底盘调校究竟调的是什么？ 第1页

当你亲手组装过一部奥迪双钻四驱车后，你就会发现想让一部结构如此简单的车模在30米以内走个直线都要调校很久，尤其当马达动力够大的时候，就连让他起步按意愿走直线都变得困难（起步会严重打滑）。

当你亲手调教过一部雷速登遥控车模的时候，你会发现虽然结构上仅仅多了一套舵机但是想让他走个30米的直线难度一下又上了一个数量级。与此同时，你开始多了一项调教对象，没错，就是舵机，普通车模的舵机左右力矩是不同的，可类比于家用车要么是左舵要么是右舵，是不对称的，那么对于雷速登这个级别的玩具而言，摁下左右方向键，想要把左右转向的转弯半径调至对称，难度可想而知了。

当你再接触到高级点的RC车模的时候，你对汽车底盘调教的理解就会真正提升一个等级。首先第一件事，没错，你会再一次发现让车子走直线的难度提升一个数量级。这个级别的车模地板油（电）起步是百分百打滑的，那么为了让车子尽可能快速地起步并且按照预期的方向走直线，第一步你需要调教的就是油门（这可能已经偏离的底盘的调教范畴）。下面列示几个关于我的

一部入门级RC遥控器的调教图片：

这里可以看到，仅仅就油门这一项指标就有油门曲线、油门延迟油门加速度和空挡速度这几项，我们再进入油门曲线这一项看看：

首先曲线的函数就有很多种，其中油门5点曲线姑且可以类比于家用车的5个档位（其实准确地讲应该还是对ECU即电控单元的调教），分别输出不同的动力，已达到在动力层面车辆加速的整个过程不打滑。家用车的实际动力调教中，还多出一个变速箱的调教，这要结合发动机的动力输出和变速箱的参数来做配合，这里面还涉及一个非常关键但是绝大多数车主都不知道的点，那就是离合器。大家可能认为自动变速箱已经没有离合器了，其实只是离合器不再需要手动去操作了而已，发动起和车轮之间的连接链，除了各种齿轮或者钢带、链条、皮带之外，最关键的一环其实就是离合器，离合器的连接是通过两个摩擦盘来实现的“软连接”，这也是为什么车辆可以实现发动机超高转速但是车轮却一动不动的原因。（说实话这种动力传导方式是很低效的）

然而，现实中哪怕是家用车（运动型）地板油不打滑也都是不可能的，适当的打滑也是妥协于发动机的动力曲线（要考虑到转速，扭矩的最优输出曲线），那么舵机的调教和车身稳定系统的调教就显得尤为重要了。同样的，首先你得保证四个轮子尽可能地平行吧，但是如果真的做到100%平行，车也走不直，因为舵机的不对称性，车身重心的不对称，4条轮胎的受力也都是不对称的，所以调教的第一个工作就是四轮定位，2333嗝。现在，终于可以让车车缓慢地走直线了。

可是诸如四轮定位这类工作只能保证车身在低工况下的稳定，如果马力够大，起步烧胎严重或者高速行驶乃至轮胎发生严重滑移的时候，想要保证车身稳定就需要电子稳定系统（ESP），RC车模中的解决方案是陀螺仪，本质是通过陀螺仪感知非常态的车身姿态偏转倾向，发出指令给中央控制器，适度地接管舵机调节转向。说人话就是比如你方向打多了或者打少了，陀螺仪会帮你矫正回来。那么在这里为了走直线，陀螺仪就会帮你感知极小的方向偏移同时做出极小的转向。至此，终于解决了走直线的问题。

