前懸架及動力總成分裝線同步工程的應(yīng)用

趙明曜、侯玲麗、譚志斌

（廣汽乘用車有限公司，廣州 511434）

0 引言

隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)品開發(fā)周期的縮短，平臺、車型的逐步增多與細(xì)分，設(shè)計研發(fā)的周期被一再地壓縮，導(dǎo)致了在樣車試制階段驗證標(biāo)準(zhǔn)和要求的大幅提升。一般在設(shè)計和試制階段，工藝技術(shù)員就要發(fā)現(xiàn)和驗證存在的問題，并提出有效的解決措施。前懸架及動力總成產(chǎn)品開發(fā)周期長，數(shù)據(jù)凍結(jié)時間早，且后期修改設(shè)計成本高，如果通過運(yùn)用同步工程技術(shù)，在產(chǎn)品開發(fā)階段進(jìn)行虛擬裝配，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在的問題并修改，可以大大降低開發(fā)成本和周期。本文總結(jié)出同步工程在前懸架及動力總成分裝線的應(yīng)用，從而更好地指導(dǎo)前懸架及動力總成的工藝校核。

1 同步工程

1.1 同步工程的概念

總裝同步工程指工藝與產(chǎn)品同步，是汽車開發(fā)過程中，總裝工藝同步參與設(shè)計開發(fā)的過程，主要對工藝流程、裝配空間、裝配品質(zhì)和制造成本等進(jìn)行全方位工藝適應(yīng)性分析檢查。對產(chǎn)品存在的問題在設(shè)計和試制階段進(jìn)行檢查，預(yù)先對量產(chǎn)時可能出現(xiàn)的問題點采取預(yù)防改善措施，提高新車型生產(chǎn)可行性、設(shè)備工具兼容性，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期和降低項目開發(fā)成本的目的。

1.2總裝同步工程的應(yīng)用

同步工程貫穿于新車型導(dǎo)入的全生命周期中，其重點在可研、設(shè)計以及試制階段對前期的產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行校核及修正以加快產(chǎn)品導(dǎo)入。在可研和設(shè)計階段，利用同步工程技術(shù)預(yù)先識別出涉及到設(shè)備、工裝及工具的變化點，從而為后續(xù)設(shè)備和工裝導(dǎo)入指明方向。特別是各線體和升降機(jī)相關(guān)的設(shè)備工裝信息，都要進(jìn)行重點校核。在校核已明確的變化點同時，也需要重點關(guān)注一些“無變化”但又涉及到重點工裝設(shè)備的總成。

在車型試制階段，產(chǎn)品數(shù)據(jù)已稍微成熟，可以借助數(shù)模進(jìn)行虛擬裝配，來評估裝配工藝的合理性；通過實車裝配進(jìn)一步驗證工藝順序的合理性。如果發(fā)現(xiàn)裝配順序錯誤或者可以對其進(jìn)行優(yōu)化時，需聯(lián)合設(shè)計和生產(chǎn)部門進(jìn)行實車驗證和評估。驗證無誤后及時更新裝配指導(dǎo)文件，并定期對裝配文件進(jìn)行檢查確認(rèn)，避免錯裝和漏裝造成不良，以及對難裝問題及時進(jìn)行改善。

2 前懸架及動力總成的組成與裝配工藝

2.1 前懸架及動力總成

汽車懸架主要起到支撐、定位以及緩沖減振等功能，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式主要分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。目前大部分乘用車前懸架采用麥弗遜式、雙橫臂式和多連桿式獨(dú)立懸架， 10萬～20萬元價位的乘用車，其前懸架幾乎都采用了麥弗遜式獨(dú)立懸架。麥弗遜式獨(dú)立懸架主要由減振器、轉(zhuǎn)向節(jié)、下擺臂、制動卡鉗以及橫向穩(wěn)定桿等零件組成（圖1）。

圖1 前懸架總成

汽車動力總成是為汽車提供動力的重要部分。燃油車動力總成主要包括發(fā)動機(jī)、變速器、發(fā)電機(jī)、起動機(jī)、燃油管路、冷卻系統(tǒng)以及發(fā)動機(jī)線束等。隨著汽車產(chǎn)業(yè)逐步向電動化及智能化轉(zhuǎn)型，一些傳統(tǒng)車企開始發(fā)展混動技術(shù)。其中混動汽車的動力總成和燃油車也有所不同，燃油車動力總成部件外，還有電機(jī)控制器和高壓線束等（圖2）。

圖2 動力總成組成

2.2 前懸架及動力總成的裝配工藝

某乘用車前懸架及動力總成分裝線由兩段U型線體組成（圖3）。前懸架和動力總成兩者先各自單獨(dú)進(jìn)行分裝，分裝完成可直接進(jìn)行合裝。這樣的布置可使分裝線更加緊湊，減少大量步行與轉(zhuǎn)運(yùn)工時。前懸架及動力總成分裝線的具體工藝流程如表1所示。

圖3 前懸架及動力總成分裝線

表1 前懸架及動力總成分裝線的工藝流程

3 前懸架及動力總成分裝線同步工程的分析及運(yùn)用

前懸架及動力總成分裝線存在較多的工裝設(shè)備，不同結(jié)構(gòu)的前懸架及動力總成，其支撐點以及懸掛點一般不同。如果前期不對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行約束，導(dǎo)入新的前懸架及動力總成時，需要對分裝線進(jìn)行大量的改造，成本費(fèi)用極高。因此需要在產(chǎn)品設(shè)計前期，引入同步工程對分裝線的通過性和裝配性進(jìn)行分析。

