跨界“開(kāi)掛” 造輛Dream Car

喬健桐

像絕大多數(shù)男生一樣，我從小就對(duì)汽車(chē)充滿好奇和熱愛(ài)，上大學(xué)報(bào)志愿時(shí)車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)自然成了首選。一入校，我就加入了北林漢宇車(chē)隊(duì)的后備組織——北林車(chē)協(xié)，當(dāng)時(shí)真切地感覺(jué)到，自己離動(dòng)手造一輛汽車(chē)的夢(mèng)想更近了一步。

穿越時(shí)空設(shè)計(jì)?彩鋼棚里施工

一天，參加過(guò)兩屆巴哈比賽（一項(xiàng)由高等院校、職業(yè)院校汽車(chē)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校生組隊(duì)參加的越野汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)的比賽）的張鵬學(xué)長(zhǎng)向大家介紹了車(chē)隊(duì)新賽季的情況。這次賽事仍由他擔(dān)任隊(duì)長(zhǎng)，并由2017級(jí)的江譽(yù)學(xué)長(zhǎng)擔(dān)任總工程師。出于安全因素和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的考慮，車(chē)隊(duì)決定不再參加原來(lái)的巴哈比賽，轉(zhuǎn)而投身中國(guó)大學(xué)生電動(dòng)方程式賽車(chē)比賽。這也就意味著，我們的設(shè)計(jì)制造要從熟悉的傳統(tǒng)燃油驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為純電驅(qū)動(dòng)，從越野車(chē)改換到方程式賽車(chē)。

沒(méi)想到新冠肺炎疫情暴發(fā)，散落在全國(guó)各地的隊(duì)友只能先把電子設(shè)計(jì)稿做出來(lái)，進(jìn)行相關(guān)的裝配和模擬，回到學(xué)校再實(shí)際組裝。隊(duì)長(zhǎng)把車(chē)隊(duì)成員按照不同專(zhuān)業(yè)和能力進(jìn)行分組，分別對(duì)車(chē)架、車(chē)身、懸架、轉(zhuǎn)向制動(dòng)、電路系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，我擔(dān)任車(chē)架組組長(zhǎng)。

由于對(duì)于方程式賽車(chē)并不十分了解，我一開(kāi)始就犯了難。我們聽(tīng)了老隊(duì)員們的建議，從知網(wǎng)上找到了相關(guān)論文，還買(mǎi)了一些關(guān)于大學(xué)生方程式設(shè)計(jì)的書(shū)，開(kāi)始學(xué)習(xí)。有明確目的的閱讀，就不能像看閑書(shū)一樣一篇一章一頁(yè)頁(yè)地看了，必須快速命中要害。我一般看過(guò)書(shū)籍目錄之后，便能很快確定對(duì)于我們當(dāng)前的設(shè)計(jì)任務(wù)，書(shū)中哪些章節(jié)是重點(diǎn)。為了提高效率，我把讀書(shū)的任務(wù)進(jìn)行了分解，每位組員閱讀一部分，并把重點(diǎn)內(nèi)容做摘錄和總結(jié)。這樣，每位同學(xué)都有收獲。兩天之后，我們通過(guò)線上會(huì)議讓組員介紹自己學(xué)到的新知識(shí)技能，通過(guò)高效的學(xué)習(xí)分享，我們所有組員都很快掌握了車(chē)架設(shè)計(jì)的基本要領(lǐng)。

我后來(lái)結(jié)合論文中的設(shè)計(jì)案例細(xì)心揣摩，一周之后奇跡發(fā)生，車(chē)架設(shè)計(jì)的大概思路逐漸浮現(xiàn)在我的腦海里了。我跟組員們交流了思路，并調(diào)整了一些考慮不周的地方。第二天，大家分工合作，有的負(fù)責(zé)平面設(shè)計(jì)，有的負(fù)責(zé)三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化等，最后大家把各個(gè)部分整合當(dāng)我把車(chē)架設(shè)計(jì)的三維模型發(fā)到車(chē)隊(duì)群時(shí)，大家都感嘆我們組的速度。

很快，新問(wèn)題又出現(xiàn)了。隨著其他組設(shè)計(jì)不斷推進(jìn)，大家漸漸發(fā)現(xiàn)原先設(shè)計(jì)的車(chē)架并不符合他們的設(shè)計(jì)尺寸，比如電池電機(jī)的空間預(yù)留得太小，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與車(chē)架會(huì)產(chǎn)生干涉等。當(dāng)一個(gè)個(gè)問(wèn)題拋向我時(shí)，我感覺(jué)自己原先封閉的意識(shí)一下就被敲開(kāi)了，車(chē)架設(shè)計(jì)竟如此重要：作為安裝其他部件的載體，車(chē)架不是獨(dú)立的存在，它的設(shè)計(jì)要考慮到驅(qū)動(dòng)、安全、節(jié)能、配種等一系列問(wèn)題。因此，和各個(gè)不同組做好溝通，在他們對(duì)尺寸空間的要求之下修正完善自己的設(shè)計(jì)才能行得通啊。道理懂了，可這樣修正幾乎無(wú)異于重新設(shè)計(jì)一番。又是一段連續(xù)緊張的工作，車(chē)架3D模型設(shè)計(jì)最終完成。

