西班牙SEAT公司一發(fā)布最新的SEAT Leon汽車，它的運(yùn)動(dòng)汽車部門——SEAT Sport的工程師們就迅速做出反應(yīng)。為使其能夠參加國際汽車聯(lián)合會(huì)（FIA）世界房車錦標(biāo)賽（WTCC），他們幾乎是在同一時(shí)間就開始重新設(shè)計(jì)此款汽車。在不到5個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，SEAT Leon系列汽車就被改造成極具競爭實(shí)力的比賽用車。
改裝賽車的技術(shù)要求
國際汽車聯(lián)合會(huì)（FIA）組織的WTCC類似于F1大獎(jiǎng)賽，其比賽用車都是在至少有25000輛產(chǎn)量的房車基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)而成的。WTCC對哪些零件可以改動(dòng)，改動(dòng)到何等程度的規(guī)定比其他任何FIA比賽都嚴(yán)格。比如，賽車的外殼形狀和厚度要與原有車型保持一致，但允許改進(jìn)兩翼以加強(qiáng)空氣動(dòng)力學(xué)。賽車的懸掛件可以用不同材料的相似零件制作，但其結(jié)構(gòu)理念要保持一致，且固定點(diǎn)與其原設(shè)計(jì)不能相差20毫米以上！翱傊，我們希望商用汽車的標(biāo)準(zhǔn)零件也可以適用于賽車上！ SEAT Sport的管理總監(jiān)Jaime Puig解釋道。
2007賽季，SEAT Sport車隊(duì)的目標(biāo)是生產(chǎn)出15輛世界房車賽比賽用車（超級(jí)2000規(guī)格）和80輛超級(jí)杯初級(jí)比賽用車。車隊(duì)在Matorell一萬多平方米的廠房內(nèi)對主要賽車及其零件進(jìn)行組裝和檢修。由于內(nèi)部生產(chǎn)能力有限，所以超過一半的零件是由外部提供的。同時(shí)，車隊(duì)還依賴外部廠家完成物理檢測。比如，賽車的風(fēng)洞試驗(yàn)就是由位于德國的奧迪總公司的工廠測試完成的，因?yàn)樵谖靼嘌啦荒芴峁┖线m的風(fēng)洞。由于制造和測試領(lǐng)域的諸多挑戰(zhàn)和時(shí)間周期的巨大壓力，先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)對SEAT Sport車隊(duì)的成功至關(guān)重要。
然而，工程師們面臨的最大挑戰(zhàn)，還是如何優(yōu)化以Leon車為基礎(chǔ)的WTCC賽車。它們將在房車錦標(biāo)賽中與BMW、Alfa Romeo和Cherolet等汽車一決高下。
最多十個(gè)改裝零件
要贏得WTCC的勝利，還要克服許多技術(shù)障礙。例如，Leon系列車的引擎沒有其他賽車強(qiáng)大，因此，工程師們需要在符合FIA規(guī)定的情況下重新設(shè)計(jì)引擎，以達(dá)到每分鐘最多8500轉(zhuǎn)和270馬力。另外，在賽車性能的優(yōu)化過程中，需要嚴(yán)格遵守比賽委員會(huì)對賽車的要求。在賽車首次參賽前，必須滿足大賽對賽車關(guān)鍵零件改造的統(tǒng)一要求。每輛車在其競賽生涯中，最多只能有10個(gè)改裝零件。因此，認(rèn)真跟蹤設(shè)計(jì)改進(jìn)流程就格外重要！斑@就意味著工程師在研發(fā)一輛新的房車賽賽車時(shí)，一開始就要找對方向！盝aime Puig強(qiáng)調(diào)。
在短短幾個(gè)月內(nèi)，將現(xiàn)有車型改造成符合WTCC標(biāo)準(zhǔn)的賽車，需要多方面的緊密合作。
雖然FIA對車輛的改裝有嚴(yán)格的規(guī)定，車體和引擎仍將進(jìn)行重大改變以提高車的性能和安全性。前后車體使用纖維合成材料代替了原有的材料，使得車體重量大大減輕，并提高了賽車在賽道上的穩(wěn)定性。賽車的駕駛員座艙是管式支撐結(jié)構(gòu)，因此懸掛、剎車和轉(zhuǎn)向都需要與輪胎的控制保持協(xié)調(diào)。此外，賽車的油缸、活塞、變速箱和離合器都被調(diào)試以達(dá)到最快加速和引擎最高速度。
