我們在說一臺車的駕駛品質(zhì)好不好的時候，總免不了提到“底盤調(diào)校”。像寶馬3系這樣操控見長的車型，我們都會稱贊它的運動化調(diào)校十分出色。而有些低端車型則會給人一種廉價感，我們也會認為是調(diào)校不到位。

那么問題來了，底盤調(diào)校，調(diào)的究竟是什么？

今天的文章里，某車企研究院汽車智駕系統(tǒng)工程師康斯坦丁·DC就會和大家聊聊：

“底盤調(diào)校究竟調(diào)的是什么？”

文 | 康斯坦丁·DC

相信很多人都對無間道系列電影過目不忘，在《無間道I》中曾經(jīng)有一段劇情，阿仁（梁朝偉飾演）在音像店碰到前來購買音箱設(shè)備的劉建明（劉德華飾演），在試聽音響時有這么一段經(jīng)典的橋段：

「《無間道I》劇照」

“高音甜，中音準，低音沉，”九字箴言就把一套音響設(shè)備調(diào)校評價的淋漓盡致。

那對于汽車底盤來說，如何來調(diào)校出高性能底盤？如何評價性能好壞？在講底盤的好壞之前我們首先從什么是底盤說起。

底盤的定義

根據(jù)《汽車構(gòu)造》上的定義，一輛汽車可以分為四個組成部分：發(fā)動機、車身、底盤、電氣設(shè)備。

底盤由四大系統(tǒng)：行駛系、轉(zhuǎn)向系、傳動系和制動系。

作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，并接受發(fā)動機的動力，使車輛傳遞發(fā)動機動力至驅(qū)動輪，同時可以實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)彎和制動，保證正常行駛。

「汽車底盤」

行駛系：接受傳動系傳遞的發(fā)動機扭矩，通過驅(qū)動輪驅(qū)動車輛前進，保證正常行駛。

轉(zhuǎn)向系：保證汽車能按照駕駛員的意志而進行轉(zhuǎn)向行駛。

傳動系：位于發(fā)動機和驅(qū)動車輪之間的動力傳動裝置，將發(fā)動機動力傳動給驅(qū)動車輪。

制動系：使行駛的車輛減速甚至停車，使已經(jīng)停駛的汽車保持不動。

底盤的調(diào)校

· 底盤的開發(fā)過程通常是這樣的：

首先由經(jīng)驗豐富的底盤系統(tǒng)工程師根據(jù)工作經(jīng)驗、對標車性能、市場定位、整車相關(guān)參數(shù)等信息，確定底盤總體性能目標。

然后將總體性能目標分解成對各零件的設(shè)計要求，底盤零部件設(shè)計工程師將設(shè)計要求輸入給供應(yīng)商進行提供軟模件或選型樣件。

主機廠將零部件裝車后經(jīng)過幾輪迭代調(diào)校和驗證最后確認零部件的要求。

底盤由四大系統(tǒng)構(gòu)成，傳動系統(tǒng)主要是根據(jù)計算仿真設(shè)計要求匹配傳動參數(shù)，所以開發(fā)過程的調(diào)校主要是對行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系三大系統(tǒng)。

在進行第一輪調(diào)校之前一般要進行K&C試驗和操穩(wěn)試驗摸底車輛的底盤基本的性能，和調(diào)校性能目標相比較，指明調(diào)校優(yōu)化方向，為后面的幾輪調(diào)校做準備。

「各維度評價」

行駛系統(tǒng)調(diào)校

行駛系包含汽車的車架、車橋、車輪和懸架等組成，這里的調(diào)校主要是懸架系統(tǒng)。

懸架系統(tǒng)由彈性元件、減振元件、傳力或導(dǎo)向機構(gòu)和橫向穩(wěn)定桿組成，其直接影響到操縱穩(wěn)定性和舒適性。

「懸架系統(tǒng)」

彈性元件調(diào)校主要是對彈簧剛度、輪胎和襯套等，螺旋彈簧和減振器用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。