你以为我要说舵机和转向的问题啦？图样图森破~说完了加速，现在要说的是刹车。刹车有什么可说的？其实，在ABS防抱死系统诞生之前，导致车辆走不了直线乃至失控的关键就是刹车踩重了，前轮抱死失去转向能力，然后车辆就可能从马路中央一直撞到马路边边。急刹车相比于急加速其实是处在一个更加剧烈的运动状态，因为刹车需要用尽轮胎的每一牛摩擦力，那么如何根据整车重量，车身重心，轮胎与地面摩擦系数去调教ABS参数，四轮制动力动态分配（其实这个是ESP的一部分）就是整个刹车系统的关键了。

下面几张图可以看到关于刹车间歇的参数调教，其实和ABS已经非常接近了。

下图就是关于陀螺仪的设定，因为我这台RC遥控器实在太入门，所以就没有特别细致的调教指标，而对于高端RC遥控器而言，陀螺仪的调教是至关重要的甚至要单独拿出来调教：

最后，终于要说到转向了，这也是底盘调教的重点也是难点。转向调教首先的先天性难题就是舵机的力矩是不对称的，力臂长度也不对称，响应速度也不对称，为了证明我真的手工组装了一部RC车模，上图：

呵呵，这么粗糙的组装工艺足以说明他是纯手工的了吧。这台车模的舵机装在底盘的左上部，和马达一样，需要三点式支架特别固定。舵机在左侧，所以左右转向的力臂长度角度不同，输出的力矩和速度也不同，下图展示了舵机是如何与前轮连接并实现转向的：

除了解决转向对称性的问题之外，另一个核心就是转向的精准性，如何做到盘子打多少，车轮就能按意愿比例地转多少，这是一个非常耗时耗力的调教过程，远比潜意识认为的要复杂。首先一点，转向的时候转向轮的轮速是不同的，这就要对差速器做调教（这一点比差速锁的调教要难得多）；同时，两个转向轮的偏转角度也是不同的，并且远不止是二维平面上的转角，这也是为什么有的车你在原地打盘子的时候车身重心会上下变化。那么如何去设定两轮各自的偏转角呢？这一层通过常识可能就无法得出答案了；转向轮不同转向角度的触地面积都是不同的，与地面的摩擦力又不同了；好吧，这三个问题都是跟摩擦力息息相关的，汽车调教中但凡涉及到摩擦力......那都是玄学一般的东西。

下图还是可以比较清楚地看到两个转向轮的偏转角度不同：

下面要说的就是悬挂了，悬挂决定了车身的稳定性，转向的精准性，乘坐的舒适性及越野通过性。上图可见，这台RC车模的前后悬都是双叉臂式结构的独立悬架（当然，弹簧并没有被悬架叉在中间，但是原理相同）。现代家用轿车的悬挂系统主要追求两个目标，舒适性及操控性，这两者往往是背道而驰的，那么悬架的调教目标就是要将两者的指标同时提高同时，实现结合的最优。目前BMW的调教风格公认是比较偏运动的，这也是为什么大家普遍觉得BMW的盘子重，悬挂硬。

最后，总结一下车辆调校的意义，一言以蔽之，同样的零部件，做出更好的车而已。

相信很多人都对无间道系列电影过目不忘，在《无间道I》中曾经有一段剧情，阿仁（梁朝伟饰演）在音像店碰到前来购买音箱设备的刘建明（刘德华饰演），在试听音响时有这么一段经典的桥段：

“高音甜，中音准，低音沉，”九字箴言就把一套音响设备调校评价的淋漓尽致，那对于汽车底盘来说，如何来调校出高性能底盘？如何评价性能好坏？在讲底盘的好坏之前我们首先从什么是底盘说起。

一、底盘的定义

根据《汽车构造》上的定义，一辆汽车可以分为四个组成部分：发动机、车身、底盘、电气设备。底盘由四大系统：行驶系、转向系、传动系和制动系。作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，并接受发动机的动力，使车辆传递发动机动力至驱动轮，同时可以实现车辆的转弯和制动，保证正常行驶。