SEAT Sport的工程師團(tuán)隊(duì)幾乎檢查了賽車的所有關(guān)鍵零件。一輛房車賽賽車的研發(fā)與其他車輛研發(fā)最大的不同在于，時(shí)間更緊迫，資源更有限。它的開發(fā)過程就像汽車開發(fā)流程的快速運(yùn)動(dòng)圖像，需要一整套強(qiáng)大的工具來完成設(shè)計(jì)、模擬、生產(chǎn)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。Jamie Puig說：“靈活性、速度和不斷的優(yōu)化是賽車運(yùn)動(dòng)成功的關(guān)鍵！
如何提高開發(fā)速度
對賽車的反復(fù)改進(jìn)需要開發(fā)工具提供全面的功能，以覆蓋整個(gè)汽車開發(fā)流程。SEAT Sport的開發(fā)小組采用包括以Pro/ENGINEER為標(biāo)準(zhǔn)工具的PTC產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，在產(chǎn)品開發(fā)過程中研究虛擬設(shè)計(jì)的可行性。實(shí)體建模、表面設(shè)計(jì)、組裝、打樣、結(jié)構(gòu)分析和金屬板延展在同一標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境中完成！斑@個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其眾多的功能可以在統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)不同模塊的整合。”SEAT Sport的首席工程師Benoit Bagur說，“我們對汽車開發(fā)的需求與其他汽車生產(chǎn)廠商并沒有很多的不同，但我們負(fù)擔(dān)不起為每項(xiàng)任務(wù)配備專門人員和專用工具。我們需要易用的工具，使我們的團(tuán)隊(duì)在一周的培訓(xùn)后就可以開始工作。”
這項(xiàng)技術(shù)同樣被用于高級(jí)結(jié)構(gòu)分析，以模擬在最惡劣的條件下關(guān)鍵零件的功能運(yùn)行情況。這包括運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)分析檢測在可能的撞擊情況下，懸掛器、方向盤和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)的工作狀況。模擬的主要目的是盡可能地減輕零件的重量，提高賽車的穩(wěn)定性，在確保賽車性能的同時(shí)，加強(qiáng)安全性。模擬和分析的無縫結(jié)合為車隊(duì)節(jié)省了大量時(shí)間和金錢。“如果可以做好分析工作，我們就可以節(jié)省所需模型數(shù)量，”Benoit Bagur說，“舉個(gè)例子，為輪緣開發(fā)一個(gè)鑄件，需要6個(gè)月的時(shí)間，并花費(fèi)3.6萬歐元。而任何的修改都意味著3000到6000歐元的額外費(fèi)用，以及另外4個(gè)月的測試時(shí)間。”
SEAT Sport車隊(duì)在開發(fā)流程的早期就采用集中的方法，這有利于縮短設(shè)計(jì)周期，比預(yù)期更快地將賽車制造完成。自2005年8月以來，賽車的制造團(tuán)隊(duì)就和Leon團(tuán)隊(duì)展開了競爭。車隊(duì)只用了5個(gè)月的時(shí)間就將普通用車改造成符合WTCC需要的比賽用車。模擬和分析工具的整合運(yùn)用使SEAT Sport車隊(duì)比過去可以做更多的研發(fā)工作，同時(shí)加速了優(yōu)化過程。此外，車隊(duì)還利用產(chǎn)品周期管理的Windchill，通過一個(gè)單一平臺(tái)來獲取和管理所有的信息！巴ㄟ^單一資源就可以獲取和存儲(chǔ)所有相關(guān)信息，為我們的工作提供了必要的技術(shù)支持，提高了我們的工作質(zhì)量。”Jaime Puig強(qiáng)調(diào)道。
