汽车底盘的模块化设计技术研究与应用

吴虎强



汽车底盘的模块化设计技术研究与应用

吴虎强

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州 番禺 511434）

随着新能源的开发运用在汽车制造业里也日益广泛，多元化、多功能化，常规的汽车设计技术已然不能很好的适应新时代需求，传统技术需要进行一次较大的进化、变革，才能在竞争激烈的制造业中站稳脚步。文章阐述了运用模块化设计方法，对汽车底盘产品设计进行研究分析，促进汽车制造业的发展，为模块化设计技术在汽车制造业中的运用发展提供一个参考。

汽车底盘；模块化设计；零部件；模块接口

1 汽车底盘模块化设计技术研究与应用的背景及意义

汽车底盘产品的研究设计一直都是一个复杂且庞大的工程，也是汽车制造业中的一大难题；整个底盘包含的零部件多，加上用在其上的技术也繁多且密集，使得整个底盘产品结构和布局十分冗杂，且安装以及技术要求又很严格，设计难度大。要做到有效减小开发设计的难度，缩短设计周期和研发成本，需要对汽车底盘产品利用模块化设计，将其复杂的结构和功能分成多个相对独立功能模块及具有差异化的系统部件模块库，这样相对于直接对结构繁杂、功能交叉的底盘系统进行设计，开发难度低很多。在对汽车底盘产品进行模块划分之后，直接利用产品组合的方式，就可以得到新的模块，这样，整个模块组成了一个通用平台，不但减小了底盘产品大大小小零部件的开发，企业生产效率得以提高；通过模块接口的标准化技术，将同种功能模块按照性能差异化方式建立成熟的产品模块库，快速优选相适应的指定模块，就可以快速构建有差异化性能特性的新底盘模块系统。新产品的研发设计、生产制造都可以通过模块化设计得以细化、简化。对于企业，新产品的设计到生产上市时间缩短，同时在这样的背景下，产品的质量提升得以保证，提高了汽车制造业在市场中的竞争力。

2 汽车底盘模块化设计技术研究与应用

2.1 汽车底盘的结构和主要功能

功能是产品的主要属性，产品的结构也是基于功能作用。汽车底盘作为连接车体和路面的关键系统，是路面与车体的重要传递路劲和承载系统，同时还要实现行驶、制动、转向等车辆控制功能，通过底盘各系统的功能构建和性能匹配，车辆才能按照驾驶者的意图得到精准控制。汽车底盘上装置的零部件可以按照功能不同大致分为四个部分组成，即：行驶系统、转向系统、传动系统和车辆制动系统。四个系统既各司其职，又紧密配合工作，完成设计者想要达到的最终目的。

2.2 汽车底盘功能模块化分析划分

对汽车底盘的功能及作用分析完成后，要对其进行模块化设计研究的前提是保证产品能发挥其独立的功能，鉴于此基础理论，将底盘功能合理的划分，再逐级划分成下级子部件模块，同时应充分考虑物流包装、生产制造，在功能划分的基础上结合结构划分，完善汽车底盘模块化系统的构建，同时确保整个底盘产品的性能完整和关联模块的配合性。按照底盘的四大系统，先第一级分为动力传动、行车控制、行驶系统、行车制动四个主要模块和次要的承载、备用、拖拽功能模块。再将四大主要模块按第二级规划出其应包含的内容，例如：动力传动模块由动力源、传动装置、冷却、供油、供气和排气组合而成；行车控制包含离合、变速（含倒车）等控制功能；行驶系统由转向控制和动力装置组成；制动系统包含行车制动和驻车制动两大功能。第三级划分就是各个二级小模块上的子功能的分配和组合。当然，这只是基础的划分，也可以根据订单需要，对其进行新的组合或者添加新的功能模块，适应性得以体现，例如：在制动系统中添加机械驻车模块或电子感应模块，或者在行驶系统中应用更高级的CDC等悬架控制系统等。

2.3 汽车底盘功能模块接口的标准化

车型定位不同的汽车，其底盘系统的差异化设定也是重要体现，通过不同性能定义的模块进行组合，能保证差异化模块间可以实现快速组合和互换，其模块组成的重要部分模块接口进行规范化的统一是十分必要的。汽车企业在各系统部件的设计研发过程中，对典型功能的模块产品及零件的设计经验都有一定积累，形成有各自特点的设计知识工程库，在技术规划及产品型谱完善的情况下，工程师们可以通过整合优选最佳的结构类型和尺寸参数，设计出规范标准的典型的模块接口，这不仅体现了模块化产品中共享相同成熟的工程技术方案的具体措施，也能使企业开发的产品具有自己设计特点。

2.4 汽车底盘功能模块的市场综合

汽车底盘模块体系建立完成后，对各个模块进行设计，需要考虑到后期加工和安装完成后，整个底盘产品的功能齐全，于是在设计阶段，要对模块系统功能进行综合；另外，各个模块的组配，要十分严谨可靠。在完成整个底盘产品成品之前，还需要对各个模块进行质量检查、功能完整性试验，其中一个方法就是在综合过程中进行检验，这样可以清晰地了解该模块在市场中能否有较高的适应性，并且在综合过程中，发现问题并校对，改善模块的功能，找准该模块的正确优化方案。同时，综合过程中，企业通过对市场订单的分析调查，能够实时了解行业需求和发展方向，及时反馈，对产品设计和技术加以改良，使得企业在发展中，依靠模块化设计技术，在每一次重大变革中，都能够运筹帷幄，最终每次都能很快设计出最能适应市场需求的新产品。

3 结语

中国的制造业正飞速发展，在效率即是金钱的时代，把模块化设计技术引入到汽车制造业，对汽车底盘进行模块化设计分析和应用，既能让产品更好的适应多变的市场需求，加快了新产品的开发速度，还将企业的设计成本、产品制造周期都大幅减小，使汽车制造业在社会和经济的发展潮流中，找准长久发展的方向，并在竞争中不断对技术进行改善进步，成为制造业中的中流砥柱。

[1] 贾延林.模块化设计[M].北京:机械工业出版社,1993.

[2] 陈旭,兰孟飞,刘庆.汽车底盘模块化分及产品结构模型的建立[J].重庆理工大学学报.2015(10).

[3] 邓连超.汽车底盘的故障诊断分析[J].南方农机,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

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1671-7988(2018)21-111-02

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吴虎强，就职于广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.039