底盤調(diào)校概述

底盤調(diào)教很像一門玄學(xué)，調(diào)教的過程就像在對(duì)工程師進(jìn)行靈魂拷問，在各種參數(shù)中左右平衡，腦海中像是有好幾撥小人在激烈爭(zhēng)吵.那么底盤調(diào)校是什么？有的車型偏向舒適，有的車型偏向運(yùn)動(dòng)，也有車型是兩者取乎其中，這都是調(diào)出來(lái)的嗎？本文將為大家簡(jiǎn)要介紹下底盤調(diào)校。

底盤是汽車的骨架，承載車身，它涉及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)，底盤技術(shù)的好壞直接影響到汽車安全性、操控性、舒適性等，是汽車性能好壞的基本盤。

沒有經(jīng)過調(diào)校的樣車存在各種各樣的問題，例如：過彎側(cè)傾大、不足轉(zhuǎn)向度大、彎道抓地力不足、制動(dòng)點(diǎn)頭大及沖擊舒適度差等問題。底盤調(diào)校過程是補(bǔ)齊或平衡各項(xiàng)性能的過程。

汽車要擁有優(yōu)秀的底盤性能，初期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)和前提，性能貢獻(xiàn)占比約為60%。后期的底盤調(diào)校約為30%，是性能的再提升，最后是生產(chǎn)環(huán)節(jié)一致性控制占比約為10%，可見生產(chǎn)環(huán)節(jié)也不容忽視。

底盤調(diào)校是在有限的成本和資源條件下，整合各個(gè)子系統(tǒng)和零部件，協(xié)調(diào)各種矛盾，通過調(diào)校的手段找到各方面性能的最佳平衡點(diǎn)，以滿足既定的性能開發(fā)目標(biāo)。

底盤調(diào)校主要方法

一直以來(lái)各汽車企業(yè)把底盤調(diào)校作為看家本領(lǐng)，其技術(shù)的復(fù)雜性及難度在整車性能開發(fā)過程中不言而喻。汽車性能一般用動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性和通過性等評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，整車調(diào)校主要圍繞這些指標(biāo)開展相應(yīng)的工作。一般提到的底盤調(diào)校更多的是指在底盤性能調(diào)校過程中，如何提升底盤整體性能并保證舒適性和操控性的最佳平衡。

汽車要具有良好的轉(zhuǎn)向性能、操縱穩(wěn)定性以及行駛舒適性，一方面在設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)化車輛整體架構(gòu)，使之具有好的K&C性能，涉及到懸架系統(tǒng)的硬點(diǎn)、轉(zhuǎn)向特性、車輪定位參數(shù)等設(shè)計(jì)。另一方面涉及到彈簧、穩(wěn)定桿、減振器、輪胎襯套、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等零部件及系統(tǒng)的開發(fā)與匹配。

汽車底盤性能調(diào)校方法包括虛擬調(diào)校法和主觀調(diào)校法。其中，虛擬調(diào)校法成本低、效率高，主觀調(diào)校法為以人的感官來(lái)最終確認(rèn)產(chǎn)品的感知品質(zhì)。

主觀調(diào)校法 主觀評(píng)價(jià)在歐美、日本等汽車發(fā)達(dá)國(guó)家已非常成熟，國(guó)內(nèi)汽車性能主觀評(píng)價(jià)體系尚在不斷完善中。主觀評(píng)價(jià)包括轉(zhuǎn)向性能、操穩(wěn)性能、舒適性能等方面的評(píng)價(jià)。如操縱穩(wěn)定性的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)包括轉(zhuǎn)向反饋、行駛穩(wěn)定性、制動(dòng)穩(wěn)定性、駕駛信心、彎道行駛動(dòng)力變化、瞬態(tài)轉(zhuǎn)向、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向、試驗(yàn)場(chǎng)道路行駛舒適性、公共道路行駛舒適性等一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。影響這些指標(biāo)的關(guān)鍵在于整車的動(dòng)力學(xué)特性以及系統(tǒng)和零部件的性能參數(shù)，在調(diào)校過程中可根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)重點(diǎn)解決動(dòng)力學(xué)特性問題以及優(yōu)化系統(tǒng)和零部件的性能參數(shù)，最終使車輛的操縱穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。

通常主觀評(píng)價(jià)評(píng)分體系將性能等價(jià)分為10級(jí)，最好得10分，最差為0分，評(píng)分以蝴蝶圖的方式呈現(xiàn)。圖1為某車型調(diào)校前主觀評(píng)價(jià)結(jié)果、競(jìng)標(biāo)車評(píng)價(jià)結(jié)果以及該車型期望達(dá)到的目標(biāo)值。最終目標(biāo)是縮小該車型與競(jìng)標(biāo)車的差距， 并在完成調(diào)校后使得該車型的主觀評(píng)價(jià)評(píng)分不低于目標(biāo)值。

