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雪佛兰科技体验日 你所不知道的汽车工程

一猫汽车网 2016-04-01 00:32:17 图片作者:韦波

       博通、甘迪尼、乔治亚罗……对于这些鼎鼎大名的汽车设计师,资深一点的车迷或许耳熟能详。在我们的眼中,成功的汽车设计师们西装革履,妙笔生花,想象力天马行空,在镜头前谈笑风生——总而言之,这是一份很有前途的牛逼职业。那么,著名的汽车工程师你又知道多少?迄今为止,我说得上名字的汽车工程师只有一个,那就是巴恩伊。大多数时候,汽车工程师都是隐藏在幕后的英雄,他们的工作也更少为人所知。很多人想当然认为汽车工程师是汽车设计师的绿叶,他们二者之间的关系亲密无间,密不可分,然而事实上“密不可分”是肯定的,但“亲密无间”却是谈不上的。更多时候,他们在一起的时候是这样的……


汽车设计师:欧卖糕的!你这么一改,就磨灭了我的设计美感,让我的设计趋于平庸……


汽车工程师:滚犊子!老衲掐指一算就发现你的设计过不了验证,漂亮能当饭吃?拿回去重做!


       于是,在吵吵闹闹,在各种妥协、撕逼、修改和技术攻关的过程中,车子就造出来了。好了,今天我们就来谈一谈你所不知道的汽车工程。


大多数时候,你觉得汽车工程师是这样的……

       1985年以前,如果想要开发一个全新的工程结构,首先是工程师根据自己的经验设计并制造出一个样本,然后再根据自己的经验安排实验,以验证该结构是否符合开发要求。这种实验往往需要进行多次,在不断的校正中逐渐完善。工程师的经验成为那个时候工程验证环节中最重要因素,如果遇上老天不开眼,或者是某个细节没有考虑到,实验往往会失败很多次,拆东墙补西墙,鱼与熊掌不可兼得的尴尬时常遇到,如此不但费力费神,而且费时费钱。对于那个时候的汽车工程师而言,卷尺、铅笔以及记事本就是随身三件宝。


实际上,现在的汽车工程师是这样的……

       现在的工程师则相对轻松很多,基于计算机辅助设计程序的应用普及,所有的结构设计开发工作可以在计算机上完成,并通过CAE程序模拟和预测动态碰撞效果,等到所有的设计缺陷被弥补之后,工程师才会制造样本进行实际测试,这种测试只是为了验证CAE拓扑模型的合理性而已。以前为了设计出一套合理的结构,工程师可能会制造若干套样本,进行若干次实验,而现在的设计都在计算机上完成并进行相关虚拟测试,每个设计只有通过全部虚拟测试之后,才会制造样本进行最终实际测试,如此一来测试一次通过的可能性大大提升,设计周期大大缩短,而验证成本也大大降低。

下图是车身扭曲放大1000倍的虚拟验证,左侧是迈锐宝XL,右侧则是上一代迈锐宝。很明显,迈锐宝XL车身结构需要改善的部分(红色)明显比上一代少很多。


在虚拟工程验证过程中,CAE程序能将车身的结构扭曲以1000倍放大的形式呈现出来,从而直观地帮助工程师看到哪些结构需要优化。

车身优化之后(红色部分为优化改进部分),即使将虚拟放大1000倍,方向盘和车底的扭曲也大大降低……

1800公斤刚性活动障碍物追尾时的虚拟溃缩工程验证……

计算机模拟65km/h条件下的40%正面偏置碰撞,只有通过虚拟测试之后,才会制造样车进行真正的碰撞测试。 

       通用的虚拟工程师Johnstone先生甚至认为,如果以30年前的工程验证方式对现在的迈锐宝XL进行相关的工程验证,只是“理论上可行”,如果要做到现在的工程验证效果,整个验证周期可能需要“数百年”。30年前很多车辆都有高速行驶中方向盘共振抖动的问题,限于当时的工程设计和验证条件一直无法解决,但现在通过计算机虚拟设计和验证,很容易就能发现这个问题的根源所在,从而轻松解决问题。