3.1 通過性分析

3.1.1 零部件分析

工件的外形尺寸和質(zhì)量不應(yīng)超出分裝線的允許值。汽車前懸架及動力總成的總質(zhì)量相對較大，發(fā)動機(jī)及前副車架的起吊一般都要借助電動輔助設(shè)備，不排除由于零部件質(zhì)量過大而導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備不能滿足生產(chǎn)要求的可能性。且零部件質(zhì)量超出員工作業(yè)負(fù)荷時（一般零件的質(zhì)量≥12.0 kg），需要提前導(dǎo)入吊裝輔助設(shè)備。例如A車型轉(zhuǎn)向器，由于其電子控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向器為一體來件（圖4），導(dǎo)致轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量為16.5 kg，超出員工搬運(yùn)允許的最大質(zhì)量，因此需要提前導(dǎo)入吊裝設(shè)備。

圖4 電控轉(zhuǎn)向器示意圖

3.1.2 定位分析

需約束發(fā)動機(jī)及前副車架焊接總成上的定位孔數(shù)量和孔徑，以及所在整車坐標(biāo)系的位置。一般臺板上的支撐銷要滿足多車型共用，因此新車型發(fā)動機(jī)及前副車架焊接總成在產(chǎn)品設(shè)計時，定位孔數(shù)量、孔徑及位置坐標(biāo)要參照產(chǎn)線已有量產(chǎn)車型進(jìn)行約束，并且前副車架需配有一個精定位孔和一個輔助定位腰型孔（圖5）。

圖5 某量產(chǎn)車發(fā)動機(jī)定位銷示意圖

3.1.3 工裝設(shè)備分析

前懸架分裝線的重點設(shè)備有前輪外傾角設(shè)備、TCU刷寫設(shè)備、加注設(shè)備和電動擰緊工具等。這些重點設(shè)備改造成本高且周期長，需進(jìn)行重點校核，確保設(shè)備的通用化。

（1）前輪外傾角設(shè)備（圖6）：需約束轉(zhuǎn)向節(jié)與減振器2個緊固點的擰緊間距，和制動盤支撐輪廓的支撐半徑，圖示供參考（圖7）。

圖6 前輪外傾角設(shè)備示意圖

圖7 減振器與轉(zhuǎn)向節(jié)緊固點約束

（2）電動擰緊工具：前懸架及動力總成分裝線存在較多的電動擰緊工具，其緊固件規(guī)格和力矩一般都比較大。當(dāng)擰緊件扭矩≥65 N·m 時，需要導(dǎo)入帶反作用力臂的電動擰緊工具擰緊。電動擰緊工具對緊固點空間及擰緊角度都有特定要求，且其擰緊工程一般為定作業(yè)。

在前期校核設(shè)計時，應(yīng)運(yùn)用同步工程技術(shù)，對電動工具及大力矩緊固點（≥65 N·m）進(jìn)行虛擬裝配校核，保證擰緊空間及角度滿足電動擰緊工具要求。編排在同一工位的擰緊工程，力矩、擰緊方向和空間必須在設(shè)備滿足的范圍內(nèi)，且盡量不要采用特殊定制工具。

3.2 裝配性分析

3.2.1 工具分析

前懸架及動力總成分裝線的裝配工具主要有風(fēng)扳、電池槍、扭力扳手和電動工具等。由于底盤分裝線緊固點的力矩值普遍偏大，且零件的工序保證能力（PAC）等級多數(shù)為A、B級，因此線上有較多的連鎖工具。在同步工程校核時，要保證現(xiàn)有的連鎖工具選型能滿足多車型通用；產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)保證足夠的設(shè)備空間，減少連鎖擰緊工具與特殊工具的新增。

3.2.2 裝配順序校核

因動力總成分裝線存在較多的線束、冷卻管路以及燃油管路，零部件數(shù)量較多，檢核裝配順序時要注意這些線束管路與其他零部件之間的裝配關(guān)系，避免線束管路遮擋其他零部件的緊固點。

3.2.3 裝配空間校核

零部件的裝配空間不僅要滿足容納零部件的要求，還要能方便員工使用工具或徒手對零部件進(jìn)行安裝。根據(jù)某乘用車整車裝配作業(yè)人機(jī)工程評價規(guī)范（圖8），要保證有足夠的安裝空間和目視作業(yè)的條件。特別是某些緊固點只能由下方進(jìn)行緊固時，要檢核副車架臺板與緊固點之間的是否有足夠空間，滿足工具從下方進(jìn)行緊固。

圖8 整車裝配作業(yè)人機(jī)工程評價規(guī)范

通過運(yùn)用同步工程技術(shù)對前懸架及動力總成產(chǎn)品進(jìn)行校核，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)并提前解決一些產(chǎn)品設(shè)計及工藝設(shè)備相關(guān)問題。一般前懸架及動力總成分裝線工裝設(shè)備的改造周期長，后期設(shè)計修改成本高，只有在量產(chǎn)前完成同步工程校核，才能確保新車型順利量產(chǎn)。

4 結(jié)束語

同步工程在新車型試制階段扮演著至關(guān)重要的角色。本文僅對前懸架及動力總成分裝線同步工程的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析和說明，希望能給汽車分裝線同步工程運(yùn)用提供一些思路和方法。