#技术巡猎##零跑# 车还在动的时候如果误挂P挡,变速器里的驻车棘爪到底会经历什么?平时正常的时候,我们按下P挡,车辆在接近停稳的时候,一根棘爪卡进棘轮齿槽,会把传动系统锁住。但如果信号异常、控制失误,或者车辆仍在溜动时驻车机构就开始动作,旋转中的棘轮会直接撞向棘爪,那一下和静止锁车完全不是一回事。
驻车机构的可靠性当然是要验证的,常见的仿真更多关注的是坡道溜车。
车辆在坡上受重力拉扯,棘爪和棘轮承受持续载荷,工程师可以看零件会不会变形或失效。可行驶中的异常驻车是一段动态过程,棘轮带着转速和转动惯量,棘爪插入时先发生冲击,随后可能滑过齿面、再次接触,直到整个机构停止。只看坡道工况,容易漏掉这段最猛烈的受力变化。
先让它在数字模型里撞一次。
零跑这套方法会把棘轮、棘爪、棘爪轴和壳体建成初始模型,棘爪能够绕轴转动,壳体和安装位置提供约束。然后把零件属性逐项加载进去,不只是材料和几何关系,也会告诉模型哪些位置可以转动、哪些位置是受到限制的,以及旋转部件到底带着多大的惯量。
其中一个细节,是棘轮的转动惯量不能只算棘轮自己。电机输出轴与棘轮连接并同步转动,异常驻车发生时,两者储存的旋转能量会一起压到驻车机构上。因此模型会把棘轮和电机输出轴的子转动惯量相加,再加载到棘轮中空区域的中心耦合点;壳体安装孔也建立耦合点,并配置相应自由度。这样做相当于把一圈复杂结构的运动集中到可计算的位置,但同时没有丢掉它和周围零件的受力关系。
模型准备好以后,核心事件才开始。
棘轮先在设定的转速区间内旋转,系统收到驻车指令,棘爪随即去制动棘轮。从指令出现、棘爪接触、冲击发生,一直到棘轮完全停止,模型持续获取各个零件的响应数据。另一种加载方式还可以从电机驻车扭矩出发,模拟不同输入下机构怎样承受冲击。
这段时间线也让不同方案有了同一把尺子。工程师可以保持转速区间和驻车指令一致,只改变棘爪、棘爪轴或壳体参数,再看冲击峰值和停止过程怎样变化。原本很难重复的异常事件,被拆成一组可以反复对照的数字试验。
与以前的方案相比,也就是把一个固定力压在棘爪上相比,差别是很大的。固定载荷告诉你它最后行不行,动态仿真则能看到力是怎么来的,第一次碰撞到底有多突然,能量沿棘爪、棘爪轴和壳体怎样传递,哪个位置先出现峰值,停止过程又持续多久。工程师得到的不只是一个合格或不合格,还能沿着时间线找到结构最吃力的瞬间,再回头改齿形、轴、壳体或材料配置。
这项方案改变的是驻车机构怎么面对小概率事件。
它意味着汽车开发里的数字模型,开始越来越深入了。