通過測試不同彈簧剛度下的車輛操穩(wěn)特性確定合適的剛度參數(shù)。

「減振器和螺旋彈簧」

· 減振元件調(diào)校是指減振器阻尼力，為了獲得較理想的阻尼力特性：

低速時，阻尼力要小，使懸架偏軟，保證舒適性；

高速時，阻尼力稍大偏硬，提供清晰的路感。

為了獲得較好的阻尼特性需要不斷試驗根據(jù)閥片的規(guī)格、數(shù)量和活塞孔組合幾萬種設(shè)計方案，要得到最后所需要的性能，需經(jīng)過反復(fù)測試再反復(fù)改進，從調(diào)校復(fù)雜度和重要度來說減振器是整個行駛系統(tǒng)調(diào)校的核心。

· 汽車的舒適性可由“路面-汽車-人”系統(tǒng)的框圖來分析：

「路面-汽車-人」

路面不平度和車速形成了對汽車振動系統(tǒng)的“輸入”，此“輸入”經(jīng)過由輪胎、懸架、座墊等彈性、阻尼元件和懸掛、非懸掛質(zhì)量構(gòu)成的振動系統(tǒng)的傳遞。

得到振動系統(tǒng)的“輸出”是懸掛質(zhì)量或進一步經(jīng)座椅傳至人體的加速度，為了獲得日常偏舒適、急轉(zhuǎn)彎不側(cè)傾、壞路不顛僅僅調(diào)教好彈簧剛度和減振阻尼力還是不夠的，還需要考慮懸掛、非懸掛質(zhì)量等因素。

制動系統(tǒng)調(diào)校

對于制動系統(tǒng)分為兩部分：主制動系統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)。

主制動系統(tǒng)包括制動踏板、真空助力泵、制動管路等零件，而輔助制動系統(tǒng)就是車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）。

對于主制動系統(tǒng)調(diào)校包含以下方面：制動力，前后軸制動力分配和制動的熱衰退性能。

· 制動力

經(jīng)常聽到一些老司機給一輛車制動的評價是剎車偏軟或偏硬，制動不線性等。

制動力調(diào)校通常是制動工程師在試驗車上不斷加速到一定車速然后緊急剎車，頻繁往復(fù)，每種工況進行幾千次試驗，對制動踏板的行程、制動踏力、制動減速度等指標進行計算和平衡，除了這些客觀數(shù)據(jù)要達到目標設(shè)計值，還需要組織主觀評價，以上均通過之后調(diào)校才結(jié)束。

· 前后軸制動力分配

借助于ESP的子功能電子制動分配（EBD）對前后軸制動力分解。

「前后制動力分配」

· 制動的抗熱衰退性能

汽車在高速行駛或下坡連續(xù)制動摩擦片在摩擦過程中，由于溫度制動盤片溫度太高摩擦力矩有明顯下降制動性能會衰減，會影響制動效果，抗熱衰退性能與制動器摩擦片和制動器結(jié)構(gòu)有關(guān)。

①摩擦片常用材料有石棉、半金屬和無石棉等材料制成，為提高抗熱衰退性能選擇優(yōu)質(zhì)摩擦片材料；

②改善制動系統(tǒng)散熱如制動盤設(shè)計通風孔；

③常用的制動器分為盤式和鼓式制動器，盤式制動器其制動性能沒有鼓式好，但是其抗熱衰退穩(wěn)定性較好，鼓式在下坡頻繁制動時有無制動的風險，所以在轎車上鼓式制動器基本已經(jīng)被淘汰。

「盤式和鼓式制動器」

· 輔助制動系統(tǒng)調(diào)校

輔助制動系統(tǒng)主要是指車身穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP），在一般車輛正常制動過程中ESP不會工作，在滑行、加速或者制動時由于轉(zhuǎn)彎過度或轉(zhuǎn)彎不足的狀況下增強車輛的穩(wěn)定性和方向控制，它通過控制輪端制動力大小和發(fā)動機動力輸出（能對發(fā)動機發(fā)送降扭和升扭請求）來實現(xiàn)。

「輔助制動系統(tǒng)」

ESP除了包含車輛動態(tài)控制（VDC）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）和防抱死控制系統(tǒng)（ABS）等主要功能之外，還有一大堆附加功能如上坡輔助（HHC）、下坡輔助（HDC）、自動駐車（Autohold）、液壓制動輔助（HBA）等功能。

