新能源客車底盤設(shè)計(jì)趨勢(shì)分析

程漢東

江西博能上饒客車有限公司 江西省上饒市 334100

1 引言

就目前的社會(huì)發(fā)展來(lái)看，新能源客車是客車發(fā)展的方向，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)局部設(shè)計(jì)尤其重視，特別是在客車底盤的設(shè)計(jì)方案上，好的底盤能夠增加客車的性能，不僅僅推動(dòng)了客車行業(yè)又好又快發(fā)展，而且達(dá)到了最大化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。在設(shè)計(jì)新能源客車的過(guò)程中，采用了許多系統(tǒng)化整體化以及智能化的設(shè)計(jì)理念，在客車的底盤上有突出體現(xiàn)此設(shè)計(jì)理念，客車底盤的設(shè)計(jì)理念決定了對(duì)整輛車的方案的設(shè)計(jì)與執(zhí)行，它與相關(guān)的動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)造有著密不可分的關(guān)系，并且在客車的內(nèi)部使用空間與客車的外形設(shè)計(jì)有著一定的影響。由此可以看出，對(duì)于新能源客車的底盤設(shè)計(jì)才是最重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2 新能源客車的底盤設(shè)計(jì)

新能源客車底盤的設(shè)計(jì)是尤為重要的，客車的轉(zhuǎn)向，懸架以及制動(dòng)都是屬于客車底盤內(nèi)的系統(tǒng)，他們之間有著密不可分的聯(lián)系。通過(guò)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念來(lái)看，客車的舒適度、安全性能、操控性都是由底盤的系統(tǒng)決定的。通過(guò)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理念來(lái)看，底盤的系統(tǒng)要做到與車載能源的多樣化相適應(yīng)，并且底盤系統(tǒng)要與高度集成體系相符，特別要注意客車的內(nèi)部使用空間以及外部的造型，不受底盤設(shè)計(jì)的制約。目前，新能源客車由國(guó)內(nèi)的自主車型到國(guó)際的模范車型，由概念車到量產(chǎn)車，他們對(duì)于底盤的設(shè)計(jì)都趨于兩個(gè)方向在發(fā)展，一方面是在傳統(tǒng)車的設(shè)計(jì)理念上，按照社會(huì)需求做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另一方面則是打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)造出符合現(xiàn)代化社會(huì)要求，合理的設(shè)計(jì)理念。因此對(duì)于新能源客車的底盤設(shè)計(jì)需要更加深層的研究討論。

2.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

新能源客車想要得到更好的發(fā)展，就要與時(shí)俱進(jìn)不斷地改善客車的底盤，設(shè)計(jì)目前形勢(shì)來(lái)看，我國(guó)在新能源客車的設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)理念上是比較被動(dòng)的形式，想要發(fā)展，就要打破這種被動(dòng)的形式，實(shí)時(shí)關(guān)注社會(huì)需求的變動(dòng)，并在設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行相應(yīng)的整改。它的主要特點(diǎn)就是不斷地完善客車底盤的設(shè)計(jì)，但這樣既費(fèi)時(shí)間，又費(fèi)成本。而創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)則是從整體出發(fā)規(guī)劃客車底盤的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的客車底盤。在設(shè)計(jì)的最初時(shí)期，出現(xiàn)了叫“滑板式底盤”的設(shè)計(jì)理念，它推翻了傳統(tǒng)的底盤設(shè)計(jì)理念。在這種設(shè)計(jì)理念中，僅僅是具有擁有一個(gè)通向客車車身的電氣連接。伴隨著線傳操控技術(shù)的引進(jìn)，客車的底盤系統(tǒng)則在不斷創(chuàng)新，這一系列的系統(tǒng)不再繼續(xù)使用傳統(tǒng)的機(jī)械形式，而是改變?yōu)殡娮涌刂?。所以這個(gè)新的方案的實(shí)施，會(huì)使得客車的前后空間發(fā)生一些變化，因此為了實(shí)現(xiàn)新能源客車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，就要完全消除原始的設(shè)計(jì)思路，將整體優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)做核心，設(shè)計(jì)出與現(xiàn)代化需求相符合的設(shè)計(jì)理念。新能源客車底盤的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，創(chuàng)新了整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)客車整體性能的有效提高。

