底盘调校基础PPT课件.ppt

,品胎，品车，品人生Feelthetire.Feelthecar.Feelthelife,整车操稳与平顺性开发专题培训,底盘调校,1,目录,2,车辆动态性能和底盘调校,操稳平顺性调校风格的趋势,减震器调校,轮胎调校,如何分析车辆跑偏问题,2,车辆动态性能和底盘调校,3,4,车辆动态性能,产品,前端：生产商,终端：客户,我勒个去，坑爹啊！,什么鬼，真不给力！,马马虎虎，就这样吧,还不错嘛，很满意,太爽了！就它了！,设计,成本,研发,工艺,品牌,功能,性能,4,5,车辆动力学是指通过整车架构、车身运动特性、底盘部件调试等相关方面试验和研究，提高整车运动性能。体现了车上人员、汽车、路面三者之间的相互关系主要包括三个方面:操稳性(Handling)-转向性能（Steering）平顺性(Ride）振动噪声(NVH)就开发而言，车辆动力学大致可分为两个方面：-前期整体架构优化设计（计算机模拟分析、计算、结构设计等）-后期调试提高整车性能（实车调试、主观评价、客观试验等）,车辆动态性能,5,车辆动态性能,车辆动力学所涵盖的系统,6,6,车辆动态性能,与车辆动力学最相关的子系统及对应的测试,7,Mass&Inertia,Tire,Suspension,Steering,BodyStructure,AeroDynamics,VIMF,F&M,K&C,SCFs,KeyTest,7,8,车辆动态性能,路面,平顺性，振动噪声,操稳性，驾驶质量,8,9,车辆动态性能,在其他条件不变的情况下，刚性越大的悬架不一定能提供更好的操控性,一般来说，操控性就是车辆对于驾驶指令的响应速度与执行程度操控性主要受车身架构，车身运动和轮胎等因素影响分为两个区域：线性区操控和非线性区操控分为两个状态：瞬态操控和稳态操控,什么是操控性?,9,车辆动态性能,轮胎的线性区,10,10,车辆动态性能,11,这里的平顺性主要指车身、轮胎及悬架系统隔绝路面颠簸的能力,什么是平顺性?,在其他条件不变的情况下，刚性越小的悬架不一定能提供更好的平顺性,11,12,车辆动态性能,什么是振动噪声?,“Noise,VibrationandHarshness”噪声和振动虽然跟车身运动无直接关系，但它能影响车上人员的感官，会对舒适性的主观评估产生很重要的影响；,12,13,对于车辆动态性能的挑战,极好的舒适,极好的操控,舒适性,操控性,同时具备极好的舒适和极好的操控,噪声,车辆动态性能,$,13,前期架构设计与后期硬件调校,车辆动力学开发整体流程,14,DesignSpecification,前期关键字：电脑、仿真、计算、数据库、架构设计后期关键字：样车、试验、主观评价、零件调校,样车、试验、主观评价、零件调校、最终验收,电脑、模拟仿真、计算、数据库、结构设计Benchmark,14,前期架构设计与后期硬件调校,第一步：将客户需求转化为性能指标（VOCtoVTS）,15,客户之声,客观试验,15,前期架构设计与后期硬件调校,常见的客观试验,16,K&C台架试验,影响车辆动力学的静态参数测量,操稳和转向试验,影响转向和操纵稳定性的动态参数测量,平顺性试验,影响舒适平顺性能的动态参数测量,16,前期架构设计与后期硬件调校,第二步：由性能指标确定子系统指标（VTStoSSTS）,17,悬架子系统参数：KC数据库减震器阻尼参数库,转向子系统参数：SCF数据转向传动比数据库转向力数据库,轮胎动力学特性参数：F&M参数Traction参数中高频特性参数,17,前期架构设计与后期硬件调校,前期架构设计示例,18,18,前期架构设计与后期硬件调校,“正项”开发流程,19,19,前期架构设计与后期硬件调校,前期架构设计与后期硬件调校在车辆动力学开发中的关系,20,性能目标,后期调校,前期设计,20,底盘调校工作职责及流程,硬件调校人员的工作职责对整个项目的操稳平顺最终性能交付负责，一般同时兼任该项目VD性能集成小组的组长项目初始阶段负责解读来自市场部的设计需求，对主要竞争对手车型进行主观评价，将客户之声转化为工程语言与前期架构设计人员一起确定出VD的性能指标要求结合整个项目的时间计划，与试验样车管理部门和零部件发布工程师协商样车交付日期与零部件性能参数发布期限根据以上信