1.5 本书的覆盖范围与结构
本书共分为8章,内容编排试图将车辆动力学和底盘前期开发、后期调校融为一体,讨论在乘用车开发过程中需要掌握的基础理论和车辆关键性能,帮助工程师学习和理解产品开发中需要考虑的关键因素、解决问题的思路、主要工具和研发节点的主要交付物等。
第1章介绍底盘与车辆动力学发展简史及发展趋势。车辆动力学是一门从底盘的研发实践中诞生的实用学科,与用户体验和品牌形象关系密切,在智能驾驶时代仍将发挥重要作用。
第2章讨论车辆动力学性能与整车架构参数的关系,整车集成的考虑要素,最后讨论以满足用户需求多样化和零部件通用性为目标的模块化平台架构概念与平台拓展策略等。
第3章首先介绍悬架系统的功能、发展历史和具体构造,然后从车轮定位角和转向轴几何开始,逐步介绍悬架几何特性和悬架柔度变形特性等影响车辆动力学的悬架系统设计要素,随后主要介绍悬架运动学和弹性运动学试验。这一章是悬架前期概念设计的主要内容,悬架的硬点和柔性件特性定义是概念设计的主要交付物。
第4章介绍车辆动力学与轮胎力学性能的关系。轮胎在横向、纵向和垂向三个方面都对车辆动力学性能有至关重要的影响。轮胎本身结构和特性很复杂,有多个方面的技术要求。本章只介绍与悬架和转向系统设计相关且直接影响车辆动力学的部分。
第5章详细论述车辆稳定性及其控制,包括横摆稳定性和侧翻稳定性,以及基于制动系统的车辆稳定性主动控制。车辆稳定性和操纵性研究所用的核心动力学原理相同,但关注点不同,本章聚焦于车辆稳定性。
第6章讨论车辆操纵性及转向系统的开发。车辆操纵性受转向系统的影响很大,但优秀的底盘动力学性能是优秀操纵性能的基础。可以说,车辆稳定性理论以车辆为主体,而车辆操纵性以驾驶员为主体,转向系统的开发和调校都是为了提升驾驶员的驾驶体验。
第7章以很大篇幅讨论行驶平顺性,除常见的垂向和俯仰方面的理论及调校原理外,这部分内容涵盖了很多产品开发中遇到的其他行驶平顺性问题,如平滑路面上的抖动、整车侧向响应机理、人-椅系统动力学的影响等。只有在开发前期规避这些问题,才能提高产品力和用户体验。同时,主动和半主动悬架原理也在该章进行讨论。
第8章将车辆动力学性能开发放到整车开发流程中,具体介绍每一个关键开发节点的车辆动力学相关交付物,所用开发工具等,最后以整车客观试验和整车动态性能的主观评价报告作为车辆动力学性能开发结束的交付物。