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整车性能对标方法及应用

2020-08-18 21:10:35·  来源:智数汽车大数据  作者:陈锦霞(同济大学)  
 
摘 要:整车性能目标对汽车性能好坏有决定性影响,性能目标要以竞品的性能为基础进行设定。文章阐述了对标分析在整车性能目标制定中的应用方法。介绍了底盘系统性能目标设定的对标流程,并用制动效能为案例进行详细说明,以此案例启示基于对标的整车性能目标设定方法。
 
关键词:对标;竞品车;整车性能;制动效能
 
前 言:整车性能是影响顾客购买意愿的重要指标,根据产品定位的不同,需要满足不同水平的性能要求。主要包括动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、噪声与振动性能、安全性能等。在整车性能目标制定过程中,需要对竞品车进行试验、测算及评价,积累竞品车性能数据,指导设定整车性能目标。
 
1、整车性能对标方法
整车性能来源于客户的感受,更是体现客户的需求,整车产品主要包括以下十六大性能,安全性、耐久性、NVH、操控性、换档性能、制动性、燃油经济性、动力性、整车质量、电器性能、功能、空调性能、人机工程、冷却性、排放性能、安全防盗、温度场等。在整车开发的初期,需要制定性能指标规范,用以指导性能开发。
 
整车性能指标规范中包含整车性能目标,性能目标是基于竞品车型的性能表现来进行设定的,主要通过采用主客观评价方法来获取标杆车型的性能参数和性能表现,结合零部件试验值、工程数据库或经验参考值以及系统与整体的关系来进行整车性能目标的设定及分解。
 
整车性能目标设定来源于多个方面,整车性能目标设定要从用户需求和竞品车这两个方面进行考虑。要考虑用户的不同需求,避免用户的痛点,才能使产品有很好的市场回馈。竞品车型也是要关注的,任何一款优秀畅销车型一定是在某些性能上有强项,所以要学习竞品的优势。
 
2、底盘系统性能目标设定的对标流程
底盘系统大致的性能对标方法大致如下,参考竞品车型,对欲优化汽车的底盘进行目标设定与分解,通过对竞争车型采用试验、模拟分析等方法进行性能参数的采集和分析,并借助企业自身的数据库确定出整车的性能目标[2]。底盘性能目标的设定思路如下:
 
(1)根据市场反应和客户需求确认优秀的性能特性,再去选择能够满足此性能特性的对标车型。通过对竞品车性能的分析,确定或修正项目性能目标,用以提升产品的竞争力。
(2)对选定的对标车型利用有经验的主观评价师在相同的场景、路面,用相同的测试方法,进行整车操纵稳定性、动力性、制动性等性能测试与评价。
(3)对悬架、转向、制动、驱动等总成性能进行测试与评价,利用试验设备测试关键参数,为性能目标设定提供参考依据。
(4)使用汽车关键特性测量数值去指导创建整车目标,通过后续的试验、拆解分析进一步剖析,解决评价过程中产生的疑问[4]。图1所示为底盘系统性能对标流程。
图1 底盘主客观评价及对标流程
 
3、 制动效能对标方法及应用
制动效能是指汽车迅速减速直至停车的能力,在良好路面上,汽车以一定的初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度,都是制动性能最基本的评价指标。常用制动减速度和制动距离来评价汽车的制动效能[5]。制动距离指从驾驶员踩着制动踏板开始到完全停车为止汽车所驶过的距离[6]。一般用汽车从100km/h开始制动到汽车完全停止的距离来表示[7]。制动距离是指驾驶员踩下制动踏板产生作用至汽车完全停止时,轮胎在路面上出现明显的拖印的距离。制动距离的长短与行驶的速度、制动力、附着系数有关[8]。行驶速度越高,制动距离越长,行驶速度与制动距离的平方成正比。
制动效能对标方法可以参考如下步骤:
 
3.1 制动效能市场反馈
制动效能与发动机排量及整车重量也有相关性,高尔夫2.0T车型具有与本品类似的尺寸、重量及动力性能。并且在市场反馈和客户评价当中,高尔夫的制动效能一直都是以标杆的身份出现,经过多代产品的更新迭代,高尔夫仍是这个级别车型的翘楚。因此,本品将以高尔夫2018款2.0T车型作为制动效能的竞品车型。
 