息可推算出每个零部件的调校周期，统筹规划好并最终形成VD硬件调校的时间计划，严格按照该计划执行与前期设计人员密切合作，确认调校零件的性能参数范围，并让发布工程师责成供应商按时交付调校样件按照计划调校每个零部件或子系统，以主观评价为主，客观试验为辅当几轮调校后，性能已满足主观评价的要求，组织领导层试驾，并安排全套客观试验，作为最终的验证和发布用当客观数据无法完全满足既定目标时，以主观评价结果为准,21,21,底盘调校工作职责及流程,将其转化为工程语言示例,22,TargettoR&HRide:BIS(GMUTS8.0)Handling:BIS(GMUTS8.0),CompetitorsBMW3(KeyCompetitor)LexusISBenzC-Class,CriticalWin/HighPriorityPerformance,22,底盘调校工作职责及流程,VD硬件调校开发时间计划示例,23,SAMPLE,23,底盘调校工作职责及流程,试驾组织报告、VTS验收报告和悬架零件调校参数发布报告示例,24,24,底盘调校的KnowHow是整合与平衡,底盘调校零件及项目清单,25,悬架系统：零件较散，但对VD性能影响巨大，供应商整合较难，所以对OEM来说，这是调试KnowHow最集中的系统。轮胎和制动：对OEM来说调试便利度低，零件独立性高，所以一般交给供应商来完成，OEM仅负责阶段性验收和最终认可,25,底盘调校的KnowHow是整合与平衡,底盘调校所需要整合和平衡的性能与外部：燃油经济转向助力形式的选择；轮胎滚阻的要求；轮辋宽度的确定等噪声振动衬套刚度的选择；轮胎花纹配方的选择等疲劳耐久阻尼力的限值；悬架各零部件刚度的限值等成本压力如何找到性价比最佳的零部件组合与内部轮胎作为一个零件，其内部有着非常多的矛盾面悬架大部分零件，其刚度的改变同时影响到操稳性和平顺性，且互相制衡转向转向比与手力矛盾，手力影响助力底盘调校的最终目的在有限的成本和资源条件下，整合各个子系统和零部件，协调自己内部的矛盾，以及与外部之间的矛盾，通过调校的手段找到各方面性能的最佳平衡点，以满足当初既定的性能开发目标,26,26,操稳平顺性调校风格的方向,27,操稳平顺性调校风格的发展方向,操稳平顺性调校风格的几个重大历史阶段20世纪30年代以前以满足功能为主，速度、可靠性、耐久性优先属颠覆型产品，科技刚起步，质疑声较多，安全性优先20世纪30年代到50年代科技发展，工艺提高，逐渐开始讲究性能在全球大部分地区仍属奢侈品，由司机驾驶，注重舒适性20世纪50年代到70年代汽车工业进一步发展，机械结构相对成熟稳定人们已不满足于乘坐，更多富人开始自己驾驶，跑车开始普及汽车开始多元化，以满足各种需求，调校风格也更偏驾驶,28,28,操稳平顺性调校风格的发展方向,操稳平顺性调校风格的几个重大历史阶段（续）20世纪70年代到21世纪车身和底盘的机械设计已非常稳定，出现了宝马3系E46等经典操控量产车型汽车已普及大部分欧美家庭，汽车行业洗牌后被几大巨头所占据汽车运动的黄金时期，人们对汽车动力和操稳性能的追求近乎疯狂欧洲和北美已形成独特的调校风格，欧洲短小精悍犀利，美国宽大舒适肌肉21世纪车载电子系统飞速发展，汽车步入高科技时代，外形也随之大改多年的积淀，以及技术的成熟，让调校风格从独特又偏向于统一人们对汽车的认知相当成熟，对操稳平顺的要求近乎苛刻，VD性能已经从卖点向“落后就要挨打”的局面发生转变,29,29,操稳平顺性调校风格的发展方向,当今车辆的统一趋势做工精致有档次、高科技、高颜值、高实用性、运动、舒适、安静当今车辆的调校风格趋势,30,均衡,线性感,阻尼感,30,操稳平顺性调校风格的发展方向,当今车辆的统一趋势充满线性感的操控线性的侧向力建立线性的方向盘手力建立线性的侧倾线性的BrakeAway线性的Recovery充满阻尼感的平顺将尖锐的输入转为圆润将输入的能量吸收和消散给输入输出的对象双方以良好的反馈吸能的同时往往也能吸音“高科技”的既视感,31,31,减震器调校,32,通过弹簧,通过减震器,螺旋弹簧将路面颠簸能量转化为正弦波的形式减震器将正弦波式的能量转化为热能，并逐渐挥散掉减震器与弹簧、稳定杆等底盘部件的完美配合能大幅提高操控性与舒适性,冲击能量,振动能量,热能,簧上质量,簧下质量,1.