行驶系：接受传动系传递的发动机扭矩，通过驱动轮驱动车辆前进，保证正常行驶。

转向系：保证汽车能按照驾驶员的意志而进行转向行驶。

传动系：位于发动机和驱动车轮之间的动力传动装置，将发动机动力传动给驱动车轮。

制动系：使行驶的车辆减速甚至停车，使已经停驶的汽车保持不动。

二、底盘的调校

底盘的开发过程通常是这样的：首先由经验丰富的底盘系统工程师根据工作经验、对标车性能、市场定位、整车相关参数等信息，确定底盘总体性能目标，然后将总体性能目标分解成对各零件的设计要求，底盘零部件设计工程师将设计要求输入给供应商进行提供软模件或选型样件，主机厂将零部件装车后经过几轮迭代调校和验证最后确认零部件的要求。

底盘由四大系统构成，传动系统主要是根据计算仿真设计要求匹配传动参数，所以开发过程的调校主要是对行驶系、转向系和制动系三大系统。

在进行第一轮调校之前一般要进行K&C试验和操稳试验摸底车辆的底盘基本的性能，和调校性能目标相比较，指明调校优化方向，为后面的几轮调校做准备。

行驶系统调校

行驶系包含汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成，这里的调校主要是悬架系统。悬架系统由弹性元件、减振元件、传力或导向机构和横向稳定杆组成，其直接影响到操纵稳定性和舒适性。

弹性元件调校主要是对弹簧刚度、轮胎和衬套等，螺旋弹簧和减振器用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。通过测试不同弹簧刚度下的车辆操稳特性确定合适的刚度参数。

减振元件调校是指减振器阻尼力，为了获得较理想的阻尼力特性：低速时，阻尼力要小，使悬架偏软，保证舒适性；高速时，阻尼力稍大偏硬，提供清晰的路感。为了获得较好的阻尼特性需要不断试验根据阀片的规格、数量和活塞孔组合几万种设计方案，要得到最后所需要的性能，需经过反复测试再反复改进，从调校复杂度和重要度来说减振器是整个行驶系统调校的核心。

汽车的舒适性可由“路面-汽车-人”系统的框图来分析。路面不平度和车速形成了对汽车振动系统的“输入”，此“输入”经过由轮胎、悬架、座垫等弹性、阻尼元件和悬挂、非悬挂质量构成的振动系统的传递，得到振动系统的“输出”是悬挂质量或进一步经座椅传至人体的加速度，为了获得日常偏舒适、急转弯不侧倾、坏路不颠仅仅调教好弹簧刚度和减振阻尼力还是不够的，还需要考虑悬挂、非悬挂质量等因素。。

制动系统调校

对于制动系统分为两部分：主制动系统和辅助制动系统。主制动系统包括制动踏板、真空助力泵、制动管路等零件，而辅助制动系统就是车身电子稳定系统（ESP）。

对于主制动系统调校包含以下方面：制动力，前后轴制动力分配和制动的热衰退性能。

（1）制动力：经常听到一些老司机给一辆车制动的评价是刹车偏软或偏硬，制动不线性等。

制动力调校通常是制动工程师在试验车上不断加速到一定车速然后紧急刹车，频繁往复，每种工况进行几千次试验，对制动踏板的行程、制动踏力、制动减速度等指标进行计算和平衡，除了这些客观数据要达到目标设计值，还需要组织主观评价，以上均通过之后调校才结束。

（2）前后轴制动力分配：借助于ESP的子功能电子制动分配（EBD）对前后轴制动力分解。

（3）制动的抗热衰退性能

汽车在高速行驶或下坡连续制动摩擦片在摩擦过程中，由于温度制动盘片温度太高摩擦力矩有明显下降制动性能会衰减，会影响制动效果，抗热衰退性能与制动器摩擦片和制动器结构有关。

