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為什麼行駛品質高級的汽車底盤很難開發?

2018年10月10日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 4 ℃ 次

【Shijia的回答(16票)】:

謝謝邀請 底盤並非我的專業 所說地方有不對的請專業人士之處

題主對底盤的概念有誤,底盤並非但是說懸掛結構,而是一個很複雜的集合體。

底盤作用是支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成,形成汽車的整體造型,並接受發動機的動力,使汽車產生運動,保證正常行駛。由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成。

這是寶馬X5的底盤這是寶馬X5的底盤

  • 傳動系

傳動系一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。

汽車發動機所發出的動力靠傳動系傳遞到驅動車輪。傳動系具有減速、變速、倒車、中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能,與發動機配合工作,能保證汽車在各種工況條件下的正常行駛,並具有良好的動力性和經濟性。

傳動系可按能量傳遞方式的不同,劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。

傳動系的佈置型式

機械式傳動系常見佈置型式主要與發動機的位置及汽車的驅動型式有關。可分為:

  1. 前置後驅—FR:即發動機前置、後輪驅動

    這是一種傳統的佈置型式。國內外的大多數貨車、部分轎車和部分客車都採用這種型式。它是前輪轉向後輪驅動,發動機輸出動力通過離合器—變速器—傳動軸輸送到驅動橋上,在此減速增扭後傳送到後面的左、右半軸上,驅動後輪使汽車運行,前後輪各行其職,轉向與驅動分開,負荷分佈比較均勻。

  2. 後置後驅—RR:即發動機後置、後輪。

    在大型客車上多採用這種佈置型式,少量微型、輕型轎車也採用這種型式。發動機後置,使前軸不易過載,並能更充分地利用車箱面積,還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李,也有利於減輕發動機的高溫和噪聲對駕駛員的影響。缺點是發動機散熱條件差,行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠距離操縱也使操縱機構變得複雜、維修調整不便。但由於優點較為突出,在大型客車上應用越來越多。

  3. 前置前驅—FF:發動機前置、前輪驅動

    這種型式操縱機構簡單、發動機散熱條件好。但上坡時汽車質量後移,使前驅動輪的附著質量減小,驅動輪易打滑;下坡制動時則由於汽車質量前移,前輪負荷過重,高速時易發生翻車現象。現在大多數轎車採取這種佈置型式。

  4. 越野汽車的傳動系

    越野汽車一般為全輪驅動,發動機前置,在變速箱後裝有分動器將動力傳遞到全部車輪上。目前,輕型越野汽車普遍採用4×4驅動型式,中型越野汽車採用4×4或6×6驅動型式;重型越野汽車一般採用6×6或8×8驅動型式。

  • 行駛系

行駛系由汽車的車架、車橋、車輪和懸架等組成。

汽車行駛系的功用

  1. 將汽車構成一個整體,承受汽車的總重量。

  2. 接受傳動系的動力,通過驅動輪與路面的作用產生牽引力,使汽車正常行駛。

  3. 承受並傳遞路面作用於車輪上的各種反力和力矩,緩和不平路面對車身造成的衝擊,衰減汽車行駛中的振動,保持行駛的平順性。

  4. 與轉向系配合,保證汽車操縱穩定性。

  • 轉向系

汽車上用來改變或恢復其行駛方向的專設機構稱為汽車轉向系統。

轉向系統的基本組成

  1. 轉向操縱機構 主要由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成。

  2. 轉向器 將轉向盤的轉動變為轉向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復運動,並對轉向操縱力進行放大的機構。轉向器一般固定在汽車車架或車身上,轉向操縱力通過轉向器後一般還會改變傳動方向。

  3. 轉向傳動機構 將轉向器輸出的力和運動傳給車輪(轉向節),並使左右車輪按一定關係進行偏轉的機構。

按轉向能源的不同,轉向系統可分為機械轉向系統和動力轉向系統兩大類。

  • 制動系

汽車制動系統的構造組成及作用

汽車上用以使外界(主要是路面)在汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力,從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置統稱為制動系統。其作用是:使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車;使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩定駐車;使下坡行駛的汽車速度保持穩定。

