汽车性能集成开发实战手册
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4.2.4 开发流程

在介绍开发流程之前,先定义四个概念,也是开发流程的四个关键节点。

1)客户呼声。顾名思义,客户呼声就是客户对产品的需求或者诉求,不同年龄、不同性别的顾客,对汽车性能的诉求会有很大差别,针对某一款产品,其主打的消费人群是关注的重点,如年轻的男性消费者普遍喜欢操控敏捷的车辆,而年轻的女性消费者或许更喜欢拥有轻盈转向性能的车辆,等等。

2)整车技术指标。整车技术指标(VTS)是表征整车性能的技术参数,工程师试图用某些客观参数来定义车辆操纵稳定性和平顺性的好坏,但由于人感觉的主观性,整车技术指标如何选择,其设计目标如何定义,设计带宽如何界定,这些随着历史发展也是在不断变化的。

3)子系统技术指标。它是子系统需要达到某一技术水平的考核指标。如转向、悬架、车轮轮胎等系统都需要满足哪些性能要求,以支撑整车技术指标达到要求。

4)零部件技术参数。如可调式弹性元器件的刚度、阻尼等特性,悬架、转向系统的各运动杆件的空间坐标等。

以上四个关键节点,可以将R&H开发流程分成图4-24所示的三个阶段,即客户呼声到整车技术指标阶段、整车技术指标到子系统技术指标阶段和子系统技术指标到零部件参数阶段。

图4-24 R&H开发流程

1.客户呼声到整车技术指标

第一个阶段是设定整车技术指标,开发者需要结合以往的经验,同时充分考虑客户的呼声和市场趋势。客户的呼声可以通过客户调研、售后反馈等方式获取。可以运用质量工具进行客户呼声和VTS目标关联度分析。以不足转向为例,客户需要一台易于驾驶且紧急操作时稳定的车辆,此时结合工程经验,该车需要具有一定的不足转向度,可以设定该车的不足转向度在2°/g左右。

2.整车技术指标到子系统技术指标

第二步是将整车技术指标分解到子系统技术指标,某一个整车技术指标可能同时跟多个子系统性能相关,此时可以用到仿真分析手段,图4-25所示为将整车技术指标分解到子系统技术指标示意图。图4-26以不足转向度为例,将整车不足转向度分解到各个子系统技术指标。各个子系统指标的带宽主要依据零部件或者子系统的结构形式,结合总布置和对标车型来确定。

以下结合测量结果,对关键转向特性的几个参数设计带宽进行归纳总结。图4-27所示为侧倾转向测试结果,侧倾转向的含义是车身每一度的侧倾对应的轮胎转角,由于数值很小,用百分比的方式表达。从图4-27中可以看出,前、后悬架多设计成有不足转向趋势的侧倾转向,一般在2%~10%之间。

侧向力转向的含义为前、后悬架在受到侧向力后产生的轮胎偏转角度。以后悬架的侧向力不足转向为例,图4-28所示为扭杆梁悬架转弯时为抵抗离心力,车轮受到侧向力,此时后桥由于没有足够的侧向支撑,整体会有一个与前轮运动方向相反的偏转,减小转弯半径,此转角减小了整车不足转向趋势,增大了过度转向的风险。通过后桥硬点设计及衬套角度和刚度调整,可以在一定程度上改善该趋势,但不能彻底改变,此时可以通过其他方式增加整车的不足转向,如增加瓦特连杆。

图4-25 将整车技术指标分解到子系统技术指标示意图

图4-26 不足转向度分解(见彩插)

图4-29所示为侧向力转向测试结果,可以看出,前悬架的侧向力转向几乎都是不足转向,而后悬架则出现了很多侧向力过度转向的案例。

3.子系统技术指标到零部件参数

第三步是将子系统技术指标分解到零部件参数及悬架关键硬点坐标。此时需要更加精确的仿真工具和优化软件。图4-30所示为将子系统技术指标分解到零部件参数示意图。可以看出子系统技术指标由众多的硬点坐标及弹性件刚度决定,且相互影响,很多时候牵一发而动全身,需要丰富的经验和反复优化。

图4-27 侧倾转向测试结果(见彩插)

图4-28 侧向力转向

图4-29 侧向力转向测试结果(见彩插)

图4-30 将子系统技术指标分解到零部件参数示意图

下面举一些主销参数的测试案例及带宽,供设计参考。图4-31所示为主销内倾角,可以看出绝大部分设计值在10°左右。图4-32所示为主销后倾角,设计带宽在2°~8°之间。图4-33所示为旋转轴线长度,可以看出绝大部分设计值在60mm左右,少数车辆在20mm以内,主要是采用了虚拟主销的概念。图4-34所示为主销后倾拖距,该参数与车辆的回正性能和直行稳定性相关,一般数据越大回正性能和直行稳定性越好,可以看出较好的车型可以达到30mm以上。

图4-31 主销内倾角

图4-32 主销后倾角

图4-33 旋转轴线长度

图4-34 主销后倾拖距