佛吉亚座椅骨架平台Dragon 3.0 - 一个设计开发者的故事

汽车   2024-12-26 07:03   北京  

佛吉亚Dragon 3.0平台是佛吉亚针对中国市场打造的座椅骨架平台,核心是成本优化和重量性能。Dragon 3.0骨架平台涵盖4向手动座椅到8向电动座椅的功能扩展。


Dragon 3.0骨架平台在2016年开发后被多个主机厂的相关车型所应用,例如:宝沃、理想、五菱、比亚迪、蔚来等等。



佛吉亚Dragon 3.0平台骨架


下文是佛吉亚Dragon 3.0骨架平台参与者西贝大师根据自身经历所撰写,特此转载,供行业人员参考,感谢原作者。


佛吉亚Dragon 3.0骨架平台

起源篇


十年前,F家是高傲的雄鸡企业,大外资,国内OEM绕不过的Tier1,但是Local OEM接触过以后都会发出一声叹息,有点东西,但是用不起,所谓南有乔木,不可休思;汉有游女,不可求思,且高且贵,生意错失,于是领导们痛定思痛,决定重启曾经搞过的龙平台,但要做低成本但性能尚可的骨架平台来推广。
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从头开发一个新的平台首先最重要的一点是要定目标,于此目标有二:
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  1. 主副驾一套6+4手动座椅骨架价格不超过XXX,不能写,但是绝对创公司纪录的低,单座椅的除机构件物料成本一百多;
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  2. 性能分梯度,入门版满足国标,标准版达到日系水平,豪华版前后碰能量曲线增高。

目标定好了,从哪些方面来实现呢?工艺、Package及材料。

F家的骨架讲究一个工艺平台化,目的是随便一个工厂通过调整都能生产不同项目的骨架,龙三特殊的地方在于调查了各个工厂的产能,本着尽量应用富裕产能以及尽量省节拍的目标定义出了一套不同于欧洲人之前平台定义的工艺路线,比如靠背全弧焊、比如Link四点压铆、除了靠背几乎无焊接的连接工艺、比如管子的艺术之旅。
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这个平台的Package怎么定出来的呢,我们做了个Benchmark,收集了数十款骨架平台不同的指标:开档、长宽高、MTM、Travel box、滑轨角度等等,接近中值去取,影响成本较大的尽量往中下走。
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材料这块也是研究各种减薄减重,比如F家GuideLine调角器下连接板标准设计是2.5mm料厚,我们考虑了2.2mm的可行性,包括翻孔强度,塑料衬套(Igus的还是可以的)的应用,坐盆边板普通高强度薄板,结构上创新让碰撞力直接从前防潜管直接传到Link上再作用到滑轨,这个设计由于和欧洲有本质差异还和欧洲的高管吵过架。标准版还用了小盆面的设计,本来是想直接焊接钢丝做支撑,经过计算发现冲压薄板更经济实用。
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总之,经过10个月的时间从开始画数据到DV完成还是很有成就感,也帮助公司顺利拿这个设计去谈了不少项目包括合资,曾经以为这个平台的底限是五菱,上限最多也就理想了,没想到后来又有了五十万的ET7还有百万的仰望,虽然修饰过,但总给人一种德不配位的感觉,很不好意思应该搞的再好一些的。



佛吉亚Dragon 3.0骨架平台

选材和工艺篇


「关于材料」


要给两家供应商打个广告,他们帮我良多,但是限于成本压力,合作机会不多。

一家是SSAB,瑞典钢铁公司,他们家的980的薄板材料真的是天花板,稳定且易成型。


当初Nissan一个座椅的靠背侧板选到980的材料,冲压的时候用宝钢的就是裂,SSAB就不会;另外宝马奔驰联名的IBK的骨架平台,号称轻量化高强度骨架平台先行者的,坐盆侧板也是用的他们家材料,联合开发的,其它家当时的成形性和稳定性是不行的,包括NIO的骨架平台的侧板最早用他们的材料卡片算成形分析是没问题的,用其它家就不行,最近几年,他们又推出了无化石钢的概念,可以减少碳排放以适应企业ESG的要求,可惜的是由于要全进口,成本一直是短板,除非不可替代的时候才能用一下,比如强度上到一千三百兆帕的薄板钢材。



SSAB 无化石钢
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另一家是易格思Igus,德国企业,本着严谨的态度对待原材料,他们家工程塑料的衬套在我看是无可替代的。龙三用了不少,四连杆旋转付大小衬套都是选的他们家的,但是后来由于成本问题可能被VAVE了,说可能是我离开以后VAVE过啥确实不太清楚,听说有的供应商甚至就搞个常规的尼龙衬套就敢上的,只能说现在大家底线越来越低,出现各种耐久异响问题也是在所难免。



易格思Igus产品库

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关于冲压


网上有各种工艺和成型性的指导,不细聊了,和龙三有关的就是当初龙三关于冲压件是定了材料利用率的目标的,这也是成本考量的一个方面,比如大冲压件要求利用率到60%,类似这种。


