CN107490489A - 汽车动力总成姿态角度验证校核的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，将实车角度变化测量、计算机动力总成包络仿真和三维绘图软件结合，为项目数字设计阶段、路试阶段判断动力总成与边界间隙提供依据，从而提高风险识别判断准确度，规避设计风险，为企业减少新开发车型开发成本的浪费和上市周期的风险。本发明包括如下步骤：A：绘制极端工况下的动力总成的运动工况包络，并设置动力总成与周边件的边界间隙值；B：测量动力总成在各挡位情况下的姿态偏移角度；C：将B步骤的测量结果与A步骤的动力总成运动工况包络以及动力总成与周边件的边界间隙值进行结合，对比测量挡位变化带来的动力总成与周边件的动态间隙，识别干涉风险，预先进行设计整改。
Description
技术领域
本发明设计一种汽车结构设计方法，特别是一种汽车动力总成姿态角度验证校核的方法。
背景技术
在汽车研发过程中，经常会碰到动力总成在前期布置的过程中与周边间隙低于目标值的情况或者高于目标值还是出现干涉的问题。考虑到动力总成在实车运行过程中会发生振动，根据经验一般要求动力总成与风扇、与流水槽的理论间隙要求≥25mm，而实际的间隙值达不到此要求（或者达到此要求还出现干涉），而要增大间隙值以达到规避运动干涉的目标要求，需要更改发动机上的附件或更改管路以解决干涉情况等，这些都会带来成本或性能的牺牲。因此，有时需要评估当前的间隙值是否可接受，而目前无较好的办法来评估此类间隙值的临界点。
发明内容
本发明的目的是提出一种汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，将实车角度变化测量、计算机动力总成包络仿真和三维绘图软件结合，为项目数字设计阶段、路试阶段判断动力总成与边界间隙提供依据，从而提高风险识别判断准确度，规避设计风险，为企业减少新开发车型开发成本的浪费和上市周期的风险。
本发明的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法包括如下步骤：
A：绘制动力总成的运动工况包络，得到动力总成与周边件的边界间隙值；
B：测量动力总成在各挡位情况下的姿态偏移角度；
C：将B步骤的测量结果与A步骤的动力总成运动工况包络以及动力总成与周边件的边界间隙值进行结合，对比测量挡位变化带来的动力总成与周边件的动态间隙，识别干涉风险，评估动力总成与周边件的间隙校核结果是否存在干涉风险，预先进行设计整改。
以及，在C步骤之后，还包括步骤D：根据C步骤的间隙校核结果来进行整改，得到合理的动力总成的布置结构。
动力总成的运行工况可分为三种情况：1、动力总成会随着车辆运行路况，悬置软垫的缓冲挤压作用振动；2、动力总成随着整车的急加速、急减速、上下坡、转弯等工况而振动；3、动力总成在行车环境下随着换挡操作与动力总成振动叠加。单纯依靠极端工况下的动力总成包络状态对干涉风险的识别不能得到明确的锁定，在实际行车过程中，由于动力总成受到换挡过程的影响，动力总成在各个部分的运动状态与计算机仿真的包络状态存在一定的偏差，对风险的识别也不能明确锁定，为此我们需将不同挡位的动力总成与路况工况状态结合，以改善风险的识别范围。
进一步地，所述B步骤中的测量方法如下：将基准卡片固定在动力总成上，使基准卡片与动力总成保持相对静止状态；将角度仪固定在动力总成的周边件上，使角度仪相对车身静止；依次记录各挡位下，基准卡片相对于角度仪的角度偏移量，即为动力总成在此挡位上的姿态偏移角度。
进一步地，所述B步骤中，首先观察动力总成在换挡操作时的偏移方向，然后再固定基准卡片及角度仪，使得角度仪平行于动力总成在换挡操作时的偏移方向，并使基准卡片位于角度仪的正中位置。角度仪平行于动力总成在换挡操作时的偏移方向，可以直接测量出角度偏移，而无需进行计算，从而减少测量误差，而基准卡片位于角度仪的正中位置，可以很方便地测量动力总成在两个挡位间变化时的偏移角度变化。
进一步地，所述B步骤中，根据实车各个挡位测量的角度数据，经过多批次多台次的综合测量，分析角度变化趋势，以避免使用单一车辆测量所带来的样本偏差及采样不足的问题。
进一步地，所述B步骤中，还要测量不同挡位之间切换过程中的动力总成的姿态偏移角度，因为在不同挡位之间切换时，动力总成呈现一定的运动态势，此运动态势所形成的姿态偏移角度可能会大于动力总成在某一挡位稳定后的偏移角度，因此必须采用两者之间的最大的姿态偏移角度以校核是否有干涉风险。
进一步地，所述C步骤中，根据偏移角度的测量结果，在三维数据上将动力总成包络按照偏移角度旋转，偏移角度下动力总成与周边系统的最小间隙点即为干涉风险点。
本发明的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法参考了不同挡位及换挡过程中的动力总成的姿态偏移角度，将其与极端工况下的动力总成包络进行结合来计算动力总成与周边件的动态干涉风险，可以将动态干涉风险点的范围缩小，更有利于设计人员在动力总成布置过程中的关键位置的风险点干涉控制。
附图说明
图1为各挡位测量结果及分析。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法包括如下步骤：