2.2 TRIP鋼在客車底盤設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

通過(guò)目前我國(guó)生產(chǎn)的客車來(lái)看，我國(guó)對(duì)于高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用空間有限，在轎車中也只有切諾基車等極少數(shù)的型號(hào)使用了高強(qiáng)鋼用于車身部件，幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)將高強(qiáng)鋼用在客車底盤的情況。不過(guò)TRIP鋼擁有著高強(qiáng)度和高塑形的特點(diǎn)，選用新型的TRIP鋼，將其用在客車上，做成底盤加強(qiáng)器，可以充分的發(fā)揮他的特點(diǎn)，使客車能夠輕量化并且降低耗油，減少了客車的排放，做到“減重節(jié)能”等問(wèn)題。由此可以看出合理利用TRIP鋼，在客車底盤的設(shè)計(jì)中能夠改善車的安全性能，并提升車的性能等級(jí)。使客車行業(yè)能夠更好的發(fā)現(xiàn)利于底盤開發(fā)的材料，減少成本，使底盤的設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)想的效果。

2.3 三聚磷酸鋁在客車底盤設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于客車底盤的設(shè)計(jì)，要求是非常嚴(yán)格的，在給底盤涂料時(shí)，尤其重視底盤的用漆問(wèn)題，因?yàn)椋蛙囋谛旭偟倪^(guò)程中底盤容易受到腐蝕等問(wèn)題。有些制造客車的工廠，他們制造的客車發(fā)動(dòng)機(jī)漆用了一些鉛系的防止腐蝕的材料，這些材料是具有大量的危害性的，并且防腐蝕的性能比較差，使其在儲(chǔ)存的過(guò)程中不具有穩(wěn)定性。因此應(yīng)在此過(guò)程中會(huì)使用三聚磷酸鋁來(lái)當(dāng)做給底盤涂漆的材料，因?yàn)槿哿姿徜X在儲(chǔ)藏過(guò)程中有較好的穩(wěn)定性，并且防腐蝕效果較強(qiáng)，有利于維持客車底盤的物理性質(zhì)，做到新能源客車與之前客車本質(zhì)上的區(qū)別，也通過(guò)新能源底盤涂料的可靠的材料，提升了客車的性能。因此想要將新能源客車發(fā)展好，就要將其取決定作用的底盤部分加強(qiáng)保護(hù)與重視，在制造客車底盤的設(shè)計(jì)當(dāng)中推行對(duì)三聚磷酸鋁的使用。

3 新能源客車底盤設(shè)計(jì)的改制

對(duì)于新能源客車底盤設(shè)計(jì)的改制體現(xiàn)在了三個(gè)方面，第一個(gè)方面是在客車底盤的設(shè)計(jì)過(guò)程中，沿用原來(lái)的底盤設(shè)計(jì)構(gòu)架等，并且客車底盤的系統(tǒng)保持不變。第二個(gè)方面是將影響客車底盤系統(tǒng)的部分傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)取消。全新的客車動(dòng)力系統(tǒng)將會(huì)取代原有的發(fā)動(dòng)機(jī)，從而又取代了原有客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，因此新能源客車必須在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)上對(duì)于客車底盤上的系統(tǒng)加以整改，由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)提供制動(dòng)真空源或氣源，因此想要提供充足的真空源或氣源，底盤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中就必須要設(shè)計(jì)增加一個(gè)電動(dòng)的真空泵或電動(dòng)打氣泵，而且管路等之間相關(guān)的零件也要加以整改，由于在新能源客車的設(shè)計(jì)過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被撤銷，傳統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵不能夠再繼續(xù)使用，因此，在客車底盤設(shè)計(jì)中必須要設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)代化社會(huì)需求的轉(zhuǎn)向動(dòng)力源，與底盤設(shè)計(jì)中相關(guān)的管道零部件也要做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，新的動(dòng)力系統(tǒng)的相應(yīng)的減速器接口并不符合原車的減速器接口，就必須要再一次的計(jì)算客車的質(zhì)量以及載荷匹配，從而判斷傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)的安全性與可靠性，如若發(fā)現(xiàn)缺乏了安全性與可靠性，那就要對(duì)懸架系統(tǒng)加以調(diào)整。所以要根據(jù)輸入的新的信息開展修改工作。在改制的過(guò)程中，主要原則是盡量沿用原有的客車底盤根據(jù)社會(huì)的實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼?，不僅僅降低開發(fā)的難度，而且降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)的周期，又能夠使用傳統(tǒng)客車設(shè)計(jì)平臺(tái)客車零件。

