浅谈汽车底盘系统集成匹配

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[摘 要]分析底盘强度和底盘整车系统集成的基本思路，提供一条适合于中国的系统可行性的试验方法。

[关键词]底盘 汽车 系统集成

中图分类号：U463.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0046-01

1 引言

目前，为提高车辆的综合性能，将底盘各控制系统有机地融合起来，构成可靠性高和开放式的综合的、相互协调工作的控制系统――集成控制系统，在这一方面的研究已经取得了较大进展。 从目前已有的文献报道看，对电动助力转向与防抱死制动系统进行集成控制研究尚不多见。但在助力转向制动工况下，汽车转向和制动两系统之间存在相互影响和制约的动力学耦合关系，而在此工况下汽车整体性能的提高依赖于这两系统之间的协调工作，因此，对两系统进行集成控制研究具有重要意义。

2 底盘系统匹配

底盘系统匹配主要涉及转向系统功能匹配、底盘调校、制动性能匹配和车轮总成系统集成。

2.1 转向系统匹配

转向系统匹配主要涉及转向力舒适性匹配、转向系统噪声水平优化、转向系统极限温度验证、转向精准特性以及转向舒适性匹配。根据不同的用户定位，有针对性地进行转向力匹配，通常运动型车辆的转向力会调整得稍为偏大，以保证车辆在行驶过程中，提供给驾驶员更多的路面反馈和运动驾驶。但是，转向力过大，要求驾驶员的输入力过大时，会大大降低可操控性和转向舒适性。针对女性市场的车辆，在转向力的匹配上可以朝着偏轻的趋势调整。如果过小，又会失去路感，丧失了太多的驾驶乐趣甚至安全性。经过试验对比分析，客观测量和主观评价证明，针对中国用户，方向盘的转向力矩在4Nm到4.5 Nm范围内是比较合理的，过大与过小都会有用户抱怨的风险。

2.2 转向噪声的匹配

针对EPS或者CEPS主要是电机驱动的噪声，可以通过减低电机噪声或者隔断噪声传播途径的方式解决。针对HPS的液压噪声要复杂的多，转向泵功率和流量，回流管的备压，高压管的内部消音结构、长度，转向机内部零部件的装配精度，转向机阀系特性的压力梯度等诸多因素，都会带来各种不同的影响，通过泵，管路，油壶结构以及转向机特性的系统匹配来实现系统噪声的优化。

针对HPS转向系统，当用户极限工况下使用转向系统过程中，会导致系统温度的上升，当整个系统的油温超过系统中耐温薄弱零件的极限时，必定会导致漏油，系统功能下降，寿命下降甚至在行驶过程中失效。因此，针对整个系统的油温，通常要通过简化的场地油温试验以及实际山路弯道等试验项目进行控制验证。泵的排量和功率，转向机的阀系特性以及管路特性和布置都会在不同程度上，对温度的升高有所贡献。

2.3 底盘调校

主要涉及到弹簧、减震器、缓冲块、稳定杆、轮胎以及不同扭转刚度的后桥。通过这些零部件的系统集成，实现整车舒适性和操控性能的最佳平衡。操控性主要通过ISO和VDA变道来评价车辆应紧急工况作紧急变道的极限性能。底盘性能的舒适性主要在各种不同道路行驶过程中，考察车辆侧倾特性、俯仰特性、转向精准特性以及垂直方向对来自于地面的不同频率激振的衰减特性。同时在考虑各个性能时还要涉及到的前后桥反馈的一致性。底盘匹配的实施主要依赖于主观评价人员的车辆评价水平以及专业经验。最终的底盘匹配目标是：寻求底盘在操控性，舒适性和侧倾特性以及俯仰特性等方面表现出的一种平衡。

2.4 制动系统集成

制动系统集成直接影响到用户的生命安全和驾驶舒适性，从用户的角度出发，在满足常规的制动性能之外，用户对以下的性能尤其敏感：制动主观感觉软硬、制动的热衰退特性、制动噪声水平、制动粉尘。通常制动软硬主要取决于制动踏板力以及制动压力对应制动踏板行程的反应速度。目前制动热衰退主要通过AMS和HFT试验来验证，通过连续多次制动的方式，来考察车辆制动系统的热衰退极限性能。制动噪声试验包括城市工况的制动噪声评价和山路制动噪声评价。制动粉尘主要考察用户使用车辆过程中，是否有太多的制动粉尘烧结到铝合金车轮上，主要和摩擦片的配方有密切的关系，尽管粉尘不会带来安全问题，但是，由于影响到整车的外观清洁，处理不好，经常会引起用户的市场抱怨。

2.5 车轮总成整车性能评价

车轮总成整车性能评价是底盘零件整车集成的重要部分，针对车轮，需要经过严格的车轮过障滥用试验以及上路肩滥用试验进行整车试验验证。尤其是车轮的螺栓连接，需要经过专门的车轮螺栓松动试验来加以验证，车轮螺栓松动试验主要通过特定的路线行驶，激励车轮的连接螺栓，使其受到的侧向力达到极限工况，通过一定里程的行驶，考核车轮螺栓力矩的下降情况。通过了车轮螺栓松动试验的验证，可以最大限度地保证用户的行驶安全。针对大饰盖，需要整车在坏路、高速和紧急制动等剧烈工况下，考核大饰盖的抗脱落特性。车轮的整车性能评价是整车性能匹配的重要环节，涉及到干湿路面轮胎操控的评价，轮胎舒适性评价以及轮胎噪声评价。和底盘匹配集成一样，对试验人员的评价水平和经验有着很高的要求。

3 底盘性能中国适应性验证

除了以上的底盘系统匹配之外，针对中国的特殊气候条件和道路情况，还需要通过冬季试车，夏季试车以及高原试车来最终评价底盘性能的中国适应性。在极热气候条件下，HPS转向系统的油温、长下坡时的制动温度上升都将带来很多安全的隐患。极寒气候条件下，底盘的很多橡胶件会产生与常温不同的噪声，很多底盘的机械操作结构会发生功能，如：转向管柱调节力过大、手制动功能失效等。很多液压系统会变得非常粘滞，如：HPS的助力提供、制动踏板冷启动的感觉、减震器噪声等。尤其是ABS/ESP等底盘汽车电子系统在低附着系数下和车速，不同的驾驶方式下，是否能够正常工作，是否能够充分地保障驾驶人员的安全，必须通过大量的冬季试验来进行认证。海拔不断升高时，空气会变得稀薄，制动真空助力器的工作环境也对应发生很大变化，这种行驶环境下，制动系统是否能够提供足够的制动助力，保证用户的行驶安全同样也只有通过这种道路试验才能进行考核验证。与此同时，通过在不同特性道路上的行驶，可以从用户的角度，更加真实地体验并评价和底盘系统匹配相关的各种性能，提高底盘性能的中国适应性。

4 结语

只有从用户的角度出发，通过系统专业的底盘整车集成试验，才能开发出一个舒适、安全、耐用的底盘平台，为中国用户提供更加满意的产品。

参考文献

[1] 王传铸.轮胎与汽车的性能匹配分析[ J].轮胎工业，2004， （11）.

[2] 邹政耀，杨雪梅.汽车制动热衰退的防止措施[J].机电信息， 2004， （20）.

[3] 黄元毅，许冠能. M150轿车底盘操纵稳定性和舒适性的主观评价和调校[J].大众科技， 2008， （12）.