跨界“开挂” 造辆Dream Car

乔健桐

像绝大多数男生一样，我从小就对汽车充满好奇和热爱，上大学报志愿时车辆工程专业自然成了首选。一入校，我就加入了北林汉宇车队的后备组织——北林车协，当时真切地感觉到，自己离动手造一辆汽车的梦想更近了一步。

穿越时空设计 彩钢棚里施工

一天，参加过两届巴哈比赛（一项由高等院校、职业院校汽车及相关专业在校生组队参加的越野汽车设计、制造和检测的比赛）的张鹏学长向大家介绍了车队新赛季的情况。这次赛事仍由他担任队长，并由2017级的江誉学长担任总工程师。出于安全因素和行业发展趋势的考虑，车队决定不再参加原来的巴哈比赛，转而投身中国大学生电动方程式赛车比赛。这也就意味着，我们的设计制造要从熟悉的传统燃油驱动转换为纯电驱动，从越野车改换到方程式赛车。

没想到新冠肺炎疫情暴发，散落在全国各地的队友只能先把电子设计稿做出来，进行相关的装配和模拟，回到学校再实际组装。队长把车队成员按照不同专业和能力进行分组，分别对车架、车身、悬架、转向制动、电路系统等进行设计，我担任车架组组长。

由于对于方程式赛车并不十分了解，我一开始就犯了难。我们听了老队员们的建议，从知网上找到了相关论文，还买了一些关于大学生方程式设计的书，开始学习。有明确目的的阅读，就不能像看闲书一样一篇一章一页页地看了，必须快速命中要害。我一般看过书籍目录之后，便能很快确定对于我们当前的设计任务，书中哪些章节是重点。为了提高效率，我把读书的任务进行了分解，每位组员阅读一部分，并把重点内容做摘录和总结。这样，每位同学都有收获。两天之后，我们通过线上会议让组员介绍自己学到的新知识技能，通过高效的学习分享，我们所有组员都很快掌握了车架设计的基本要领。

我后来结合论文中的设计案例细心揣摩，一周之后奇迹发生，车架设计的大概思路逐渐浮现在我的脑海里了。我跟组员们交流了思路，并调整了一些考虑不周的地方。第二天，大家分工合作，有的负责平面设计，有的负责三维设计转化等，最后大家把各个部分整合当我把车架设计的三维模型发到车队群时，大家都感叹我们组的速度。

很快，新问题又出现了。随着其他组设计不断推进，大家渐渐发现原先设计的车架并不符合他们的设计尺寸，比如电池电机的空间预留得太小，转向机构与车架会产生干涉等。当一个个问题抛向我时，我感觉自己原先封闭的意识一下就被敲开了，车架设计竟如此重要：作为安装其他部件的载体，车架不是独立的存在，它的设计要考虑到驱动、安全、节能、配种等一系列问题。因此，和各个不同组做好沟通，在他们对尺寸空间的要求之下修正完善自己的设计才能行得通啊。道理懂了，可这样修正几乎无异于重新设计一番。又是一段连续紧张的工作，车架3D模型设计最终完成。

未喷涂的前唇与前鼻翼

吴江老师指导学生在安装尾翼支架

整车车架完成喷漆整备，准备安装驱动系统与覆盖件

为确保车架设计符合相关标准，同时可以更好地给其他组直观的感受，我们希望先搭出一个一比一的车架。因为没有专业设备，我们无法直接造出一个比赛可用的钢架，只能用加工塑性相对容易的PVC塑料来进行模拟。无奈疫情还未全面平息，同学们仍未返校，队员的家里也腾不出足够大的地方任我们“祸害”，几经询问，我们才在队员李冠逸家旁边找到了一处彩钢房，可以完成车架的模拟组装。

当时北京暑气正盛，彩钢房里没空调，头顶上还是一大片玻璃，没干一会儿我们浑身就已经湿透。为了PVC管塑型，大家还要用热风枪不断对PVC管进行热吹，这可是难上加难。为了不中暑，我们就分批干活，兩班倒。好在大家都是“真爱粉”，乐在其中也就不在乎汗水了。3天后，我们几个家住北京的队员完成了车架的模拟制作。大家兴奋地挤进塑料车架里拍照，仿佛这就是我们的“Dream Car”呀。晚上我回家洗澡后称了下体重，发现比上一周掉了10斤。

跨界造车 模型“奔现”

