载货汽车底盘装配模块化分装工艺研究

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:袁晓琪1 孙宏强1
[导读] 摘要:优化载重汽车底盘模块化分装工艺,可大大提升汽车底盘的集成度,从而提高整车生产效率。
        1.陕汽集团商用车有限公司  陕西宝鸡  722405
        摘要:优化载重汽车底盘模块化分装工艺,可大大提升汽车底盘的集成度,从而提高整车生产效率。目前国内底盘模块化技术部分已经比较成熟,但还有部分技术未能广泛应用,载货汽车的底盘装配模块化分装工艺仍需不断深入研究。
        关键词:载货汽车;底盘;模块化
        随着经济水平的不断提高,汽车行业也取得了迅速的发展。人们的消费水平不断提高,我国载货汽车的车型设计水平、零件装配工艺水平以及自主研发水平都有很大的提高。载货汽车的底盘模块化分装设计大大降低了整车的成本和零件采购成本,生产效率得到提升的同时保障了消费者的经济效益。目前国内底盘模块化技术已经比较成熟,一些国内合资企业生产的集成度较高的底盘模块已经将底盘的前/后悬、燃油管、排气管、动力总成、换挡等机构集成一块,即使是集成度比较低的也可集成后悬及动力总成,而且汽车底盘的后续模块化合车水平也有进一步提升的趋势,许多国内自主品牌也在加大这方面的投入[1]。传统的汽车底盘开发设计过程中,后期的工艺方案由前期的设计方案决定,因此,在生产过程中,产品结构严重约束了底盘的合装工艺方案,导致部分底盘零件无法实现模块化整体组装,底盘零部件得装配效率大大降低。
        1.载重汽车底盘模块化设计
        为了保证汽车产品能够达到预期效果,在载重汽车的底盘模块化设计和装配过程中要明确以下步骤:(1)设计之前要进行市场调研,了解载重汽车底盘系统的市场需求量;(2)制定初步的设计方案,结合载重汽车的各项性能技术指标,对设计方案的参数进行调整,最终构建最佳模型;(3)结合客户的实际需求,选择最佳的模块进行装配,不断优化[2];(4)有效划分各模块的构建,最终的设计方案中要包含不同模块的有效组合及评价。
        2.载重汽车底盘各系统模块化装配的工艺方案及设计约束
        2.1 动力总成
        汽车发动机的平台化设计决定了动力总成的支撑与定位,一般同平台机型采用相同的支撑与定位设计。定位是动力总成在合车台板上的关键,前副车架和发动机的定位是主要内容。当车身定位孔和副车架在台板定位孔的X,Y向坐标一致时,台板和车身可采用一销两孔的方式定位,当车身定位孔和副车架在台板定位孔的X,Y向坐标不一致时,台板和车身需要增加1组定位销进行定位。
        2.2 排气管
        尽管是同平台车型,但轴距可能不同,车体上的布置方案也有差别,跨车型排气管沿用的情况比较少,需要采用不同方案应对。在台板上选择局部位置设置支撑点,通常采用仿形支撑,这种支撑方式可扳倒,结构简单,解决了不同车型共线时的排气管支撑问题,提升了工装设备的切换效率的同时实现了柔性化生产[3]。
        2.3 后悬
        多连杆及扭力梁是常见的后悬架构。扭力梁结构需提前在安装支架上预留定位孔用于台板上支架的定位,车身上也需预留定位孔配合台板上的定位销实现合车时扭力梁总成与车身的定位。多连杆结构常在后副车架预留定位孔在台板上实现后副车架的定位,车身上预留的定位孔同样与台板上的定位给销配合实现合车时车身与后悬总成的定位。
        后悬总成结构与动力总成的结构相似。副车架能否在台板上有效定位是后悬在台板上的关键。一销两孔定位方式适用于当副车架台板与车身的定位孔X,Y向坐标一致时,若不一致时,则需要在台板上增加1组定位销。较多的弹性件可能会影响后悬的合车姿势,因此需要增加必要的保持机构加以控制。


        2.4 制动管路
        制动管夹在和车前被预置在合车台板的支撑上,制动管夹在合车过程中被支撑向推力推入车身螺栓。一旦汽车底盘模块集成了制动模块,设计便会受到约束,合车台板上的管夹支撑受到共线车型制动管路走向的影响,一旦管路走向发生变化,管夹支撑也得相应调整,因此台板设计更加复杂,难度也增加[4]。
        2.5 燃油箱
        通常底盘部分安装点自动拧紧,底盘模块的装配质量得到保证,装配效率也大大提升。自动拧紧方式也同样适用于燃油箱的模块化,15mm是油箱与周边部件的最小间隙,防止合车时二者发生干涉。油箱绑带上的预留定位结构将油箱位置进行了定位。合车时,油箱在设计位置通过联系杆由拧轴紧固。
        2.6 加油管
        加油管模块化是在油箱模块化的基础上实现。加油管的模块方式主要有两种,一种是软管将加油管对接后整体合车,另一种是通过焊接方式将加油管焊接到燃油箱上一体合车供货。同样加油管上需预留定位保证合车时能保持设计姿势。10mm是加油管与加油口和车身之间需要预留的最小间隙,避免合车时可能出现的干涉。在台板上增加定位孔与加油管上预留的定位孔配合,定位了加油管的同时,能保证合车时加油管姿态的稳定,或者设置夹持结构能起到同样的效果[5]。
        2.7 换挡操纵机构
        排气管隔热罩的模块化是换挡操纵机构实现模块化的基础,一旦隔热罩定位在合车台板之后,定位和支撑换挡操纵机构均由隔热罩提供。底盘合车后的装配通常会受空间限制,因此必须先将换挡拉索与变速器分装连接,同时变速器连接端到换挡拉索之间不能与车身前围板区域有固定关系。准确的定位可有效解决合车过程中换挡操纵机构与车身的打紧装配关系,或者通过换挡操纵机构自带的螺柱也同样能实现合车的准确定位。
        2.8 排气管隔热罩
        拧紧轴在合车后将排气管拧紧,因此隔热罩安装时需要预留避让拧紧空间。合车台板支撑上排气管隔热罩的固定方式主要有以下两种:一是用螺栓打紧,隔热罩合装后,各安装点通过联系杆被拧紧轴打紧。二是在台板合车时就将夹片卡入车身螺栓固定隔热罩。
        结语
        目前国内大部分载重汽车生产厂家目前国内底盘模块化技术已经比较成熟,尤其是后悬的模块化和动力总成的模块化已经大规模应用,但像换挡操纵机构模块化、制动管路模块化、加油管模块化等技术还未成熟,未能大规模应用,因此在后续的载重汽车整车项目开发中要将上述几种模块化技术适当进行搭载验证,进一步提升整车底盘的装配质量和效率,为我国汽车装配技术的提高打下坚实的基础。
        参考文献:
        [1] 石领占.关于模块化技术在汽车总装工艺应用的分析[J].机械动力工程,2018(4):176.
        [2] 金忠宝,谢坚.汽车总装生产线设计分析[J].内燃机与配件,2017(15):30.
        [3] 刘彬.论汽车总装工艺技术的应用及发展趋势[J].时代汽车,2018(8):103.
        [4] 刘彬.论汽车总装工艺技术的应用及发展趋势[J].时代汽车,2018(8):103.
        [5] 张丽珍,邵祺,杨加庆,宋政,戴鹏.汽车装配标准工时设计中模块化设计方法的研究 [J].现代制造工程,2017,05:120-125.
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