3.2 制动工况主观评价
由于制动效能的评价指标是制动减速度及制动距离,这两项指标只能通过客观数据的采集获得,无法通过主观评价获得。但可以针对高尔夫制动工况进行相应的主观评价,后期可以对本品制动性能主观感受提供评价参考。
主观评价需要多辆车同时进行评价才可以明显的感受出主观差异,因此,选定与高尔夫同级别的昂克赛拉、骐达、英朗,用这四台车同时展开评价。利用有经验的主观评价师在相同的场景、路面,用相同的测试方法,进行制动工况的主观评价。主观评价的评分标准如表1所示,四款竞品车型的评价项目及评价得分如表2所示。
 
表1 主观评价评分标准
表2 制动工况主观评价表
 
 
高尔夫的制动调节性、制动响应很好,整个踏板制动力的释放都非常线性,制动力适中。车身姿态维持的很不错,尾部只有轻微的翘起现象。
 
制动工况下的四辆竞品车的表现各有突出点,其中高于4分的评价项目,可将相应的测试数据作为新车型的开发目标或用于车型评价验证的竞品项目。图2所示为制动工况主观评价雷达图,可以直观的看到不同项目的表现情况。
图2 制动工况主观评价雷达图
 
3.3 制动效能客观测量及计算
制动效能测试的车辆需要是新出厂的车辆,轮胎与摩擦片不能有过度使用的经历,需要在干燥的直线高附路面上进行试验。制动距离的测试方法是计算从驾驶员踩到制动踏板的那一刻开始直到车子完全停下来所行驶的距离。测试依据ISO 21994 乘用车防抱死系统直线制动距离试验方法进行展开。
 
测试方法:
(1)速度:100 km/h降至0 km/h;
(2)制动前刹车盘初始温度:小于150度;
(3)变速箱档位:N档。
图3所示为制动距离试验中随时间推移的车辆速度、阻力和行驶距离。
图3 制动距离试验结果
 
制动过程中平均减速的计算方法如下:
 (1)
 
t1是从开始踩下制动踏板的时间(踩下踏板力量≥10N)。
tf指的是车速降至5 km/h的时间。
Va代表当车辆纵向速度为100±2 km/h时,踩下制动踏板时的实际车速。
Sa是指t1到tf这段时间内的车辆纵向行驶实测距离。
然后再通过平均减速度Aa去计算准确的直线制动距离,公式如下:
 (2)
 
Vnorm是指开始测试时的名义速度;
Snorm(100)是指标准测算制动距离;
某汽车综合评测网站测试了915款车辆刹车成绩,由此数据制定了汽车刹车性能划分标准。100-0km/h刹车距离,小于等于39米为优秀、大于39米、小于等于44米为合格、大于44米为差。按照以上测试方法进行测试和计算,高尔夫2018款2.0T车型的测算制动距离为37.26m,已经达到了优秀的级别。
 
3.4 制动性能整车目标的设定
根据市场反馈及客户需求已经确定了要以高尔夫作为制动效能竞品车型。通过对该竞品车进行制动工况主观评价及制动距离的测试了解到,该竞品车的制动距离为37.26m,已经达到了优秀级别,考虑到本品的技术能力与高尔夫还有一定差距,将本品的制动距离目标设定两个标准,37.26m为挑战目标,39m为强制目标,在达到强制目标的前提下,向挑战目标靠拢。本品需要分别参考主观评价中各项指标得分大于4分的项目,需要通过技术角度挖掘得分高的原因,并在本品中应用,后期路试阶段对以上关注性能进行对标验证。
 
4、结论
对标分析作为获取竞品信息的一种方法,在汽车研发领域,是积累开发经验和数据的快捷方法,为汽车企业提供了一种可以超越对手的工作模式。
分析合适的竞品车,利用对标手段去指导设定整车性能目标及参数,可以使目标设定更合理、更容易实现,也有更大的机会超越对手。因此,在整车性能目标及参数设定的过程中,不能脱离对标工作,要将对标方法运用到整车全部性能目标的设定当中。
来源:期刊《汽车实用技术》,作者:陈锦霞(同济大学)
 
 
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