A：绘制动力总成的运动工况包络，得到动力总成与周边件的边界间隙值；汽车动力总成振动包络体制作的方法可参考专利“汽车动力总成振动包络体制作校核方法（申请号为201510514250.1）”，此处不再赘述；
B：在发动机不工作的前提下，测量动力总成在各挡位情况下的姿态偏移角度，可采用图1所示的格式来进行测量及记录，具体包括下述B1～B3步骤：
B1：首先观察动力总成在换挡操作时的偏移方向，然后再固定基准卡片及角度仪，使得角度仪平行于动力总成在换挡操作时的偏移方向，具体为将基准卡片固定在动力总成上，使基准卡片与动力总成保持相对静止状态；将角度仪固定在动力总成的周边件上，使角度仪相对车身静止；并使基准卡片位于角度仪的正中位置（即90°刻度处）；
B2：依次记录各挡位（R挡、N档、P挡、D挡、L档等）下，基准卡片相对于角度仪的角度偏移量，即为动力总成在此挡位上的姿态偏移角度；
B3：采用多批次、多台次样车来重复执行B1、B2步骤，分析角度变化趋势，转化为动力总成与周边件的间隙变化趋势；
C：将B步骤的测量结果与A步骤的动力总成运动工况包络以及动力总成与周边件的边界间隙值进行结合，观察挡位变化带来的动力总成与周边件的动态干涉风险，得到动力总成与周边件的间隙校核结果，输出布置校核报告；即根据偏移角度的测量结果，在三维数据上将动力总成包络按照偏移角度旋转，偏移角度下动力总成与周边系统的最小间隙点即为干涉风险点；
D：根据C步骤的间隙校核结果来进行整改，得到合理的动力总成的布置结构。
下面以具体例子来说明具体的验证校核的方法：
A：绘制动力总成的运动工况包络，包括静态和极端工况；从动力总成的运动工况包络得知，动力总成与周边件某检测点的静态间隙为30.3mm，动力总成在极端工况下与周边件某检测点的间隙为12.1mm，这说明，在极端工况时，动力总成移动了30.3-12.1=18.2mm；
B：经过测量得到，在R挡状况下，动力总成与所述的周边件检测点的间隙为13.8mm，这说明，在R挡状况下，动力总成移动了30.3-13.8=16.5mm；
C：将B步骤的测量结果（13.8mm）与A步骤的动力总成运动工况包络以及动力总成与周边件的边界间隙值进行结合，得到下述校核结果：在R挡下且在极端工况时，动力总成移动的距离为16.5+18.2=34.7mm，由于此距离（34.7mm）大于静态间隙（30.3mm），这说明，此检测点存在干涉风险，需要整改。
实施例2：
与实施例1不同的是，在本实施例的步骤B2与B3之间，还包括步骤B21：测量不同挡位之间切换过程中（例如说由R挡切换至N档的过程中）的动力总成的姿态偏移角度，因为在不同挡位之间切换时，动力总成呈现一定的运动态势，此运动态势所形成的姿态偏移角度可能会大于动力总成在某一挡位稳定后的偏移角度，因此必须采用两者之间的最大的姿态偏移角度以校核是否有干涉风险。
Claims (7)
1.一种汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于包括如下步骤：
A：绘制动力总成的运动工况包络，得到动力总成与周边件的边界间隙值；
B：测量动力总成在各挡位情况下的姿态偏移角度；
C：将B步骤的测量结果与A步骤的动力总成运动工况包络以及动力总成与周边件的边界间隙值进行结合，对比测量挡位变化带来的动力总成与周边件的动态间隙，识别干涉风险，评估动力总成与周边件的间隙校核结果是否存在干涉风险，预先进行设计整改。
2.根据权利要求1所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于在C步骤之后，还包括步骤D：根据C步骤的间隙校核结果来进行整改，得到合理的动力总成的布置结构。
3.根据权利要求1或2所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于所述B步骤中的测量方法如下：将基准卡片固定在动力总成上，使基准卡片与动力总成保持相对静止状态；将角度仪固定在动力总成的周边件上，使角度仪相对车身静止；依次记录各挡位下，基准卡片相对于角度仪的角度偏移量，即为动力总成在此挡位上的姿态偏移角度。
4.根据权利要求3所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于所述B步骤中，首先观察动力总成在换挡操作时的偏移方向，然后再固定基准卡片及角度仪，使得角度仪平行于动力总成在换挡操作时的偏移方向，并使基准卡片位于角度仪的正中位置。
5.根据权利要求4所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于所述B步骤中，根据实车各个挡位测量的角度数据，经过多批次多台次的综合测量，分析角度变化趋势。
6.根据权利要求5所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于所述B步骤中，还要测量不同挡位之间切换过程中的动力总成的姿态偏移角度。
7.根据权利要求1或2所述的汽车动力总成姿态角度验证校核的方法，其特征在于所述C步骤中，根据偏移角度的测量结果，在三维数据上将动力总成包络按照偏移角度旋转，偏移角度下动力总成与周边系统的最小间隙点即为干涉风险点。
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