圖1 某車型與競(jìng)標(biāo)車型評(píng)價(jià)結(jié)果及目標(biāo)設(shè)定值

虛擬調(diào)校法 主觀評(píng)價(jià)法存在難以量化的局限性，汽車企業(yè)會(huì)采用一些商業(yè)軟件對(duì)整車進(jìn)行虛擬樣機(jī)建模并完成模型標(biāo)定，展開調(diào)校結(jié)果的定性驗(yàn)證。常用的軟件有多剛體動(dòng)力學(xué)軟件Adams/ car、carsim等。仿真驗(yàn)證是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如《GB/T4970-2009 汽車平順性試驗(yàn)方法》、《GB∕T 6323-2014 汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》等標(biāo)準(zhǔn)。底盤調(diào)校中重要研究對(duì)象是懸架，懸架的K&C 性能是不能不知的概念。

K&C 性能：K代表英文 Kinematic， 即不考慮力和質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)，而只跟懸架連桿有關(guān)的車輪運(yùn)動(dòng)；C代表英文Compliance，也就是由于施加力導(dǎo)致的變形，跟懸架系統(tǒng)的彈簧、橡膠襯套以及零部件的變形有關(guān)的車輪運(yùn)動(dòng)。

懸架系統(tǒng)K&C試驗(yàn)就是在臺(tái)架上模擬道路激勵(lì)導(dǎo)致的懸架運(yùn)動(dòng)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用軟件對(duì)懸架系統(tǒng)K&C特性進(jìn)行仿真的結(jié)果已經(jīng)能夠較好地和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。K&C特性研究可在整車前期開發(fā)階段進(jìn)行懸架系統(tǒng)的架構(gòu)；在虛擬評(píng)審階段驗(yàn)證懸架和整車動(dòng)力學(xué)仿真模型；在逆向設(shè)計(jì)和對(duì)比車型的研究中，進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)車型調(diào)查研究；在樣車試制的各個(gè)不同階段，支持底盤調(diào)試工作。

底盤調(diào)校流程

國(guó)內(nèi)各主機(jī)廠底盤調(diào)校流程大同小異，如圖2所示。

圖2 底盤調(diào)教流程示意圖

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①試驗(yàn)車輛的準(zhǔn)備及檢查：輪胎氣壓與定位參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，整車姿態(tài)與

設(shè)計(jì)目標(biāo)一致、整車狀態(tài)良好；

②試驗(yàn)場(chǎng)地：普通公路、高速公路、蛇形路面、壞路路面、山區(qū)路面、操控

跑道、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)廣場(chǎng)，因調(diào)校本身具有危險(xiǎn)性，所以要求以上路面無(wú)行人；

③載荷：整備質(zhì)量+1駕駛者+1-2 乘客，滿載；

在調(diào)校的過程中，會(huì)有針對(duì)性的對(duì)零部件進(jìn)行更換調(diào)整，然后根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果做出相應(yīng)的記錄。

懸架彈簧的調(diào)校

汽車是一個(gè)復(fù)雜的多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，總布置設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)將汽車質(zhì)量分配系數(shù)設(shè)計(jì)在1附近，這樣前、后懸架的振動(dòng)就可以相互不影響，也叫解耦。經(jīng)過簡(jiǎn)化可將前后懸分別看作是單質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)，見圖3，頻率公式為（1）式。

圖3 頻率公示

車身振動(dòng)頻率f0設(shè)計(jì)值一般與人體走動(dòng)時(shí)的振動(dòng)頻率接近，為了獲得更好的舒適性，可適當(dāng)降低前、后懸架的剛度，使前、后偏頻小于1。但懸架剛度減小會(huì)使懸架的靜撓度過大，懸架的運(yùn)動(dòng)行程有限，懸架偏頻不能降低過多。懸架設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采用如多體動(dòng)力學(xué)軟件 ADAMS 進(jìn)行模擬分析，確定得到前后彈簧剛度，再通過主觀評(píng)價(jià)方法對(duì)前后彈簧的匹配方案進(jìn)行測(cè)試，讓車輛在行駛過程中擁有平衡良好的前后懸架。

橫向穩(wěn)定桿的調(diào)校

汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車身側(cè)傾嚴(yán)重，或通過 K&C 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某車的側(cè)傾剛度較小時(shí)，需要對(duì)側(cè)傾剛度進(jìn)行調(diào)校。提高汽車側(cè)傾剛度多采用增設(shè)橫向穩(wěn)定桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。橫向穩(wěn)定桿又稱防傾桿，是汽車懸架中的一種輔助彈性元件。它的作用是防止車身在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生過大的橫向側(cè)傾。橫向穩(wěn)定桿是用彈簧鋼制成的扭桿彈簧，形狀呈“U”形，橫置在汽車的前端和后端，如圖4所示。桿身的中部，用套筒與車架鉸接，桿的兩端分別固定在左右懸架上。當(dāng)車身只作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩側(cè)懸架變形相同，橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)車身側(cè)傾時(shí)，兩側(cè)懸架跳動(dòng)不一致，橫向穩(wěn)定桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，桿身的彈力成為繼續(xù)側(cè)傾的阻力，起到橫向穩(wěn)定的作用。