先進(jìn)開發(fā)技術(shù)
SEAT Sport的工程師將由其他工具生成的汽車主體的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，然后在設(shè)計(jì)過程的后期利用參數(shù)，重新制作幾何圖形。Benoit Bagur解釋道：“這樣的做法可以比從有限的功能平臺(tái)上輸入數(shù)據(jù)快很多！惫こ處焸冞通過參數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并修改復(fù)雜的自由曲面。尾翼和其他車身零件都不是直接壓在金屬板上，而是用復(fù)合材料手工壓模。
管狀結(jié)構(gòu)的傾斜桿設(shè)計(jì)增強(qiáng)了駕駛員座艙承受力，工程師們通過Pro/ENGINEER的多功能來加工駕駛艙的基本材料金屬板，他們通過這項(xiàng)可以展開金屬板，并精確地畫出金屬板的焊接點(diǎn)。整體輪廓可以用安裝了NC程序的激光切割機(jī)完成。Benoit Bagur說：“由于可以自動(dòng)畫出傾斜桿的輪廓，我們節(jié)省了大約50%的時(shí)間。”這個(gè)管狀結(jié)構(gòu)還可以輸入到結(jié)構(gòu)分析模塊中，有利于最大限度地提高保護(hù)欄的穩(wěn)定性，減少所受到的沖擊力。
Benoit Bagur說： “Pro/ENGINEER還幫助我們解決了托架支撐傳感器控制輪胎溫度的問題。由于振動(dòng)的問題，原有的鋁制部件容易斷裂，我們通過多次頻率實(shí)驗(yàn)，用碳纖維托架替代了原有鋁制托架，提高了部件的抗擊力。”
另一個(gè)有用且獨(dú)特的分析工具是Pro/ENGINEER的Behavioural Modeling Extention（BMX），它可以在指定物理?xiàng)l件的情況下，優(yōu)化規(guī)定好的幾何設(shè)計(jì)。SEAT Sports車隊(duì)的工程師們運(yùn)用BMX的功能減輕調(diào)速輪的重量，平衡它的質(zhì)量慣性，改進(jìn)其尺寸和在車輪金屬板上的鑲嵌位置！巴ㄟ^這個(gè)工具，我們僅用了20分鐘就找到了調(diào)速輪的優(yōu)化！盉enoit Bagur說。
總之，賽車在賽場上的成功從賽車最開始的研發(fā)就開始了。所采用的技術(shù)也要遵循賽車的一貫標(biāo)準(zhǔn)：速度、靈活性和最優(yōu)，以取得最佳結(jié)果。
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ＳＥＡＴ Ｓｐｏｒｔ位于巴塞羅那附近的Ｍａｔｏｒｅｌｌ，距ＳＥＡＴ總公司的研發(fā)基地有數(shù)百米。ＳＥＡＴ Ｓｐｏｒｔ成立于１９７０年，在１９８０年曾經(jīng)一度解散，但在１９８５年又重組起來。現(xiàn)在的ＳＥＡＴ Ｓｐｏｒｔ有１１０多名員工，超過一半的員工都在從事研發(fā)工作，其中包括２７名工程師。車隊(duì)的工作十分繁忙，因?yàn)樗麄儾粌H要為在３大洲１１個(gè)國家舉行的ＷＴＣＣ比賽提供ＦＩＡ ｓｕｐｅｒ ２０００賽車，同時(shí)他們還要為在英國、德國、土耳其和西班牙等國舉行的ＳＥＡＴ Ｌｅｏｎ超級(jí)杯比賽設(shè)計(jì)賽車。過去４年來，ＳＥＡＴ Ｓｐｏｒｔ在Ｌｅｏｎ ＣｕｐｒａＲ車系基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的賽車超過１５０輛，同時(shí)制造的Ｇｒ Ｎ系列賽車適用于區(qū)域賽的比賽。在２００６年的房車錦標(biāo)賽最佳生產(chǎn)廠家的排行中，ＳＥＡＴ Ｓｐｏｒｔ車隊(duì)已經(jīng)上升到第二名的位置，同時(shí)其車隊(duì)的兩位賽車手Ｙｖａｎ Ｍｕｌｌｅｒ和Ｇａｂｒｉｅｌｅ Ｔａｒｑｕｉｎｉ分列總排行的第四和第五。