减震器的作用,主要功能是降低螺旋弹簧由路面颠簸所引起的振动；还有控制侧倾的速度,减震器原理简介,33,33,车身侧倾越大，其重心的位置变化也就越大，重量转移的程度就越大，车子容易失控，驾驶员的信心降低，车辆完成驾驶指令的能力也将降低。,弹簧控制侧倾的程度，减震器控制侧倾的速度,减震器的阻尼力及弹簧刚度会影响汽车制动或转向时的重量转移，包括侧倾的程度和俯仰的程度，成为提高驾驶操控性的一个重要因素。,减震器原理简介,34,34,一般来说减震器分为两类，一类是支柱型减震器（Strut），另一类就是普通减震器。支柱减震器除了拥有普通减震器的所有功能外，还具有整合弹簧并连接车身与底盘的作用。所有的麦弗逊式前悬架都是STRUT形式的减震器。,Shock,Strut,2.减震器的分类,减震器原理简介,35,35,Product:Function:ElectronicallyadjustdampingtodiscretefirmorsoftlevelDescription:2positionvalve/motorcombinationhousedinhollowrod,standardtwintubedamperAdvantages:Manuallyorautomaticallyadjustdampingforloaded/unloaded,onroad/offroadconditionsbasedonvehicleconfigurationApplication:OE:Allpasscar,lighttruck,midandheavy-dutytruck&bus.AM:Potentialupgradeasabove.,更多高级的减震器产品,AdaptiveDamping,减震器原理简介,36,36,Product:Function:Varydampinginfinitelyinrealtimebetweenfirmandsoftlimitsdependingondynamicvehiclerequirements.Description:Cornerrequiresfastacting,highprecisionelectricallycontrolledvalves.Existingapproachesinindustry:-Electro-Mechanical(EM)(multipleconfigurations)-Magneto-Rheological(MR)-Electro-Rheological(ER)Requireselectroniccontrollerandchassissensors.Advantages:-Ultimateeliminationofcompromisebetweenhandling,comfortApplication:OE:Allpass.car,lighttruck,mid-andheavy-dutytruck&bus,CVSA-ContinuouslyVariableSemi-ActiveDamping,减震器原理简介,37,37,被动、半主动减震器阻尼力比较,减震器原理简介,38,38,3.减震器各个组成部分及其功能一览表,减震器原理简介,39,39,阻尼力产生原理F(reb)=(P1-P2)x(Apiston-Arod)F(comp)=(P2-P3)xArod空行程-空行程往往发生在由复原变为压缩的时候，P2为负值，由以上公式，则可得出FcompR:RadialRunout=Rmax-Rmin,注：195/65R15,轮胎的振动和噪声径向跳动,68,68,轮胎的振动和噪声径向均匀性,69,69,R=（D+d）/2=0.25mC=340m/sf=216Hz,轮胎的振动和噪声空腔噪声,70,70,轮胎的振动和噪声花纹噪声,71,71,Sizzling（800400Hz）,Slip-stickmotion,Blockrelaxation,Squeal,轮胎的振动和噪声摩擦噪声,72,72,横沟宽度的影响,横沟角度的影响,横沟相位的影响,轮胎的振动和噪声花纹横沟对噪声的影响,73,73,PCC（P/G）,PCC（P）,PA4/8,DLPA4/8,轮胎的振