3.1 承載式車身

所謂的承載式車身是在大多數(shù)轎車的設(shè)計(jì)當(dāng)中廣泛使用的，承載式車身不具有車架，車身就作為發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤各總成的安裝基體。因此大部分新能源客車仍然繼續(xù)采用該設(shè)計(jì)思路，于是，在新能源客車的底盤設(shè)計(jì)當(dāng)中保留了這個(gè)構(gòu)架的特點(diǎn)，副車架沒(méi)有承擔(dān)車身質(zhì)量的功能，在這類結(jié)構(gòu)中，就需要進(jìn)行大量的CAE分析，來(lái)開展車身的懸置設(shè)計(jì)工作，這對(duì)車身的量化是不利的，因?yàn)?，如果布置空間不夠規(guī)范，則會(huì)使總體布局設(shè)計(jì)工作十分困難。這種結(jié)構(gòu)底部縱向和橫向構(gòu)件一般可采用薄板來(lái)制造，一般用在大客車上，達(dá)到底盤與車身更好的結(jié)合。

3.2 非承載式車身

在運(yùn)用此類車身設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)，不需要投入太多的人力、物力等。因?yàn)檫@類的客車底盤具有大梁，能夠形成較大的框架，擁有一定的承重能力，能夠?qū)?dòng)力系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)移到底盤的框架里，所以可以在客車底盤的設(shè)計(jì)初期對(duì)部件進(jìn)行相應(yīng)的整理和規(guī)劃以及集中布置，，不僅僅是降低了整體的布置難度，也使車身的質(zhì)量與中心得以以減輕，根據(jù)早期的客車生產(chǎn)的chevrlet Volt使用的就是這類結(jié)構(gòu)的底盤。這類底盤也社會(huì)上是極具受歡迎的。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本篇文章所述，可以發(fā)現(xiàn)，客車底盤是客車的重要組成部分，也是在研發(fā)的過(guò)程中起著決定性作用的部分，它的質(zhì)量會(huì)直接影響到客車的整體性能，決定著客車的安全性能等。新能源客車的底盤設(shè)計(jì)將會(huì)根據(jù)此類結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，新的底盤的性能優(yōu)化也會(huì)不斷的提高經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，并且文章中所闡述的客車底盤創(chuàng)新設(shè)計(jì)的成本低周期短等相關(guān)問(wèn)題，則會(huì)變成未來(lái)客車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在研發(fā)設(shè)計(jì)客車底盤的過(guò)程中參與研發(fā)的團(tuán)隊(duì)與科技手段成為了決定性因素，我們要重視科技，還懂得掌握并運(yùn)用設(shè)計(jì)客車底盤的相應(yīng)技術(shù)，并且在客車的底盤設(shè)計(jì)中綜合多種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用改進(jìn)新能源客車底盤的設(shè)計(jì)理念與思路，在提高客車到的性能，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期等方面貢獻(xiàn)巨大的力量。