汽車底盤的模塊化設計技術研究與應用

吳虎強

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汽車底盤的模塊化設計技術研究與應用

吳虎強

（廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣州 番禺 511434）

隨著新能源的開發運用在汽車制造業里也日益廣泛，多元化、多功能化，常規的汽車設計技術已然不能很好的適應新時代需求，傳統技術需要進行一次較大的進化、變革，才能在競爭激烈的制造業中站穩腳步。文章闡述了運用模塊化設計方法，對汽車底盤產品設計進行研究分析，促進汽車制造業的發展，為模塊化設計技術在汽車制造業中的運用發展提供一個參考。

汽車底盤；模塊化設計；零部件；模塊接口

1 汽車底盤模塊化設計技術研究與應用的背景及意義

汽車底盤產品的研究設計一直都是一個復雜且龐大的工程，也是汽車制造業中的一大難題；整個底盤包含的零部件多，加上用在其上的技術也繁多且密集，使得整個底盤產品結構和布局十分冗雜，且安裝以及技術要求又很嚴格，設計難度大。要做到有效減小開發設計的難度，縮短設計周期和研發成本，需要對汽車底盤產品利用模塊化設計，將其復雜的結構和功能分成多個相對獨立功能模塊及具有差異化的系統部件模塊庫，這樣相對于直接對結構繁雜、功能交叉的底盤系統進行設計，開發難度低很多。在對汽車底盤產品進行模塊劃分之后，直接利用產品組合的方式，就可以得到新的模塊，這樣，整個模塊組成了一個通用平臺，不但減小了底盤產品大大小小零部件的開發，企業生產效率得以提高；通過模塊接口的標準化技術，將同種功能模塊按照性能差異化方式建立成熟的產品模塊庫，快速優選相適應的指定模塊，就可以快速構建有差異化性能特性的新底盤模塊系統。新產品的研發設計、生產制造都可以通過模塊化設計得以細化、簡化。對于企業，新產品的設計到生產上市時間縮短，同時在這樣的背景下，產品的質量提升得以保證，提高了汽車制造業在市場中的競爭力。

2 汽車底盤模塊化設計技術研究與應用

2.1 汽車底盤的結構和主要功能

功能是產品的主要屬性，產品的結構也是基于功能作用。汽車底盤作為連接車體和路面的關鍵系統，是路面與車體的重要傳遞路勁和承載系統，同時還要實現行駛、制動、轉向等車輛控制功能，通過底盤各系統的功能構建和性能匹配，車輛才能按照駕駛者的意圖得到精準控制。汽車底盤上裝置的零部件可以按照功能不同大致分為四個部分組成，即：行駛系統、轉向系統、傳動系統和車輛制動系統。四個系統既各司其職，又緊密配合工作，完成設計者想要達到的最終目的。

2.2 汽車底盤功能模塊化分析劃分

對汽車底盤的功能及作用分析完成后，要對其進行模塊化設計研究的前提是保證產品能發揮其獨立的功能，鑒于此基礎理論，將底盤功能合理的劃分，再逐級劃分成下級子部件模塊，同時應充分考慮物流包裝、生產制造，在功能劃分的基礎上結合結構劃分，完善汽車底盤模塊化系統的構建，同時確保整個底盤產品的性能完整和關聯模塊的配合性。按照底盤的四大系統，先第一級分為動力傳動、行車控制、行駛系統、行車制動四個主要模塊和次要的承載、備用、拖拽功能模塊。再將四大主要模塊按第二級規劃出其應包含的內容，例如：動力傳動模塊由動力源、傳動裝置、冷卻、供油、供氣和排氣組合而成；行車控制包含離合、變速（含倒車）等控制功能；行駛系統由轉向控制和動力裝置組成；制動系統包含行車制動和駐車制動兩大功能。第三級劃分就是各個二級小模塊上的子功能的分配和組合。當然，這只是基礎的劃分，也可以根據訂單需要，對其進行新的組合或者添加新的功能模塊，適應性得以體現，例如：在制動系統中添加機械駐車模塊或電子感應模塊，或者在行駛系統中應用更高級的CDC等懸架控制系統等。

2.3 汽車底盤功能模塊接口的標準化

車型定位不同的汽車，其底盤系統的差異化設定也是重要體現，通過不同性能定義的模塊進行組合，能保證差異化模塊間可以實現快速組合和互換，其模塊組成的重要部分模塊接口進行規范化的統一是十分必要的。汽車企業在各系統部件的設計研發過程中，對典型功能的模塊產品及零件的設計經驗都有一定積累，形成有各自特點的設計知識工程庫，在技術規劃及產品型譜完善的情況下，工程師們可以通過整合優選最佳的結構類型和尺寸參數，設計出規范標準的典型的模塊接口，這不僅體現了模塊化產品中共享相同成熟的工程技術方案的具體措施，也能使企業開發的產品具有自己設計特點。

2.4 汽車底盤功能模塊的市場綜合

汽車底盤模塊體系建立完成后，對各個模塊進行設計，需要考慮到后期加工和安裝完成后，整個底盤產品的功能齊全，于是在設計階段，要對模塊系統功能進行綜合；另外，各個模塊的組配，要十分嚴謹可靠。在完成整個底盤產品成品之前，還需要對各個模塊進行質量檢查、功能完整性試驗，其中一個方法就是在綜合過程中進行檢驗，這樣可以清晰地了解該模塊在市場中能否有較高的適應性，并且在綜合過程中，發現問題并校對，改善模塊的功能，找準該模塊的正確優化方案。同時，綜合過程中，企業通過對市場訂單的分析調查，能夠實時了解行業需求和發展方向，及時反饋，對產品設計和技術加以改良，使得企業在發展中，依靠模塊化設計技術，在每一次重大變革中，都能夠運籌帷幄，最終每次都能很快設計出最能適應市場需求的新產品。

3 結語

中國的制造業正飛速發展，在效率即是金錢的時代，把模塊化設計技術引入到汽車制造業，對汽車底盤進行模塊化設計分析和應用，既能讓產品更好的適應多變的市場需求，加快了新產品的開發速度，還將企業的設計成本、產品制造周期都大幅減小，使汽車制造業在社會和經濟的發展潮流中，找準長久發展的方向，并在競爭中不斷對技術進行改善進步，成為制造業中的中流砥柱。

[1] 賈延林.模塊化設計[M].北京:機械工業出版社,1993.

[2] 陳旭,蘭孟飛,劉慶.汽車底盤模塊化分及產品結構模型的建立[J].重慶理工大學學報.2015(10).

[3] 鄧連超.汽車底盤的故障診斷分析[J].南方農機,2017,48（2）:67.

Research and Application of Modular Design Technology for Automobile Chassis

Wu Huqiang

（Guangzhou Automotive Group Co., Ltd. Automotive Engineering Research Institute, Guangzhou Fanyu 511434）

With the development and application of new energy in the automobile manufacturing industry is also increasingly widespread, diversified, multi-functional, conventional automotive design technology has been unable to meet the needs of the new era, the traditional technology needs a major evolution, change, in order to stand firm in the fierce competition in the manufacturing industry. This paper expounds the application of modular design method to research and analyze the design of automobile chassis products to promote the development of automobile manufacturing industry, and provides a reference for the application and development of modular design technology in automobile manufacturing industry.

car chassis; Modular design; Parts and components; Module interface

U462.1

A

1671-7988(2018)21-111-02

U462.1

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1671-7988(2018)21-111-02

吳虎強，就職于廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.039