      为了佐证自己的说法,Johnstone先生甚至举了一个发生在自己身上的小故事。当年为了解决一个结构上的问题,Johnstone先生设计出了一种三角形的结构加强件,该结构被通用高层大为赞赏,并将其命名为“Johnstone三角”结构(上图)并准备申请专利。Johnstone先生意气风发还不到24小时,却被工程人员告知该结构的数据输入到CAE拓扑验证模型中之后,无法通过虚拟验证。被当头浇了一盆冷水的Johnstone先生只能向上帝祈求以后再也不要用他的名字命名某些新设计的结构件了。

       不过这件事也恰恰说明了计算机虚拟设计验证系统的优势所在,即不到24小时就发现了问题,如果以30年前的方式进行工程验证,势必要开开心心地制造样件,然后灰溜溜地收场——运气好的话能在实际验证过程中发现问题,充其量是团队信心受打击,时间和金钱打水漂而已;运气差的话就是没法发现问题,自以为设计很完美,然后直接用在量产车上从而埋下隐患,当年福特Pinto就是一个最好的反面教材。我相信,全世界的汽车工程师——包括当年参与福特Pinto项目的工程师们都是用心在工作的,但用心不见得就一定能办好事,因为有些设计隐患不是用心就能发现的,正所谓用心也不见得能考100分。

很多人以为试车工程师是这样的……

实际上试车工程师是这样的……

上汽通用广德试车场号称是全亚洲最大试车场,因此很多人以为这样的试车场一定可与F1赛道媲美,能和飞机跑道争辉……

实际上你还能在试车场上看到这个……当然,这是故意挖的……

还有下面这些……

甚至还有不少野鸡……(PS:别想歪了哈!)

       实际上广德试车场由于全封闭的环境,外面的非工作人员无法进入,因此俨然成为了半个野生动物保护区,而试车场周围,据说野鸡都被附近居民抓光吃光了。说实话,鉴于中国的国情,在国内能亲眼看到野生动物——尤其是看到野鸡的机会其实不多。试车工程师告诉我,经常在试车过程中遭遇野生禽类,如果刹车都不能避免撞击野鸟,只能硬着头皮撞上去,绝对不能变道规避,否则会有安全隐患。

广德试车场的高速环道为逆时针单向设计,这点和美国的印第安纳波利斯高速环形赛道有所区别。

除了高速环道,试车场内还模拟了含湿滑道路在内的60多种不同的路面状况,其中长坡桥专为测试变速箱的抵挡攀爬和下坡减速性能,以及刹车性能而设计。


最后的花絮:

       之前试驾迈锐宝XL的时候,曾经测得该车100-0km/h最好刹车成绩仅有34.92米(迈锐宝XL评测文章可点击这里)。而之后试驾的新君越其100-0km/h最好刹车成绩为40.62米(新君越评测文章可点击这里)——虽说新君越这一成绩和同级车相比不算差,但依然被定位低半级的迈锐宝XL甩了两条街。我开始怀疑可能是由于测试上的误差,导致迈锐宝XL的刹车成绩居然比保时捷911 Targa 4 GTS(评测文章可点击这里)还要好。因此我决定在广德试车场内对迈锐宝XL再做一次性能测试。就加速成绩而言,和之前的成绩相差不大,然而在刹车这一项上,迈锐宝XL的表现简直逆天——33.08米的成绩比之前低了近两米不说,甚至还超过了不少著名跑车!这也说明迈锐宝XL之前34.92米的刹车成绩是可信的。如此基本上可以认定,百万级以内,没有一辆民用车在刹车距离上能比迈锐宝XL更短!

       迈锐宝XL的245毫米的胎宽以及先进的车身结构优化固然是其刹车成绩逆天的重要保证,但优秀的测试场地也是决定性因素之一。据称试车工程师介绍,广德试车场平整柏油路面完全是根据赛道要求进行设计的,其摩擦系数要比普通柏油路面高二分之一左右。由此看来,之前在普通柏油路上测得的34.92米的刹车成绩或许更具实际参考价值。写到这里突然心血来潮,在手机上截了两张赛车游戏的截屏,大家感兴趣的话不妨自己去对照一下刹车距离——游戏不作数,但参考价值还是有的……

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