老級人物，以嚴苛聞名。在給賽車裝配尾翼時，我的肋板安裝沒有對齊，這對整車結構影響不大，但這個細節還是被老吳發現了，他說：“大家做的是一輛車，要嚴謹再嚴謹。因為得對每個駕駛者負責，在人命關天的安全問題面前，絲毫馬虎不得。”我們把老吳的話記在心里，汽車裝配過程也越發順利。終于，我們在年底前完成了車輛相關的全部工作。

1月5日這一天，寒冷也擋不住校園里的興奮和熱情，伴隨著場外的歡呼聲和收集拍照的喀嚓聲，一輛酷炫的電動方程式賽車駛入田家炳體育場。

紅、黑撞色的車身凸顯出它“暗夜精靈”的設計理念，在閃光燈的照耀下，黑色碳纖維板泛出魚鱗般的波光，映襯得紅色更加鮮艷耀眼。車頭上貼著象征“北京林業大學”的松樹Logo，修長的車身和極低的底盤，讓車的整體表現得既優雅又富有動感。

只見前鏟和尾翼在略有凹凸的塑膠跑道上微微抖動躍躍欲試，就像我們按捺不住的激動一樣。“儀表接通、控制器接通、主電源接通”隨著最后的檢查結束，所有人員撤離跑道，到安全區遠遠地期待著車輛發動。隊長張鵬把握著方向盤的手牢牢攥緊，他將右腳輕輕搭在了油門上隨著老師手起旗落，這只暗夜里的小精靈猶如一道電光一閃而出，瞬間便跑過了長長的直道。張鵬穩握方向，輕點剎車順利入彎。彎道里，車身微微向右傾斜，展示著它靈活的身姿。輪胎牢牢抓住地面，給人一種安全感。這一松一緊之間，是所有參賽隊員傾注一年時間進行的精準調教。不到半分鐘，車輛已經跑完一整圈，穩穩地停到我們面前。3秒鐘的沉寂后，歡呼聲如火山爆發一般震天動地。大家一齊跑進跑道，團團抱住剛從車里跳出來的張鵬，把他高高地拋向空中

責任編輯：馬春梅