未噴涂的前唇與前鼻翼

吳江老師指導(dǎo)學(xué)生在安裝尾翼支架

整車(chē)車(chē)架完成噴漆整備，準(zhǔn)備安裝驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與覆蓋件

為確保車(chē)架設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)可以更好地給其他組直觀的感受，我們希望先搭出一個(gè)一比一的車(chē)架。因?yàn)闆](méi)有專(zhuān)業(yè)設(shè)備，我們無(wú)法直接造出一個(gè)比賽可用的鋼架，只能用加工塑性相對(duì)容易的PVC塑料來(lái)進(jìn)行模擬。無(wú)奈疫情還未全面平息，同學(xué)們?nèi)晕捶敌?，?duì)員的家里也騰不出足夠大的地方任我們“禍害”，幾經(jīng)詢問(wèn)，我們才在隊(duì)員李冠逸家旁邊找到了一處彩鋼房，可以完成車(chē)架的模擬組裝。

當(dāng)時(shí)北京暑氣正盛，彩鋼房里沒(méi)空調(diào)，頭頂上還是一大片玻璃，沒(méi)干一會(huì)兒我們渾身就已經(jīng)濕透。為了PVC管塑型，大家還要用熱風(fēng)槍不斷對(duì)PVC管進(jìn)行熱吹，這可是難上加難。為了不中暑，我們就分批干活，兩班倒。好在大家都是“真愛(ài)粉”，樂(lè)在其中也就不在乎汗水了。3天后，我們幾個(gè)家住北京的隊(duì)員完成了車(chē)架的模擬制作。大家興奮地?cái)D進(jìn)塑料車(chē)架里拍照，仿佛這就是我們的“Dream?Car”呀。晚上我回家洗澡后稱(chēng)了下體重，發(fā)現(xiàn)比上一周掉了10斤。

跨界造車(chē)?模型“奔現(xiàn)”

今天的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)不再是曾經(jīng)“兩輛摩托拼一起”的粗獷時(shí)代了，也回不到靠著仿制、反向工程的模仿抄襲就能生存的時(shí)代。今天的汽車(chē)，不僅僅是傳統(tǒng)機(jī)械的集大成者，更是一系列新時(shí)代智能科技的產(chǎn)物。從整車(chē)設(shè)計(jì)的有限元分析、3D建模仿真，到生產(chǎn)加工的自動(dòng)化、無(wú)人化、模塊化，再到車(chē)輛使用上的車(chē)道協(xié)同、無(wú)人駕駛，汽車(chē)已經(jīng)成為一個(gè)體現(xiàn)國(guó)家綜合能力和整體實(shí)力的產(chǎn)品。今天，我們從一輛汽車(chē)中既可以看到這個(gè)國(guó)家的重工業(yè)水平，也可以看出這個(gè)國(guó)家在智能、算法等軟件上的開(kāi)發(fā)能力，更可看出芯片、傳感器等高精尖零部件的研發(fā)能力。那么，即將從我們手中誕生的又會(huì)是怎樣一臺(tái)車(chē)呢？

期盼著，終于迎來(lái)返校的日子。前期設(shè)計(jì)工作基本完成，下一步的造車(chē)任務(wù)更加細(xì)致復(fù)雜?，F(xiàn)在的車(chē)輛工程已不再局限于傳統(tǒng)機(jī)械工程背景下的學(xué)習(xí)，而是要學(xué)會(huì)“跨界”——把其他學(xué)科領(lǐng)域里的技術(shù)和研究成果學(xué)過(guò)來(lái)、用上去。在車(chē)輛整體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，三電系統(tǒng)的布局就是跨專(zhuān)業(yè)的典范。數(shù)字電路、模擬電路、信號(hào)、控制這些在傳統(tǒng)的車(chē)輛工程中都不是重點(diǎn)，但在如今乃至未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用上，這些內(nèi)容卻關(guān)乎車(chē)輛設(shè)計(jì)和安裝的各個(gè)環(huán)節(jié)。為了盡可能保證項(xiàng)目進(jìn)度，我跟車(chē)隊(duì)里電氣工程和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的同學(xué)經(jīng)常交流，在MOOC上學(xué)習(xí)一些會(huì)用到的專(zhuān)業(yè)課。為了能夠更好地適應(yīng)未來(lái)的時(shí)代要求，我在假期里還讀了一些自動(dòng)駕駛與智能控制的技術(shù)書(shū)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬了圖像識(shí)別和信號(hào)處理之后的操作指令。當(dāng)然，機(jī)械專(zhuān)業(yè)還是車(chē)輛之本，因?yàn)闆](méi)有機(jī)械基礎(chǔ)的人對(duì)于整車(chē)設(shè)計(jì)制造根本無(wú)從下手。