ESP的調(diào)校一般都是國內(nèi)主機廠提供標定車輛，博世、天合等供應(yīng)商的標定工程師負責標定。

標定完成之后主機廠進行驗收，一般至少要經(jīng)過兩輪高附鋪裝路面標定、一輪低附冰面雪面標定。

標定過程中主要考慮以下工況標定：

「ESP標定試驗主要工況」

 

懸架系統(tǒng)會對車輛的側(cè)傾或俯仰產(chǎn)生較大影響，所以懸架剛度或減振器阻尼的變更均需要進行ESP的重新驗證。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)調(diào)校

轉(zhuǎn)向比和轉(zhuǎn)向梯度的幾何設(shè)計在前期CAE仿真階段已經(jīng)固化，一般裝車后不會輕易再做變更，所以后期的轉(zhuǎn)向調(diào)校主要是針對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）進行標定，EPS通過助力電機提供助力矩減輕駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤所需的力矩。

根據(jù)半經(jīng)驗公式和實測無助力時原地轉(zhuǎn)向阻力矩計算電機助力矩最大電流。

通過轉(zhuǎn)向阻力矩計算的電機最大電流可以達到60-80A。

在臺架根據(jù)整車參數(shù)根據(jù)運動學(xué)和動力學(xué)模型對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完成建模之后，還需要進行實車實時匹配和調(diào)校。

· 匹配的主要原則：

在中低速行駛時為了保證轉(zhuǎn)向輕便性，助力電機提供較大助力，為了保證高速行駛時行駛穩(wěn)定性和良好的路感，電機提供阻尼力（與助力相反的力）。

· 助力調(diào)校分為三個方面：

基本助力、補償控制和回正控制功能調(diào)校。

· 主要進行以下工況標定：

「EPS標定試驗工況」

標定完成后，進行原地轉(zhuǎn)向助力試驗、低速轉(zhuǎn)向助力試驗、快速轉(zhuǎn)向助力特性試驗和回正性能等試驗進行主觀、客觀評價驗收。

以某款SUV進行原地轉(zhuǎn)向助力試驗，沒有助力和有助力轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩對比如下：

「原地無/有助力情況下轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩」

在完成以上調(diào)校任務(wù)后重新進行K&C試驗和底盤性能試驗最終底盤性能，對調(diào)校結(jié)果進行確認。

總結(jié)

底盤調(diào)校是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，車型的定位、發(fā)動機特性、零部件成本、整車載荷、使用的環(huán)境、目標客戶的使用習慣等，都會影響調(diào)校的最終風格。

其次，底盤調(diào)校，尤其是懸架系統(tǒng)阻尼力的確定，襯套模態(tài)剛度，墊片上孔的數(shù)量、孔的大小和鉆孔的角度，都會直接影響最終調(diào)校的結(jié)果。

對于底盤性能評價分為主觀評價和客觀評價，客觀評價是底盤性能工程師嚴格標準工況進行各項工況測試，分析評價指標與設(shè)計值之間的差異。

汽車最終是人進行駕駛，所以還需要評價工程師根據(jù)從用戶角度對一輛車底盤性能好壞進行主觀評價，通常使用十分評價法。

「十分評價法」

底盤設(shè)計和調(diào)校工程師需要反復(fù)進行CAE仿真分析、主觀評價和客觀評價，一般要經(jīng)過1-2輪粗調(diào)，2輪精細迭代調(diào)校之后凍結(jié)最終的底盤設(shè)計方案。

以前國內(nèi)主機廠基本無底盤設(shè)計調(diào)校能力，雖然通過逆向開發(fā)可以提高底盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。

但是載荷分布、輪胎等變化使逆向的底盤性能與對標車相差甚遠，通過收購、對外合作方式目前國內(nèi)如上汽、比亞迪、廣汽等主機廠均已經(jīng)建立一定底盤研發(fā)體系。

未經(jīng)授權(quán)，禁止轉(zhuǎn)載。

·END·

也可以進入知乎  搜索“康斯坦丁·DC”

關(guān)注作者本人