對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力,而這些外力的大小都是隨機的、不可控制的,因此汽車上必須裝設一系列專門裝置以實現上述功能。

分類:

  1. 按制動系統的作用

    制動系統可分為行車制動系統、駐車制動系統、應急制動系統及輔助制動系統等。用以使行駛中的汽車降低速度甚至停車的制動系統稱為行車制動系統;用以使已停駛的汽車駐留原地不動的制動系統則稱為駐車制動系統;在行車制動系統失效的情況下,保證汽車仍能實現減速或停車的制動系統稱為應急制動系統;在行車過程中,輔助行車制動系統降低車速或保持車速穩定,但不能將車輛緊急制停的制動系統稱為輔助制動系統。上述各制動系統中,行車制動系統和駐車制動系統是每一輛汽車都必須具備的。

  2. 按制動操縱能

    制動系統可分為人力制動系統、動力制動系統和伺服制動系統等。以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系統稱為人力制動系統;完全靠由發動機的動力轉化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的系統稱為動力制動系統;兼用人力和發動機動力進行制動的制動系統稱為伺服制動系統或助力制動系統。

  3. 按制動能量的傳輸方式

    制動系統可分為機械式、液壓式、氣壓式、電磁式等。同時採用兩種以上傳能方式的制動系稱為組合式制動系統。

題主所說的懸架,只是底盤四大分類中的一個小類別,要不然鑽車底下看看懸架就能模仿底盤了,幾大車企早就黃了。。。

汽車底盤之所以難開發,不是說造不出來,轉向制動懸架變速箱變速器差速器包括各種電子設備都可以在市場上買到,但是車廠在拿到這些東西後,如何根據自己車型的市場定位去匹配這些零部件才是最關鍵的,這才是各個車廠的絕活兒,這種難以言傳的東西只能靠積累,國內車廠普遍缺這個。

比如我現在要投產一款定位緊湊運動型轎車市場的車型,選擇何種變速箱,變速箱換擋邏輯怎麼匹配,選用何種懸架何種轉向機構,轉向時的力度怎麼調節,制動力的分配應該如何設置,發動機扭矩輸出應該處於哪一個區間,等等,這部分我也不是很專業,希望有人能補充。

結果由於底盤調教實力不行,這款車開起來一點也不帶感,發動機還沒到扭矩輸出的巔峰變速箱就換擋了,轉向時方向盤虛位很大,懸掛支撐軟綿綿,開起來一點也不像運動車型。

結果就失敗啦,也就是說底盤調教的能力不行,你就無法讓消費者感受到你所想傳遞給他們的那種駕駛質感。底盤調教是個需要積累的領域,這方面不行的車廠,要麼自己慢慢試錯,要麼引入成熟車型的平台,省去自己的開發和調教。

【BrandonLu的回答(10票)】:

題主問的問題應該是汽車的車輛動力學性能是怎樣開發的,不過舉的例子是震動噪聲性能的例子啊。先說說車輛動力學性能的定義、工作內容開發的大概方法,再說說開發中的困難。

問題中說到的底盤反應快,濾震好,動態極限高,行駛品質高級之類的這些性能,都是車輛在路面上運動時體現出的特性。而車輛動力學就是研究車輛在路面上的運動的,所關心的運動包括前後方向的如加速、制動,側向的如轉向性能,上下方向的如乘坐舒適性。車輛動力學是一門即依賴於經驗又離不開分析,既需要主觀評估和又必須進行客觀測量的學科,複雜的車輛/路面模型使得精確的分析在目前還不可能,這也帶來了開發的困難。

車輛動力學性能也同其他性能一樣,可以分解成許多工程參數,比如0-100加速時間、制動距離、懸掛系統隔振偏頻、轉向不足等等,之後再可以細分成很多零部件或子系統的性能要求,比如懸架系統的K/C啊、後橋的扭轉剛度啊、彈簧剛度啊、橡膠襯套的剛度曲線啊。基於這些性能要求,可以在車輛開發的前期通過虛擬分析的手段選擇懸架系統的結構形式,設計出安裝硬點等等。在初步的設計完成後,可以開發出車輛動力學樣車進行主觀評估以及一些測試,之後再進行進一步的優化。在實車下線後,還可以進行進一步的評估和測試並對一些可調的懸架特性進行調教,以達到這輛車的最佳動力學性能。像題主提到的底盤反應快,濾震好,動態極限高,行駛品質高級之類的都屬於主觀評估的範疇了。