今天的汽车产业，已经不再是曾经“两辆摩托拼一起”的粗犷时代了，也回不到靠着仿制、反向工程的模仿抄袭就能生存的时代。今天的汽车，不仅仅是传统机械的集大成者，更是一系列新时代智能科技的产物。从整车设计的有限元分析、3D建模仿真，到生产加工的自动化、无人化、模块化，再到车辆使用上的车道协同、无人驾驶，汽车已经成为一个体现国家综合能力和整体实力的产品。今天，我们从一辆汽车中既可以看到这个国家的重工业水平，也可以看出这个国家在智能、算法等软件上的开发能力，更可看出芯片、传感器等高精尖零部件的研发能力。那么，即将从我们手中诞生的又会是怎样一台车呢？

期盼着，终于迎来返校的日子。前期设计工作基本完成，下一步的造车任务更加细致复杂。现在的车辆工程已不再局限于传统机械工程背景下的学习，而是要学会“跨界”——把其他学科领域里的技术和研究成果学过来、用上去。在车辆整体设计的过程中，三电系统的布局就是跨专业的典范。数字电路、模拟电路、信号、控制这些在传统的车辆工程中都不是重点，但在如今乃至未来的实际应用上，这些内容却关乎车辆设计和安装的各个环节。为了尽可能保证项目进度，我跟车队里电气工程和自动化专业的同学经常交流，在MOOC上学习一些会用到的专业课。为了能够更好地适应未来的时代要求，我在假期里还读了一些自动驾驶与智能控制的技术书，并通过计算机模拟了图像识别和信号处理之后的操作指令。当然，机械专业还是车辆之本，因为没有机械基础的人对于整车设计制造根本无从下手。

刚一开始进实验室造车，工具就先让我开了眼，许多我都叫不出准确的名字，绝大多数机器也都没见过，更不会用。队长和总工带着我们学习这些工具的用法，了解它们的优势和弊端。因为是第一次做设计，我们的一部分设想在工程实践中很难达到，甚至出现了相互干涉的情况。我们跟老师一起研究，寻找可以达到设计目标的其他工程实现路径。而对于牵一发动全身的机车来说，每一次重新建立的工程路径都会牵扯到许多零配件的安装，需要不断返工。我在这种反复的磨砺中学习着处理设计与生产之间的冲突。

在大家拼命赶工之下，我们的车架终于在一个月后出现在实习中心的车队专属实验室里。这时距离比赛仅剩下不到半个月的时间了。大家心里都明白，这次参赛肯定没戏了。不过，这是我们第一次转型造纯电动方程式赛车，闭关修炼一年，对于车队未来的技术发展还是有好处的，所以大家决定，依然要让这辆电动方程式赛车“奔现”。

赛道变操场 你依旧是最靓的“仔”

虽然没有比赛期限的压力，但各种难题还是找上门来。好在我们团队有“老吴”——吴江老师坐镇，他是工学院和车辆专业的元老级人物，以严苛闻名。在给赛车装配尾翼时，我的肋板安装没有对齐，这对整车结构影响不大，但这个细节还是被老吴发现了，他说：“大家做的是一辆车，要严谨再严谨。因为得对每个驾驶者负责，在人命关天的安全问题面前，丝毫马虎不得。”我们把老吴的话记在心里，汽车装配过程也越发顺利。终于，我们在年底前完成了车辆相关的全部工作。

1月5日这一天，寒冷也挡不住校园里的兴奋和热情，伴随着场外的欢呼声和收集拍照的喀嚓声，一辆酷炫的电动方程式赛车驶入田家炳体育场。

红、黑撞色的车身凸显出它“暗夜精灵”的设计理念，在闪光灯的照耀下，黑色碳纤维板泛出鱼鳞般的波光，映衬得红色更加鲜艳耀眼。车头上贴着象征“北京林业大学”的松树Logo，修长的车身和极低的底盘，讓车的整体表现得既优雅又富有动感。

只见前铲和尾翼在略有凹凸的塑胶跑道上微微抖动跃跃欲试，就像我们按捺不住的激动一样。“仪表接通、控制器接通、主电源接通”随着最后的检查结束，所有人员撤离跑道，到安全区远远地期待着车辆发动。队长张鹏把握着方向盘的手牢牢攥紧，他将右脚轻轻搭在了油门上随着老师手起旗落，这只暗夜里的小精灵犹如一道电光一闪而出，瞬间便跑过了长长的直道。张鹏稳握方向，轻点刹车顺利入弯。弯道里，车身微微向右倾斜，展示着它灵活的身姿。轮胎牢牢抓住地面，给人一种安全感。这一松一紧之间，是所有参赛队员倾注一年时间进行的精准调教。不到半分钟，车辆已经跑完一整圈，稳稳地停到我们面前。3秒钟的沉寂后，欢呼声如火山爆发一般震天动地。大家一齐跑进跑道，团团抱住刚从车里跳出来的张鹏，把他高高地抛向空中

责任编辑：马春梅