剛一開(kāi)始進(jìn)實(shí)驗(yàn)室造車(chē)，工具就先讓我開(kāi)了眼，許多我都叫不出準(zhǔn)確的名字，絕大多數(shù)機(jī)器也都沒(méi)見(jiàn)過(guò)，更不會(huì)用。隊(duì)長(zhǎng)和總工帶著我們學(xué)習(xí)這些工具的用法，了解它們的優(yōu)勢(shì)和弊端。因?yàn)槭堑谝淮巫鲈O(shè)計(jì)，我們的一部分設(shè)想在工程實(shí)踐中很難達(dá)到，甚至出現(xiàn)了相互干涉的情況。我們跟老師一起研究，尋找可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的其他工程實(shí)現(xiàn)路徑。而對(duì)于牽一發(fā)動(dòng)全身的機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，每一次重新建立的工程路徑都會(huì)牽扯到許多零配件的安裝，需要不斷返工。我在這種反復(fù)的磨礪中學(xué)習(xí)著處理設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的沖突。

在大家拼命趕工之下，我們的車(chē)架終于在一個(gè)月后出現(xiàn)在實(shí)習(xí)中心的車(chē)隊(duì)專(zhuān)屬實(shí)驗(yàn)室里。這時(shí)距離比賽僅剩下不到半個(gè)月的時(shí)間了。大家心里都明白，這次參賽肯定沒(méi)戲了。不過(guò)，這是我們第一次轉(zhuǎn)型造純電動(dòng)方程式賽車(chē)，閉關(guān)修煉一年，對(duì)于車(chē)隊(duì)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展還是有好處的，所以大家決定，依然要讓這輛電動(dòng)方程式賽車(chē)“奔現(xiàn)”。

賽道變操場(chǎng)?你依舊是最靚的“仔”

雖然沒(méi)有比賽期限的壓力，但各種難題還是找上門(mén)來(lái)。好在我們團(tuán)隊(duì)有“老吳”——吳江老師坐鎮(zhèn)，他是工學(xué)院和車(chē)輛專(zhuān)業(yè)的元老級(jí)人物，以嚴(yán)苛聞名。在給賽車(chē)裝配尾翼時(shí)，我的肋板安裝沒(méi)有對(duì)齊，這對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)影響不大，但這個(gè)細(xì)節(jié)還是被老吳發(fā)現(xiàn)了，他說(shuō)：“大家做的是一輛車(chē)，要嚴(yán)謹(jǐn)再嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)榈脤?duì)每個(gè)駕駛者負(fù)責(zé)，在人命關(guān)天的安全問(wèn)題面前，絲毫馬虎不得?！蔽覀儼牙蠀堑脑捰浽谛睦?，汽車(chē)裝配過(guò)程也越發(fā)順利。終于，我們?cè)谀甑浊巴瓿闪塑?chē)輛相關(guān)的全部工作。

1月5日這一天，寒冷也擋不住校園里的興奮和熱情，伴隨著場(chǎng)外的歡呼聲和收集拍照的喀嚓聲，一輛酷炫的電動(dòng)方程式賽車(chē)駛?cè)胩锛冶w育場(chǎng)。

紅、黑撞色的車(chē)身凸顯出它“暗夜精靈”的設(shè)計(jì)理念，在閃光燈的照耀下，黑色碳纖維板泛出魚(yú)鱗般的波光，映襯得紅色更加鮮艷耀眼。車(chē)頭上貼著象征“北京林業(yè)大學(xué)”的松樹(shù)Logo，修長(zhǎng)的車(chē)身和極低的底盤(pán)，讓車(chē)的整體表現(xiàn)得既優(yōu)雅又富有動(dòng)感。

只見(jiàn)前鏟和尾翼在略有凹凸的塑膠跑道上微微抖動(dòng)躍躍欲試，就像我們按捺不住的激動(dòng)一樣?！皟x表接通、控制器接通、主電源接通”隨著最后的檢查結(jié)束，所有人員撤離跑道，到安全區(qū)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地期待著車(chē)輛發(fā)動(dòng)。隊(duì)長(zhǎng)張鵬把握著方向盤(pán)的手牢牢攥緊，他將右腳輕輕搭在了油門(mén)上隨著老師手起旗落，這只暗夜里的小精靈猶如一道電光一閃而出，瞬間便跑過(guò)了長(zhǎng)長(zhǎng)的直道。張鵬穩(wěn)握方向，輕點(diǎn)剎車(chē)順利入彎。彎道里，車(chē)身微微向右傾斜，展示著它靈活的身姿。輪胎牢牢抓住地面，給人一種安全感。這一松一緊之間，是所有參賽隊(duì)員傾注一年時(shí)間進(jìn)行的精準(zhǔn)調(diào)教。不到半分鐘，車(chē)輛已經(jīng)跑完一整圈，穩(wěn)穩(wěn)地停到我們面前。3秒鐘的沉寂后，歡呼聲如火山爆發(fā)一般震天動(dòng)地。大家一齊跑進(jìn)跑道，團(tuán)團(tuán)抱住剛從車(chē)?yán)锾鰜?lái)的張鵬，把他高高地拋向空中

責(zé)任編輯：馬春梅