另一个是翻孔,关于翻孔质量是有很多LLS的,好像通用项目甚至因为这个产生过千万美元级别的召回,日系对供应商没信心到安全连接禁止使用翻孔螺纹连接,现在F家的供应商翻孔质量也不如以前好了。主要考量的点是翻孔高度减薄率背面圆角破坏扭矩和顶出力这些东东,现在的市场环境大家都拼命压供应商成本的情况下能做好真不容易。
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关于胀管


另外在我看来,确实F家把管子的工艺玩出花了,主要是欧洲有个传奇的专家叫苏博士的,他们家族是真的日不落家,成员分布于世界各地,他是在德国专门研究金属成形的,搞了个新的胀管工艺,刚好龙三开始设计的时候跑去做workshop,聊呀聊呀就用上了,之前管子和钣金件后link和齿板的胀管工艺的配合处是一圈均匀的类似齿型的花型来防转,现在他搞的新工艺是钣金件开两个大缺口把管子的料挤进去来防转,想象中是能增大破坏扭矩,实际上这是个没有完全成熟的工艺,虽然最终的测试扭矩加大了,但是由于挤进料不会那么刚好挤满,总会有点间隙,就会导致一个现象就是这个总成受到一定扭矩会滑一下,等于是有个间隙。


后来宝马是不接受这个间隙的存在的,但刚开始这个问题还没有验证充分的时候,龙三用了这个设计,一直到几年后才改回早古的花型设计。有趣的是几年后,我在福特某个项目看到了一样的设计,拷贝了错误的设计。
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关于焊接&铆接


龙三因为要利用富余产能,当时统计F家的工厂,只有弧焊是产能过剩的,所以标准版采用了弧焊靠背的设计,由于都是薄板,最开始定义的所谓CMT冷弧焊,但后来生产的工厂多了因为成本问题,很多也就普通焊机直接焊了。


后来在另一家公司,他们买了BYD的座椅,做了关于龙三的Benchmark,看到那个焊接质量,目视一些焊接间隙都超1mm的,只能说心底凉凉。当时还研究了F家的调角器的弧焊,确实比较难控制,热影响对F家的精密产品影响还是蛮大。
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龙三上另一个我认为值得那年最佳INNOVATION的是他的四连杆和滑轨支架的四点压铆用了四个压铆螺钉一次压铆完成,节拍极快,单铆钉成本也仅为F家标准设计那个拉铆螺钉(似乎当时还要进口)的六七分之一的样子,这个要感谢刘专他们大力支持做的各种工艺参数的调整。
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另一点是滑轨支架和滑轨的连接形式,有个奇怪的事情是从常理上激光焊是比八组螺栓螺母应该是省钱的,但是往往根据项目的不同机构件组会给出不同的结论,我至今不能理解为什么他们算的用八组螺栓螺母比直接焊接要便宜?虽然当时官方解释是激光焊的焊前处理比较花钱。
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另外还有标准件凸焊到冲压件的设计,很正常的设计,现在接触的一家供应商天天报焊接不牢容易掉,要改烧焊上去的,其实你把四个凸点VAVE到2个当然不会牢,一言难尽又忍不住吐槽,不应该,不应该。
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关于电泳

大家工艺都差不多,有的调角器不能进电泳池就只好喷粉的,经常会导致座靠连接孔的尺寸变化,因为涂料堆积到螺纹上会导致将来座靠螺栓连接不好打,最好保护一下,龙三因为成本是靠背不电泳的,当然也要看客户要求做调整。


从这方面看,日系车是不能买的,但凡能节省材料和成本的地方都会省掉,包括高端的雷车。通用的靠背本来也是全电泳后来就跟着日系学取消靠背电泳。
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关于装配

聊一下装配,龙三大部分都是焊接和扩管压铆之类,用到的紧固件也是前所未有的少,主要是调高泵和电动版本的电机的固定,当时甚至调高泵都想用自压铆的形式,nano难弄,讲起来都是泪。


F家的工艺控制还是遵循了欧洲企业一贯严谨的作风的,当然最严谨的是B家。
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关于调高的助力扭簧


有个好笑的故事,日系项目最早是L形往回折成类似棒棒糖的O形,欧洲用的蛇形就类似S的形状,本来都没啥问题,后来发现两边互相拷贝,分别发了个CR,欧洲改成了O形而日系改成了S形。龙三开始用的比较细的6mm的扭簧设计,还是成本,只要调节力和速度满足,尽量细,可能按项目会做些调整。形状S还是O有点记忆模糊了。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