說起車輛動力學性能開發的困難,與車輛開發中的其他的學科相比,車輛動力學研究的系統更複雜,零件間的相互作用更多,也更加 非線性。而且很多零件的特性還沒有完全被工程師掌握。舉個例子,既然車輛動力學的性能考察車輛與路面的相互作用,那麼車輛與路面的接觸點,輪胎自然就是決定車輛動力學性能的最重要的零件之一,但是遺憾的是,目前業界還沒有一個能精確描述輪胎在各種工況下的響應的力學模型,而國內在這方面就欠缺的更多了。缺少了輪胎的模型,前期的很多分析其實就是建在沙子上的城堡了。這些困難組合在一起,就導致前期的分析和計算往往只能確定一個大致範圍,保證車輛的動力學性能不至於偏差太多,也就是給後期的主觀調校一個比較好的基礎。後期的主觀調校是車輛動力學開發中的核心環節之一,而主觀的東西就很依賴於經驗了,不是短時間就能形成的能力。

除此之外,車輛動力學性能作為各大汽車公司的核心技術,相對也是比較保密的。國內一些公司逆向車子的時候,零件可以掃出來,焊點可以拆解,材料可以測出來,但是懸架的參數就很難測試了,甚至都不知道要測試那些參數,懸架的硬點位置也是很難逆向的,這些都給後面的開發帶來困難,可能看起來差不多的東西,裝在一起開在路上就差異很大,而且往往都不知道差在什麼地方。

另一方面,車輛動力學是一個需要很多平衡的學科,操控性與乘坐舒適性是矛盾的,與振動噪聲性能也是矛盾的。襯套剛度高了,響應比較靈敏,但是隔振就下降了,噪聲就不好了。如何平衡好這些矛盾,最終做出符合市場要求和客戶需求的車子就需要豐富的經驗啦,也不是短時間就能掌握的能力。題主說到的通用的車子底盤隔振性能好,其實是NVH性能中的隔振率,就是橡膠襯套剛度與底盤結構件剛度和車身安裝點剛度的匹配,這方面克魯茲確實做得不錯,既做到了良好的隔振率又做到了很好的操控性,用扭臂梁這種半獨立懸架就實現了接近多連桿的操控性能,這就需要幾十年的經驗積累了。

【王小明的回答(1票)】:

其實我想說,只有不懂車的人才會說日本車怎麼不好。你要知道,上個世紀日本車可是稱霸全球市場的....現如今汽車市場日本車也是站主導的。F1之前用的發動機都是本田造的....

我也不和上面這些人一樣廢話那麼多了。簡單說吧,每種車的用途不一樣。簡單地盤結構無非就是前後麥佛遜。或者雙叉臂,後多連桿。之所以這麼做是因為綜合性能好。不是最精明不過。屬於便宜而且在需求上算ok的。

但是比如皮卡這種車。或者小貨車。本身需要承載獨立車身,後輪用多連桿就沒必要了,首先多連桿不夠結實。拉貨的時候很容易壞。所以卡車可以簡單實用非獨立懸掛一根大軸。直接用板簧。

而suv就要兼顧小型車的性能和大車的承載量。所以就要設計各項指標都好的地盤。

還有就是性能車。法拉利的跑車,法拉利的F1和凌志的IS系列都是雙叉臂結構的懸掛。但是這些車的性能都相差很多,原因就是結構的不同,材料和各種巧妙的設計。這些巧妙的設計從何而來?

$$$

【唐維的回答(0票)】:

簡單地說,樓主能理解變速箱和發動機難造是考慮到了生產中的兩個因素,零件設計和部件製造裝配,而不能理解底盤難以開發是因為沒有考慮到另外一個因素:材料本身的質量。好的金屬材料需要好的冶金技術。頂尖材料所體現的冶煉科學的理論和技術難度已經到了一個很高的高度。品質高的汽車底盤需要品質高的金屬材料。

標籤:-汽車 -駕駛 -底盤


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