动和噪声路面对噪声的影响,74,74,215/55R17GoodyearEXCELLENCE94W,轮胎的振动和噪声异常磨耗对噪声的影响,75,75,滚动阻力RollingResistance,六分力特性Force&Moment,干地抓地力DryTraction,湿地抓地力WetTraction,雪地抓地力SnowTraction,振动与噪声Noise&Vibration,重量Mass,均匀性/动平衡Uniformity/DB,磨耗TreadWear,轮胎怎样与整车匹配调校轮胎的主要性能,76,76,滚动阻力RollingResistance,六分力特性Force&Moment,干地抓地力DryTraction,湿地抓地力WetTraction,雪地抓地力SnowTraction,振动噪声Noise&Vibration,重量Mass,均匀性/动平衡Uniformity/DB,多重性能之间会互相制约。所以根据车型的定位，平衡各个性能，列出各项性能的优先权是轮胎开发的关键,磨耗Treadwear,轮胎怎样与整车匹配调校轮胎性能之间的相互关系,77,77,轮胎是整个车辆系统唯一与地面接触的零件，也就是说，几乎所有的行驶性能都需要通过轮胎来体现,操稳性,转向性,平顺性,振动噪声,油耗,主动安全,被动安全,操稳性,转向性,平顺性,振动噪声,滚阻,抓地力,可靠性,加速性,抓地力,驾驶质量,人机工程,娱乐系统,跑偏,锥度等,轮胎怎样与整车匹配调校轮胎与整车性能的关系,车载智能,78,78,整车开发流程,底盘开发流程,轮胎开发流程,轮胎怎样与整车匹配调校一般开发流程,79,79,轮胎设计,供应商试验,OEM验收,轮胎怎样与整车匹配调校轮胎性能开发流程,80,80,确定轮胎类型（花纹）夏季胎四季胎确定轮胎尺寸操控、平顺性目标安全性目标竞争品分析外形设计轮廓设计轮胎承载能力备胎策略（全尺寸/小尺寸）安全性，稳定性行驶和制动跑偏成本备胎腔尺寸确定轮胎气压承载能力、平顺性、噪声、抓地力、油耗的综合考量与平衡,轮胎怎样与整车匹配调校匹配前考虑的内容,81,81,以上性能对比只是一般趋势，并不是绝对的。*不可比：两种分类的轮胎的值不可做比较；*可调：性能在本类可调整，取决于优先级；,轮胎怎样与整车匹配调校花纹性能对比,82,82,湿地排水性能随气压降低的变化,轮胎怎样与整车匹配调校胎压差异性能对比,83,83,RollingResistanceisdominanttirepropertyforFuelEconomyRuleofThumb:10%RR1.5%FuelEconomyReducedmassgenerallyresultsinlowerRRRRisdominanttireattributeimpactingFE-massimpactmuchsmaller,轮胎怎样与整车匹配调校轮胎滚阻对油耗的影响,84,84,85,轮胎的可调项以及对性能的影响,85,如何分析车辆跑偏,86,加速跑偏描述：匀速行驶时不跑偏，加速时出现跑偏，方向盘随之发生转动特点：一般为单侧跑偏；跑偏程度一般会随着加速度而增加制动跑偏描述：匀速行驶时不跑偏，制动时出现跑偏，方向盘随之发生转动特点：一般为单侧跑偏；跑偏程度可能会不一致，时大时小不回正跑偏描述：方向盘在中心位置回正差，车辆行驶方向随方向盘位置而变化特点：跑偏方向取决于方向盘转角，可左可右；受外界影响小匀速跑偏（方向盘扭矩为0）描述：车辆匀速行驶且方向盘转向扭矩为0时跑偏特点：方向盘可能居中也可能不居中，跑偏方向/程度都因具体情况而异,车辆跑偏的种类,87,87,-主销后倾角-轮胎外倾角前束角主销斜度角,车辆跑偏的原因罗列,88,88,主销后倾角,前束,外倾角,影响跑偏的四轮定位主要参数,89,89,车辆跑偏原因分析主销后倾角,左右不同的主销后倾角将导致左右不一样的回正力矩，从而导致跑偏,90,90,俯视图,车辆跑偏原因分析前束,调整前轮前束角是目前最简单便捷的改善跑偏的方法，但一般仅适用于个案,91,91,前视图,车辆跑偏原因分析外倾角,92,92,锥度力导致跑偏和四轮定位的外倾角导致跑偏的效果是一样的,车辆跑偏原因分析轮胎锥度,93,93,动负荷半径小,动负荷半径大,R,R:动负荷半径,L,充气压力,负