现在的车圈,似乎第一个做出来什么东西的未必能好,往往是更懂营销的利用少量资源抄袭然后花钱营销的更占上风,这就很无奈了。



佛吉亚Dragon 3.0骨架平台
性能篇


聊点落地的性能,当初龙三开发分了三个版本的性能。



「入门版 Entry」


单调角器的入门版,目标是满足基本的国标,事实证明这个版本充满着对中国市场的偏见,认为国产车是低端的代名词,后来陆陆续续的项目也证明这个已经不适合中国市场了。


关于单调有两个有意思的事,一个是曾经人民的五菱也是用单调的,有一次一个人躺着休息把靠背躺坏了,后来就慢慢都改双边了。另一个是在龙三开发的时候,目标是要过国标,但是单调去压头枕静强度的时候位移总是会超,后来发现单调做实验是有手法的,要用个东西把靠背撑住,理由是试验考量的是头枕固定的强度而不是靠背本身的刚度,这样头枕位移量就不会超了。
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「标准版 Standard」


龙三标准版性能是对标Nissan CMF1平台的,除了国标,增加了前后碰的要求,能量曲线也是用的Nissan的做的DV验证。


和入门版的区别就是用了双调角器的设计,但是之前提过,考虑F家工厂富裕产能靠背放弃了标准的激光焊,采用了全弧焊的形式。座垫这块齿板最早也是很激进的用了4.5mm的厚度,入门版甚至丧心病狂的想用3mm料厚的,后来还是放弃了,然后标准版的似乎随着项目的应用料厚也调整到5mm或者6mm的了,这块对耐久和调节平顺性的敏感度太高,厚些靠谱点,对模态也好,大部分Local OEM都在追求16和18的模态数字,也不知道是谁抄谁。
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「豪华版 Premium」


然后是豪华版,基本上就是防潜管加粗,靠背侧板内部铆接了加强板,这样前碰能满足通用标准的需求,后碰基于之前的曲线可以满足靠背张角的变形小于35度。
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当然随着一些项目的需求,激光焊的靠背也用到了平台上,靠背借用F家之前给长城开发的平台的,这个版本套用现在手机圈流行的命名方式可以称之为龙三Ultra板,靠背强度有所增加但其实并没有质变,龙三有个无法解决的问题就是行李箱冲击,由于整体的强度做的太均衡了,加强靠背坐盆侧板折,加强坐盆侧板靠背侧板折,一起加强就从gusset或者侧板没有加强到的地方折,这个study了好久,结论是需要重新设计结构了。还好大部分都不要求前排座椅的行李箱冲击试验,要不国内一大半车都不达标了。
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关于耐久&焊缝

关于耐久,基本上是按通用标准做的验证,疲劳也是,所以侧向30万次的fatigue搞了好久,优化了焊缝才过的。
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说到焊缝,标准版靠背侧板和上横梁的管子焊接是特地设计了C形的焊缝的,最早的直焊缝在前碰的时候假人反弹把焊缝撕裂了,但是这个设计在我后来看某迪的骨架的时候发现其实还是偷懒了焊的直线,焊接质量也和F家的标准有一定差距,还是有很大风险的,没办法。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

「调高泵,手动型号nano」


再谈一下调高泵的手动型号nano,小名难弄,16年9月的一首小诗:
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心似苍天浑一色,意如齿轮锁不定,

世间安得无缺法,质优价廉项目停。

当时做手动版本的DV验证,50分位假人,一碰调高就解锁,连续做了三个,灯塔哥都急了嫌我没sense,当然批评是要接受的,觉的确实是自己草率了,应该先停下来分析的,不能为了赶进度就瞎碰运气。但后来换了工作在B家听说有人做前碰,盆面有小裂痕,连撞30把碰运气的,也是惊呆了。
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「关于鞭打性能」


关于鞭打,龙三标准版及以上的成绩还是可以的,好像第一次随便配的整椅件就撞了4.2分。

龙三项目之初关于性能这块是买了当时市场上销量最好的五款国产车的座椅来对标,测声音,做鞭打,当然龙三最后也是满足了指标,比这些座椅要更轻量化,性能表现也大部分是要超出的。那五把椅子,我记得很清楚的只有宝骏的座椅做鞭打试验的时候解锁失效了。
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关于调节噪声


主要取决于机构件,F家普遍水平。模态的话,骨架轻量化做的很好,8向电动的我记得是12公斤多点,模态可以干到32,但是过于追求轻量化会导致骨架刚性不足,实际配上整椅的重量模态会急剧下降,不像宝马大众的平台,本身虽然重而且骨架模态并没有特别高,但整椅还可以。


说白了,龙三开发的目的是拿一个低价但还可以的骨架来占领市场,这个角度看,是成功的。但实际的应用,配置会越来越高,补丁和衍生版本会越来越多,这是本土企业追求高配的特性决定的
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本是俗世人

偶作未来客

座椅平台多更改‍‍‍‍‍‍‍

初心在不在‍‍

供货要降本‍‍‍‍‍

性能不能虚‍‍

论到试验失效时

到底谁之错

PS:再坚持坚持吧,致忽然又觉得迷茫的自己,迷茫来自于有人非要研究副驾非ABTS的座椅大角度安全,而我觉得就是扯!


CarSeatDesign汽车座椅设计
记录汽车座椅行业正在发生的一切。观点内容不一定准确,互相交流学习。
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