①摩擦片常用材料有石棉、半金属和无石棉等材料制成，为提高抗热衰退性能选择优质摩擦片材料；

②改善制动系统散热如制动盘设计通风孔；

③常用的制动器分为盘式和鼓式制动器，盘式制动器其制动性能没有鼓式好，但是其抗热衰退稳定性较好，鼓式在下坡频繁制动时有无制动的风险，所以在轿车上鼓式制动器基本已经被淘汰。

（4）辅助制动系统调校

辅助制动系统主要是指车身稳定系统（ESP），在一般车辆正常制动过程中ESP不会工作，在滑行、加速或者制动时由于转弯过度或转弯不足的状况下增强车辆的稳定性和方向控制，它通过控制轮端制动力大小和发动机动力输出（能对发动机发送降扭和升扭请求）来实现。

ESP除了包含车辆动态控制（VDC）、牵引力控制系统（TCS）和防抱死控制系统（ABS）等主要功能之外，还有一大堆附加功能如上坡辅助（HHC）、下坡辅助（HDC）、自动驻车（Autohold）、液压制动辅助（HBA）等功能。

ESP的调校一般都是国内主机厂提供标定车辆，博世、天合等供应商的标定工程师负责标定，标定完成之后主机厂进行验收，一般至少要经过两轮高附铺装路面标定、一轮低附冰面雪面标定。

标定过程中主要考虑以下工况标定：

悬架系统会对车辆的侧倾或俯仰产生较大影响，所以悬架刚度或减振器阻尼的变更均需要进行ESP的重新验证。

转向系统调校

转向比和转向梯度的几何设计在前期CAE仿真阶段已经固化，一般装车后不会轻易再做变更，所以后期的转向调校主要是针对电动助力转向系统（EPS）进行标定，EPS通过助力电机提供助力矩减轻驾驶员转动方向盘所需的力矩。

根据半经验公式和实测无助力时原地转向阻力矩计算电机助力矩最大电流。

通过转向阻力矩计算的电机最大电流可以达到60-80A。

在台架根据整车参数根据运动学和动力学模型对转向系统完成建模之后，还需要进行实车实时匹配和调校。匹配的主要原则：在中低速行驶时为了保证转向轻便性，助力电机提供较大助力，为了保证高速行驶时行驶稳定性和良好的路感，电机提供阻尼力（与助力相反的力）。

助力调校分为三个方面：基本助力、补偿控制和回正控制功能调校，主要进行以下工况标定：

标定完成后，进行原地转向助力试验、低速转向助力试验、快速转向助力特性试验和回正性能等试验进行主观、客观评价验收。以某款SUV进行原地转向助力试验，没有助力和有助力转向盘转矩对比如下：

在完成以上调校任务后重新进行K&C试验和底盘性能试验最终底盘性能，对调校结果进行确认。

三、总结

底盘调校是一项非常复杂的系统工程，车型的定位、发动机特性、零部件成本、整车载荷、使用的环境、目标客户的使用习惯等，都会影响调校的最终风格。其次，底盘调校，尤其是悬架系统阻尼力的确定，衬套模态刚度，垫片上孔的数量、孔的大小和钻孔的角度，都会直接影响最终调校的结果。

对于底盘性能评价分为主观评价和客观评价，客观评价是底盘性能工程师严格标准工况进行各项工况测试，分析评价指标与设计值之间的差异。汽车最终是人进行驾驶，所以还需要评价工程师根据从用户角度对一辆车底盘性能好坏进行主观评价，通常使用十分评价法。

底盘设计和调校工程师需要反复进行CAE仿真分析、主观评价和客观评价，一般要经过1-2轮粗调，2轮精细迭代调校之后冻结最终的底盘设计方案。以前国内主机厂基本无底盘设计调校能力，虽然通过逆向开发可以提高底盘的结构设计能力，但是载荷分布、轮胎等变化使逆向的底盘性能与对标车相差甚远，通过收购、对外合作方式目前国内如上汽、比亚迪、广汽等主机厂均已经建立一定底盘研发体系。