乘用车的整车与性能特征

乘用车的整车与性能特征

黄正

东风柳州汽车有限公司广西柳州545000

摘要：顾客在购买乘用车时，首先关注的是汽车的外形是否好看时尚或沉稳庄重，然后才是汽车的其他性能。而整车姿态设定合适与否直接影响到整体造型的协调美观性，是造型设计中非常重要的元素；同时整车姿态与汽车通过性、操纵稳定性、上下车方便性等都有直接的关系。因此，合理的整车不仅使汽车具有耐看的外型，同时让汽车具有良好的性能。本文分析了乘用车的整车与性能特征相关内容。

关键词：乘用车；整车；性能特征

为保证量产车辆整车姿态满足设定要求，需要在整车设计各阶段对姿态进行实时监控，在祼车验证阶段通常检测某底盘件的离地高度，而后期样车验证阶段和量产阶段。若整车不达标，通常需要对其相关影响因素进行逐个分析，如弹簧刚度、自由长度、轮胎气压、轮胎尺寸参数、轴荷、车身底盘件的制造装配误差等是否满足设计要求，对不满足要求的项目进行改善修正，使得整车满足设计要求。

一、地面线的设定流程

在概念设计阶段，根据初定的悬架偏频、前后轴荷、半载状态轮心坐标值及初步的悬架运动学模型推算其他质量状态的轮心坐标值，并根据试验数据“轮胎负荷—轮胎半径关系图”插值求得轮胎半径后，即可编制V1版整车地面线，如图1所示。V1版地面线是造型设计、总布置初步方案制定、人机参数设定、法规分析等设计工作的必须输入，同时在产品数据设计过程中，由于各种设计约束条件的限制，如最小离地间隙要求、悬架行程要求、轮胎包络周边间隙要求、悬架性能要求限制、零部件沿用策略限制等，反过来要求地面线进行修改和优化。在样车验证阶段，对整车底盘性能进行调教，对整车操纵稳定性、平顺性、底盘噪声等性能进行主观评价，通过调整悬架刚度、减震器阻尼、横向稳定杆粗细等参数，使得各项性能综合评价达到最佳匹配状态。一般来说，对于某一款车型来说，不同配置通常搭载不同的发动机、变速箱等件，其整车重量及前后轴荷也有偏差，若不同配置车型的轴荷偏差量大于50kg时，应设定两组自由长度不同的弹簧，确保高低配置车型具有相同的整车姿态。

二、轮眉间隙设计

轮眉间隙是整车造型中非常重要的设计元素，合理的轮眉间隙不仅需匹配整车造型特征，同时需要确保轮胎包络和轮眉间隙有足够的安全空间。轮眉间隙设计一般是指整备状态下轮胎和轮眉之间垂向距离的设定。对轿车和城市SUV车型来说，轮眉间隙的设定原则上是在满足轮胎包络周边间隙要求的情况下，尽量减小轮眉间隙值；对偏向越野性能的SUV车型，轮眉间隙一般为了凸显越野风格，有意增加轮眉间隙。考虑到整备状态到半载状态或满载状态时，后轮向上的跳动量大于前轮，故整备状态后轮眉间隙要稍大于前轮。

三、整车与车身结构参数

两厢式轿车与三厢轿车在长宽上的规律性差别一目了然，一般说来旅行车是三厢式轿车的变型车。乘用车的车型类别基本体现在车身外形上，将整车的允许总质量在整车的俯视投影面上进行平均知，由于SUV的车身高大及客货两用车的载货质量大等原因，SUV和客货两用车是乘用车中承载最大的两种车型，再加上SUV具有一定的越野性，因此开发中在强度与耐久性方面比其它乘用车要求更为苛刻。油箱容积应保证一次续驶里程不低于某个特定值，有资料推荐公路上行驶的车辆一次续驶里程不低于400km，因此油箱容积大小一般推荐为：小型车油箱容积为40L，中型车油箱容积为55～60L，中型车以上油箱容积为60～80L。行李箱容积是用户关心的内容之一。对于前置发动机的车辆，前厢是发动机舱，中厢是乘员厢，后厢是行李箱，通常在后悬架（后驱式或全驱式传动还有后减速器、后驱动轴）、消声器、油箱和备胎舱之上形成行李箱的空间。对于小型轿车，尤其是舱背式轿车，其没有单独隔开的行李箱，后座与后背门之间为行李箱空间。在两厢车、旅行车、SUV和小客车中，通常行李箱与乘员厢是相通的，乘员少时，可通过座椅的放倒或折叠来实现更大的行李箱空间。两厢式轿车、旅行车、SUV和小客车放倒座椅后的行李空间变化。目前，有些三厢式轿车也取消了中后隔板，通过座椅靠背的放倒，可使装物空间变大。

四、整车性能

1.加速时间。按照生产厂家公布的产品技术数据进行统计的整车加速时间。V类（含微型面包车+MPV）车型的加速时间不随车长变化，加速时间基本在10～15s之间；跑车的加速时间最短，多在5s左右；随着车辆长度的增加，轿车加速时间有减少的趋势，其主要原因是国外的高级车以追求动力性为主，而安装了大排量的发动机，这与全球的环保要求相悖。

2.最高车速。对于乘用车，一般指半载的条件下，出于安全及轮胎级别等方面的考虑，除跑车和个别三厢轿车外，多数轿车最高车速设在250km/h以下。各国高速公路的限速有差别，中国高速路限速值低，且全球在提倡节能，不宜设计速度太高，因此，中国的高级轿车设计最高车速不超210km/h为宜。

3.挡位变化的影响研究。依据降低挡位车速差距的变化，可总结出变速器换挡的规律，通常来说换挡规律分为收敛型、组合型、等延迟型和发散型。当换挡规律是发散型时，油门信号增加，换挡延迟也会增大。当油门较小时，换挡延迟也小，这有利于急性高挡切入，而且耗油量低。而当油门偏大时，换挡延迟也会增大，对减少换挡次数比较有利。

4.CO2排放汽车通过发动机燃油燃烧产生动力的同时，也产生了CO2（温室效应气体）。从图2中可以看出，车型越大（发动机排量大），CO2排放量越大。

整车设计时需要综合考虑造型的协调美观性、零部件通用性、最小离地间隙、悬架性能等各方面因素，其主要的设计工作体现在地面线的设定上。本文根据乘用车实际开发经验，总结归纳了一套系统全面的整车设定流方法。

参考文献：

[1]于峰,卢伟.金属带式无级变速传动系统综合控制策略的研究[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2015(03).

[2]王望予.汽车设计［M］.北京：机械工业出版社，2015.

[3]黄英豪，黎兆宇.汽车坐标系和车身姿态角的确定方法［J］.装备制造技术，2014（10）：113-115.