【原】底盘设计全面介绍

启飞汽车设计01 2019-09-28

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启飞汽车设计在之前一篇文章中讲到：汽车是由多个现代装置和机构组成的。不型同号、不同类型及不同厂家生产的汽车其基本构造都是由车身、内外饰、发动机、底盘、电器设备和五大部分组成。

今天启飞汽车主要跟大家分享的是关于底盘的结构及底盘的开发流程，知识体系。

（一）底盘功能及结构

底盘的功用是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。它一般由4部份组成。

1.制动系统（行车制动+驻车制动+辅助制动）

2.行驶系统（车架+悬架+前后桥）

3.传动系统（离合器+变速器+传动轴+驱动桥）

4.转动系统（方向盘+转向机+传动杆系）

备注：底盘里面的每一个系统都是非常深入的，基本上从事的岗位也是其中的一个岗位。

底盘的功能能描述起来：

1.支承、安装发动机及其各部件，形成汽车的整体造型。

2.接受发动机动力，使车辆运动，保证正常行驶

1.1：行驶系统

支持全车并保证车辆正常行驶，包括车架、车桥、悬架及车轮。

1.2：制动系统

使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；

使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；

使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

1.3：传动系统

将发动机的动力传递给驱动车轮，包括离合器、变速器、传动轴、主减速器及差速器、半轴。

1.4 ：转动系统

使汽车按驾驶员选定的方向行驶。由转向操纵机构、转向器及转向传动装置组成。

分为动力转向式非动力转向式。

（二）底盘设计开发流程

底盘的设计相对来讲比较复杂的是悬架系统这一块，对于制动的选型较和分析其实还比较简单。所以接下来启飞汽车设计专门跟大家讲一讲悬架系统的一些设计流程。

使用CATIA 软件进行汽车底盘设计开发的核心是基于骨架模型与DMU 集成的TOP-DOWN 设计方法。自上而下（Top Down Design process）设计是与常规 Bottom Up 设计相对应的一种设计方式，此设计方法的中心思路是先整体规划，后细节设计。即在产品整体设计的初期，就定位于整个装配系统的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。

这种方法是从装配构成的最顶层开始，在一个骨架模型零件中来考虑和表达整个装配的各个部件的相互位置关系、作用和实现的功能等，集中捕捉产品的设计意图，自上而下的传递设计信息，从而更加有目的地进行后续的设计。骨架模型就是产品设计信息的载体，这个骨架模型的建立需要考虑到不同零件之间的参数关系与驱动关系，这些信息会用来作为后期详细模型设计的基础。由于在骨架模型设计阶段就考虑到了整体装配的相互关联信息，所以，很多设计上的缺陷与问题可以在整个设计的早期阶段得到及时发现和更正。设计后期发现的问题也可以通过修改骨架模型来实现后续相应零部件的自动更改工作。

这种设计思想现在有些汽车设计公司已得到广泛的使用，但是我们只提到了基于骨架模型的关联设计，而我们忽视了骨架模型的另外一个很重要的作用，即作为运动仿真，定义运动机构的一个基础模型。它的作用贯穿于整个汽车底盘的始终。

以骨架驱动为主要手段的Top/Down 设计将设计流程分为三个主要阶段：

（1）骨架模型设计阶段（设计前期验证）

骨架模型中可以定义整车的相关参数如：轴距、轮距、悬架的硬点、转向机的硬点、板簧的悬吊点、传动轴中间支撑点、发动机整车坐标的位置等。利用骨架模型可以进行参数化关联设计以外，还可以进行后桥跳动时，传动轴的长度的校核；板簧弧高随载荷变化时，减震器长度的校核；悬架参数的变化，对车轮跳动量的影响。

（2）零部件详细设计阶段（基于骨架的建模）

各子系统模型的建立：在基本的骨架模型建立完成以后，进行各个系统模型零件的建立。将需要设计的零件分为以下六类：基于知识工程的模板设计方法；专用件设计方法；通用件设计方法；标准件设计方法；对称件设计方法；外协件设计方法。

（3）装配验证阶段（模型装配与DMU 干涉检查）

3.1 静态、动态的干涉分析

设计工作量最大的是发动机系统，它包括了进气系统，排气系统，冷却系统，供油系统，油门操纵系统，悬置系统。所以，发动机系统的装配数模如图5，进行静态干涉是很有必要的。
3.2拆装模拟分析

（1）定义运动机构骨架模型
（2）创建运动机构（Mechanism）
（3）添加各运动副
（4）添加固定部件
（5）根据需要添加辅助模型
（6）仿真
（7）DressUP 实体模型到对应的骨架
（8）进行相关分析

（9）针对发动机系统附件，如发电机，空调压缩机、启动机等附件定义拆装路线，拆装顺序与动作，检查在拆装的过程是否有干涉情况发生
3.3 空间占位分析

可以快速得到一个系统，如发动机在设定距离范围之内的部件，如图8。对于大型装配，可以在不打开部件显示的情况下得到空间某范围内的部件组，这样便于进行大型装配的设计与分析，提高模型分析处理的速度。通过基于空间位置而进行的分组定义，有利于上下文关联设计的进行。

（三）底盘设计知识体系

A1：汽车底盘系统知识概述01

A2.1：整车设计开发流程

A2.2：底盘系统开发流程01