汽车底盘的模块化设计技术研究与应用的思考

古红晓 鲁秀伟 赵建书 张维维

奇瑞商用车（安徽）有限公司 安徽省芜湖市 241000

1 引言

理论上，模块化设计当中，需要以功能分析为基础，以需求作为导向，之后结合功能得出对应的模块，再将各模块相互调换、变形，最终即可得到合格的产品。在汽车底盘设计工作当中，因为底盘是承载汽车大部分功能的重要组件，所以其中包含了大量的功能模块，由此可见，模块化设计满足汽车底盘设计的需求，因此该方法也被广泛以应用到汽车底盘设计当中。模块化五化设计当中，可以采用一些“代号”来代表某些零件，例如某实例公司，就采用了CMAN作为各类零件的代号，即C-沿用件；M-修改沿用件；A-通用新开发件；N-单一使用新开发件。

2 底盘功能模块

2.1 底盘结构与整体功能

在本质上，汽车底盘是承载车身在任何条件下带来的应力、行驶过程动力的重要组件，同时也是安置、承载汽车内部机件设备的重要平台，例如发动机、电气、转向系统等，在此基础上足以说明底盘对于汽车的重要性[1]。本文为了了解汽车底盘的结构，将选择某实例汽车底盘结构进行分析。

传动系统功能模块、汽车形式系统功能模块、转向系统功能模块、制动系统功能模块、车架功能模块，各功能模块分析如下。

（1）传动系统功能模块。主要功能在于将发动机所产生的动力传输至驱动轮，该模块主要由：半轴、变速器、传动轴、主减速器、差速器组成。

（2）汽车形式系统功能模块。主要功能在于承载车辆本身重量、行驶时各类应力。汽车在行驶过程当中，因为路面状况的不同会产生形态各异的应力，例如震荡力等，如果汽车形式系统功能模块表现良好，即可保障汽车在各类应力条件下依旧保持稳定。汽车形式系统功能模块主要由：车身、悬架、后车轮系统等组成。

（3）转向系统功能模块。主要功能在于控制汽车的方向，具体来说即驾驶人员通过方向盘的操控，使转向系统发生连带反应，最终实现装箱。转向系统功能模块主要有方向盘、杆件、传统机构、转向器组成。

（4）制动系统功能模块。主要功能在于控制汽车的动力大小，依照驾驶人员的需求，车辆需要具备随时减速、加速的功能，以此能够满足驾驶人员需求以及安全行车原则。制动系统功能模块主要由制动器、控制装置、传动装置等组成。

（5）车架功能模块。主要承载车身重量以及行驶时的各类应力，与汽车的使用年限有直接联系。

2.2 汽车底盘模块编码

在模块设计当中必须应用到成组技术，此项技术主要先分析汽车各零件的相似性，在依照相应的规程将其分为不同组，最终再分析组之间的联系，将组与组之间相互连接即可。在成组技术的应用当中，因为汽车底盘的功能模块较多，同时具备大量的参数数据，因此为了能够准确区分功能模块与各类参数数据，有必要采用编码数据来标识模块与参数，通过编码技术的应用，可以有效降低汽车底盘生产时间，同时有利于成本的管控，因此具有良好的应用价值[2]。目前大多数的编码技术，都源于VUOSO系统，通过相关的演变得出独特的编码体系，应用当中一般会使用0~9数字来表示零件材料、大小以及两项参数的数据等级，例如材料硬度等，由此可见编码技术的应用并不复杂，是一种简便使用的技术[3]。

3 实例汽车底盘模块化设计应用分析

3.1 实例汽车底盘产品总功能模型

本文为了确保研究的实际性，选择了实例汽车底盘产品作为研究基础，结合上述的研究思路，将参考实例汽车底盘的产品总功能构建相应的模型，具体如图1所示。

3.2 总功能分解

结合图1的总功能结构图进行分析，得出以下4类模块：

（1）动力传动模块。主要包括供油系统、冷却系统、发动机、传动轴等组件，在这些组件的应用之下，实现动力产生、动力传输，最终达到制动目的。

（2）车架模块。结合上述（5、车架功能模块）分析了解到了该模块的功能，介于实例此部分功能与上述基本相似，所以不多加赘述，主要针对不同点来进行分析。实例车架模块还需要体现出性能优势，结语现代汽车市场竞争激烈，底盘车架模块将决定汽车行驶时的平稳性、舒适性等等，而要实现此目的，需要通过模块参数调整工作，此项工作将在下文进行分析。

（3）行车控制模块。行车控制模块包含了动力传动模块以及上述转向系统功能模块，是实现车辆动力控制、行车方向控制的重要模块。实例设计当中，主要采用了变速操控系统、离合控制系统等来组成模块，设计当中需要在满足设计需求的基础上，避免与其他零件部位的接触，因为如果接触容易提高行车危险性，那么为了实现相互之间的不接触连接，实例设计采用了过渡支架来实现目的。

（4）行驶模块。主要是指底盘悬架，此部分决定了汽车质量以及性能水平，实例当中主要选择了钢板弹簧悬架作为底盘悬架。

3.3 实例底盘设计编码应用

实例设计当中，首先统计了自身设计内的所有零件，在针对各类零件进行编码、储存，编码体系当中，因为实例对设计工作有着特殊要求，所以将在VUOSO系统上进行了独创编码。具体来说，通过数字0~n来代表所有零件，数字决定于上述分模块的编码以及工艺顺序，例如模块编码为A~D，例如在A（动力传动模块）当中，包含了13个零件，那么该模块当中所有的零件编码为A1，A2…A13，其他模块当中也是一样，这种模块相较于其他编码体系相对简单，但是已经能够满足实例该阶段的设计工作需求。

图1 汽车车身系统CAN总线结构图

其次，针对各模块以及零件的数据参数进行编码操作，数据参数编码主要以上述A1，A2…A13为框架，分析各类零件、组件的属性种类，例如发动机动的属性种类包括动能生产、动能传输两个部分，再依照层次分析法确认两个属性之间的权重，依照权重等级来区分两个属性的等级，用（1）来代替，最终结果为A1（1）：具体数值；A1（2）：具体数值。

4 结语

本文主要分析了汽车底盘的模块化设计技术应用，分析当中，先结合理论阐述了底盘功能模块，具体内容包括底盘结构与整体功能、汽车底盘模块编码，通过这两个部分的分析，得知在模块化设计当中，需要对底盘结构与整体功能进行编码，再通过成组技术来实现设计。其次结合实例，对实例汽车底盘模块化设计应用进行分析，了解了模块化设计的优势。