宇通郭耀華:懸架技術研發立足整車核心屬性需求,才會有未來

商用車作為中國汽車工業最早進行重點突破的產品領域,目前已擁有較為完善的產業體系。但隨著對外市場開放以及高端化轉型進程的加快,商用車產業的自主關鍵核心零部件的供應配套建設仍相對落後。為了促進商用車產業的健康快速發展及核心零部件的配套研發,2019年4月23日在揚州會展中心舉辦了“《中國商用車懸架產業發展報告(2019)》藍皮書發佈會暨2019年中國商用車及懸架產業發展研討會”,會上鄭州宇通客車股份有限公司技術研究部部長郭耀華做了主題演講,以下為演講實錄。


宇通郭耀華:懸架技術研發立足整車核心屬性需求,才會有未來


尊敬的何部長,付理事長,各位領導,各位專家,我是來自鄭州宇通客車技術研究部的郭耀華,非常榮幸能夠參加今天的研討會,接下來我想把宇通客車在客車懸架研發方面的概況,包括我們在做懸架新技術創新和產業化方面的一些體會,給各位領導和專家彙報一下,請大家批評指證。

主要分這麼幾部分,第一部分簡單介紹一下宇通在技術研發方面的軟硬件實力,第二部分介紹一下我們典型的懸架產品,當然這裡面重點會介紹一下空氣懸架產品,第三部分就是圍繞著當前客車的產品升級,包括需求升級和市場疑難問題等,另外圍繞著當前新技術的發展趨勢,包括剛才幾位領導也講到的,在“四化”的這種技術發展趨勢下,在懸架上應該如何落地?如何轉型?才能夠更好地支撐我們產品的創新,提升競爭力,關於這方面的工作,在第三部分會有一個彙報。第四部分就是宇通作為一個主機廠,每年都會圍繞產品核心的屬性去做第三方的調研,通過市場角度看一看我們懸架產品的新技術創新,在市場和客戶需求層面是什麼樣的表現。最後一部分,因為我個人的研究方向是車輛動力學與智能控制,求學期間、包括在創業公司的7年做了很多車輛動力學包括智能懸架、整車集成控制等方面較為前瞻的理論研究和實踐。從2013年來到宇通,轉眼將近6年了,在宇通圍繞著新技術發展趨勢和市場需求,系統的開展車輛新技術的規劃、開發和產業化的工作,部分新技術已經量產併產業化應用,有一些心得和體會藉此機會跟各位專家交流一下。

第一部分,宇通技術研發團隊首先是隸屬於國家級的技術中心,我們現在的試驗室是國家認可的實驗室(CNAS),下設國家電動客車電控安全與控制工程中心和河南省客車技術院士工作站等國家級、省部級研究機構。近些年來也獲得國際、國家、省部級的獎勵。當前宇通技術中心匯聚了一批中高端的人才和高技能人才,目前整個技術人員數量大概是3000多人。研發投入平均算來應該是3%以上,近幾年的數據大概是4-5%左右。在硬件方面,宇通試驗中心擁有各類先進的實驗設備大概有200餘套,實驗能力涵蓋了我們整車的所有關鍵屬性,如安全、節能、舒適、環保,另外也包含新能源、輕量化、智能化等核心領域。在懸架方面,這是一個底盤,也包括懸架關鍵零部件的強度、剛度、疲勞耐久的試驗機,這個試驗機可以根據工況需求進行定製化試驗。

第二部分,宇通具備自主懸架開發能力,目前懸架產品平臺可以從2.2噸輕型客車一直到13噸的大型客車全覆蓋,包含的產品有鋼性橋的非獨立懸架和獨立懸架,並且應用於各種車型,每年為宇通客車提供4.5萬套的懸架系統,產品擁有自主知識產權。這個是我們現在用得比較多一個單縱臂的空氣懸架,結構比較簡單,性價比高,從K&C分析上來看,在車輛整個車輪跳動範圍之內,外傾角和前束角變化比較合理。這是比較常用的四連桿前懸架結構,目前用在10米到12米的低地板、二極踏步公交車,四連桿佈置相對比較靈活,同時車輪定位參數調整起來空間比較大。這幾款就是後懸架,大家可能也比較熟悉,一個是C型托架的空氣懸架,另外一個直臂式空氣懸架,主要用在7-8米公交車,包括9-10米公路車的後懸架。

