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【启飞汽车知识系统分享-学术篇-底盘39】浅谈汽车底盘的研发与设计

2019-04-12137作者:启飞汽车设计

摘要

    汽车底盘的研发与设计随科技发展与时俱进,其理念依托于底盘集成控制的智能化和模块化,其设计依赖研发人员的分工合作和新科技 CAE 模拟的辅助。设计中研究了优化底盘的协调控制和重视参数化的运用,并对新能源汽车底盘设计的改进提出思路。

一、汽车底盘开发与设计的理念


    现代车辆技术必须具备四大性能,即动力性、制动性、经济性及安全耐久性,这也是汽车底盘设计中应满足的整车性能指标。电子技术的发展和成熟促使底盘系统实现由单个系统或者零部件独立工作形式向融合网络的方向发展。传统意义上的底盘系统由前后悬架、转向系、制动系和车轮的设计配置组成,它们与轮胎这一非线性系统相互耦合实现集成控制。底盘系统的集成控制在于实现车辆底盘系统的智能化、网络化和模块化。
    品质优良的汽车,必然在设计和生产工艺方面标新立异、精准到位;实力强硬的汽车企业必然技术、组织管理和经营方面精益求精、一丝不苟。汽车底盘的开发与设计虽然表面看来是单纯的技术能力问题,但是深究来说,它更依赖于或者取决于严格的组织管理及团队的有效合作。因此,在汽车底盘的研发设计中我们要重视人合性,发挥团队效应。此外,要借助现有先进科技的力量辅助完成研发工作。作为测试评价的 CAE 模拟是科技力量在底盘开发中的重要体现,作为一种客观评价测试 CAE 的模拟性能很好改进设计,并与实车性能测试在功能上相辅相成。在研发设计汽车底盘的过程中,注重科技与团队人和的协调兼重,以期达到最优化目的。

二、汽车底盘的设计

    科技的运用,实现了汽车底盘设计中的参数化运用,同时,汽车底盘的集成控制系统已经延伸到对整个车体的控制,出现人 - 车 - 路闭环系统的概念模型。新的科技、新的模型的出现又促使汽车底盘实现在原有设计平台上的改制,即新能源汽车设计的改进。

1. 参数化设计

    以尺寸参数来控制底盘总成位置,实现差异化的布置方案的参数化设计是新科技高度智能化、集成化CAD 系统的核心技术之一。其在底盘总布置中实现的流程如图 1 所示。
 


 

    完成参数化流程图的设计优化后,接下来应建立精准的坐标系,包括底盘坐标系和总成坐标系,之后逐步实现零部件的模型参数化。底盘总布置设计的首要任务是确定底盘各总成的基本结构形式和空间位置,在只考虑零部件主要尺寸的前提下进行总成及零部件的空间位置及基本结构的动态修改。

2.底盘协调控制的设计优化


    底盘协调控制是依托于汽车动力学的相关理论提出的一种控制逻辑,它协调控制控制器稳定性和主动悬架系统、底盘水平动力学和垂直动力学。对主动悬架的优化能改善主动转向和主动制动的控制效果。对底盘集成控制的研究主要集中于信息和控制结构两方面,又分自上而下与自下而上两类别。自下而上的模式采用并行控制,因为相互间独立,所以其任何零部件均为单独子系统,为实现整体协调其可通过车身总线通讯来完成。而自上而下的模式又有集中和分层两体系,其信号的传递通过控制器来实现,达到全局的集成。集成控制未来的发展趋势更多的倾向于底层设计与顶层设计的相结合控制理论,将大幅度改善车辆的整体性能。

3.改进新能源汽车设计的思路


    本文所述改进的设计思路是推翻传统模式的创新思维模式,一种新的理念。
    改进的设计思路,将更大程度上应用传统汽车平台成熟的技术。首先,它保持传统汽车底盘框架结构基本不变,只对四个子系统作改进,使其适应能源汽车的整车框架。然后,改进设计子系统后,悬置支架的设计和确定将受限于总布置的位置及零件数。最后,运用科技CAE 模拟分析各系统功能,以期优化改进。

三、结束语


    综上所述,汽车底盘作为汽车的重要组成部分,其研发设计直接影响汽车的整体性能,将提高和改善汽车的安全性能。在设计的过程中,研发团队和科技的力量将成为决定性的因素,我们不仅要重视科技,运用科技,还应重视团队的作用。对汽车底盘的设计,要综合运用各种优化设计方法,如参数化、协调控制等优化方法,改良整车性能,并进一步运用于改进新能源汽车的设计思路,最终达到提高汽车整体性能的目的。

作者:刘兵   邹含  来源:科技经济导刊


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