圖4 汽車橫向穩(wěn)定桿

彈簧剛度選定后，進(jìn)行穩(wěn)定桿的匹配。選定穩(wěn)定桿要根據(jù)車型前期的目標(biāo)設(shè)定和調(diào)校風(fēng)格進(jìn)行選擇，太粗的穩(wěn)定桿，能提供很好的側(cè)傾控制，但是會(huì)帶來(lái)平順性的惡化和更大的轉(zhuǎn)向不足，選擇合適的穩(wěn)定桿和穩(wěn)定桿襯套，既能讓車輛的側(cè)傾控制合理，又能保證車輛的響應(yīng)性和較好的平順性。

減振器阻尼調(diào)校

減振器調(diào)校在整個(gè)底盤調(diào)校的過程中是最為關(guān)鍵，是對(duì)提升整個(gè)底盤的品質(zhì)感影響最重要的調(diào)校要素。項(xiàng)目開發(fā)初期，根據(jù)車型底盤調(diào)校屬性目標(biāo)，首先確定閥系類型，不同的閥系結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響較大。減振器調(diào)校主要調(diào)校活塞和底閥的阻尼孔、閥片、節(jié)流片開口面積、補(bǔ)償閥片。不同的閥系組合，即便是相同的阻尼力也會(huì)有不同的乘車體驗(yàn)。主要影響車輛的初始側(cè)傾控制、中心區(qū)響應(yīng)、路面的過濾能力、小激勵(lì)的柔和感；中速一般指的是 0.1-0.6m/s，主要影響中等沖擊的衰減控制、非中心區(qū)車輛響應(yīng)、車身姿態(tài)控制；高速一般指的是 0.6-1.5m/s，該速度段主要影響大沖擊的隔離感、車身受到大激勵(lì)時(shí)車身的控制、極限操穩(wěn)時(shí)車身姿態(tài)的控制。

減振器調(diào)校則相對(duì)比較復(fù)雜，由于其運(yùn)動(dòng)速度范圍較大（一般為 0.05m/s～ 1.5m/s），每個(gè)速度段都影響到相應(yīng)的性能。比如，對(duì)于懸架舒適性，低速段阻尼力控制車身姿態(tài)，中速段阻尼力影響次級(jí)舒適性，高速段阻尼力決定大沖擊感。而對(duì)于操控性，中低速阻尼力影響緊急變線時(shí)的側(cè)傾支撐感，同時(shí)也影響轉(zhuǎn)向中心感等。

緩沖塊和襯套的調(diào)校

例如某車后懸架的沖擊舒適性較差，這時(shí)就需要考慮彈簧與緩沖塊的合理匹配。采用延長(zhǎng)緩沖塊作用時(shí)間可以避免頻繁地觸碰緩沖塊，或減小緩沖塊剛度以避免接觸時(shí)帶來(lái)的突變感?？蓮木彌_塊長(zhǎng)度及剛度特性曲線著手，制定后懸架緩沖塊方案。也可通過仿真對(duì)該車后懸沖擊舒適性靈敏度進(jìn)行分析，如發(fā)現(xiàn)后縱臂安裝軸套及后副車架安裝軸套對(duì)振動(dòng)加速度影響較大，可改變各軸套等的縱向、垂向靜剛度進(jìn)行性能的調(diào)校。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的調(diào)校

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）的調(diào)校過程主要是對(duì)軟件各部分進(jìn)行匹配調(diào)校。例如，通過對(duì)EPS基礎(chǔ)助力、回正、阻尼以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)的匹配調(diào)校，使轉(zhuǎn)向性能達(dá)到低速輕便、高速穩(wěn)重的感覺。這里尤其要關(guān)注轉(zhuǎn)向機(jī)和電動(dòng)機(jī)摩擦力大小，其對(duì)轉(zhuǎn)向的手感會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以系統(tǒng)內(nèi)摩擦需控制在一個(gè)較低的范圍，才能給用戶一個(gè)好的轉(zhuǎn)向手感。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可能出現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向力不對(duì)稱問題、轉(zhuǎn)向力增長(zhǎng)不均勻問題、大轉(zhuǎn)角下轉(zhuǎn)向力偏大、轉(zhuǎn)向與懸架干涉等問題?？刹扇∵x擇合適的轉(zhuǎn)向機(jī)、改變轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)硬點(diǎn)、合理匹配轉(zhuǎn)向柱 2個(gè)萬(wàn)向節(jié)相位角、改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的設(shè)計(jì)油壓等措施進(jìn)行調(diào)校。

結(jié)束語(yǔ)

底盤調(diào)校包含：懸架彈簧調(diào)校、穩(wěn)定桿的調(diào)校、橡膠襯套的調(diào)校、前后緩沖塊的調(diào)校、減振器調(diào)校、轉(zhuǎn)向系的調(diào)校等。底盤調(diào)校過程是一個(gè)多種部件多種性能互相平衡的一個(gè)過程，調(diào)校的過程中需綜合考慮車型的風(fēng)格定位及操穩(wěn)、平順性能的平衡。