下面就是獨懸的產品,現在隨著客車產品對乘坐舒適性要求越來越高,傳統客車前懸架獨立化的趨勢越來越明顯,另外,隨著純電動客車的發展,分佈式驅動已成為趨勢,客車後懸架獨立化的趨勢也是比較明顯。這是一個比較典型的客車前獨立懸架,一個是螺簧式獨立懸架,這個是扭杆彈簧式的獨立懸架。這個是6-11米公路車的獨立懸架,也是雙橫臂的結構形式。右邊和我們乘用車的這種雙橫臂懸架還是比較相似的。左邊這種形式主要用在輕型客車,右邊是用在整備質量比較大的公路車。這個是用在客車前懸的懸架,左邊是標準的地板,帶一級或者兩級踏車;這個是我們為分佈式驅動產品開發的獨立懸架,這個產品軸荷比可以實現1:1,前後懸都可以使用這種獨懸的結構,目前簧上和簧下的質量比可以控制到8:1,平順性也非常好。

接下來介紹一下我們在懸架新技術研發方面一些工作,剛才有老師也提到了互聯懸架,基於液壓互聯抗側傾原理,我們與合肥工大的張農教授聯合開發了協同控制懸架系統,這個技術核心的價值點在於提升車輛的抗側傾性能,這套懸架已經研發成功,現在雲南、貴州等地的景區旅遊車上開始推廣應用。這套懸架系統極限工況下,車體側傾角減少50%以上,彎道通行速度提高了20km/h,車體過彎的時候非常平穩,隨後會有一個視頻跟大家分享。

空氣懸架雖然說比鋼板彈簧懸架有優勢,但在客戶需求升級的背景下,通過市場調研,客戶對操縱穩定性越來越關注,有些客戶要求操縱好,平順性也要好,傳統空氣懸架這種結構可能也很難以實施。這是我們兩年前嘗試做的電控懸架,剛度分兩級調整,減振器阻尼也分兩級調整,分運動模式和舒適模式,在這種舒適模式狀態下客觀評價的垂向加速度加權均方根值可以相比降低2-3個分貝,客戶乘坐體驗改善還是比較明顯的,現在也在我們一些大型公路產品上開始批量應用。

接下來說說板簧懸架,其實板簧在現實當中產品性能和市場需求間的矛盾還是比較突出的,板簧產品一方面提高舒適性,另外一方面還要輕量化,提高可靠性,這是一個行業難題,如果不從材料上做進一步的突破,很難解決這個問題。我們現在和東北大學在板簧鋼的材料方面進行合作,同時也結合一些鋼廠包括板簧廠做一些嘗試,希望開發出接近1900MPa的超高強度板簧,在板簧剛度能夠滿足平順性要求的前提下,壽命同時還能夠提高,這個工作正在開展。

第四部分說一說我們懸架產品的性能表現。因為我們每年會組織第三方的調研機構對國內外的產品開展第三方調研,這個調研結果會反映到產品的關鍵屬性上,這是我們統計的2018年的一個調研結果,從主觀和客觀數據上來看,整車操縱穩定性、平順性還是具備明顯的優勢。

最後我簡單說一下對未來懸架技術的展望。剛才很多領導都提到“四化”,但是我認為在“四化”背景下如何把“四化”的技術成果實實在在的落地,是一個更有意義的話題。汽車不管是商用車還是乘用車作為一種交通工具,我想“零事故”,零傷亡的安全願景,“零排放”的環保訴求,還有更加舒適,更加便捷的乘坐體驗是交通工具的終極價值。正是圍繞這麼一個終極價值,在“四化”發展技術趨勢下,懸架技術有了一個非常好的發展契機。汽車從產生髮展至今已經有130多年曆史了,懸架技術也發生了一些革新,但我認為總體變革不是太大。當前到了懸架技術非常好的突破契機,懸架從被動的懸架結構到半主動、主動這還是一個單體的智能,我認為未來懸架技術由個體智能向群能智能發展也有廣闊的空間。通過不斷融合多傳感的信息技術,充分應用V2X的技術手段,首先我們當前半主動或者主動懸架將會持續有突破,在未來智能懸架系統為智能駕駛時代美好出行將會提供一個非常重要的技術保障,這是第一方面。

另外,我認為懸架技術的這種創新首先必須立足整車核心屬性的需求,才會有未來。我剛才茶歇期間跟東昇的劉董事長還在溝通,宇通做為東昇橫向穩定杆產品的大客戶,我們現在實際存在的問題是什麼?我們也會在實車匹配過程當中要求要做很多的樣件,因為要做整車的匹配工作,如果說我們零部件廠能夠在做零部件的同時立足整車的核心屬性,把你的手往整車方向再伸一伸,雙方均會有更多的改進空間。

立足整車核心屬性需求,緊跟產業技術發展趨勢,在新的歷史階段,懸架作為車輛的關鍵核心技術,必然將在汽車電動化、智能化和網聯合化進程中發揮越來越重要的作用。我的分享完畢,謝謝大家。


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