淺析某型輕卡裝配中發動機下沉現象

許高杰，章志才（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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淺析某型輕卡裝配中發動機下沉現象

許高杰，章志才
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

隨著整車排放法規越來越嚴，用戶對整車動力、經濟性要求越來越高，發動機排量增大，輔件增多，導致動力總成越來越重。在整車裝配過程中經常會發生發動機下沉現象。文章將對這種這種現象進行簡要分析。

輕卡；發動機下沉；懸置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.081

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-240-02

引言

發動機是一臺汽車的心臟，它必須準確、可靠的被安裝在發動機艙之中。但是我們在裝車過程中經常會發現，發動機并沒有安裝在特定的位置，會往下下沉一定的距離。這個距離最大能達到20mm之多。發動機下沉之后會導致一系列的問題，比如發動機風扇和水箱護風罩的距離改變，發生干涉；動力總成的傾斜角度變小；傳動系當量夾角變大；傳動軸異響；油耗上升等等。

1、原因分析

某型輕卡在開發過程中，發現發動機和變速箱總成裝配到底盤上之后，發動機風扇和水箱護風罩之間的間隙上面大，下面小，與理論距離嚴重不符。考慮為發動機發生了下沉，或者水箱護風罩零部件制作不滿足圖紙要求。

2、原因查找

該水箱、護風罩經過拆卸，檢驗，零部件各尺寸均滿足設計要求，在整車上測量水箱、護風罩與車架上平面的高度與理論保持一致，故初步判定為發動機發生了下沉。該型輕卡使用的懸置型式為叉式結構，使用兩塊連接板和減震軟墊將發動機和車架連接在一起。變速箱端采用龜背式吊板經過兩側懸臂和減震軟墊與車架第三橫梁進行連接。

經過現場測量，發動機風扇處發生下沉的距離最大，越往變速箱端下沉的距離約小，到變速箱吊掛處即沒有測量出有下沉現象。據此，可認為發生下沉的位置是在發動機懸置。

使用魚刺圖工具來分析發動機下沉可能存在的原因，并挨個加以排查。

2.1車架腹面開檔尺寸排查

該車架為雙層車架，在發動機倉位置有加強板，兩層車架使用鉚釘進行鉚接。但是由于車架回彈、平面度等問題，兩層車架之間不可能完美地貼合在一起，總是存在一定的間隙的。一般我們要求兩層車架的間隙保持在1mm以內。而且在發動機倉位置，車架并不是貫通式的，而是變截面的，前面小后面大。

經過排查，兩層車架之間間隙最大為1.1mm，超過設計要求。其他尺寸滿足設計尺寸要求。

2.2車架寬度尺寸和應力變形排查

使用三坐標儀測量車架左右縱梁的外寬尺寸，同時能測出左右縱梁相對彎曲的角度。經過測量，車架外寬尺寸在公差范圍內，但裝配動力總成后車架向內有一定的彎曲變形，角度約為2度。

2.3連接板尺寸排查

四塊連接板經過精密測量，所有尺寸都在設計標注的尺寸及公差范圍之內，并無問題。

測量記錄：（單位：mm）

表1　連接板尺寸排查表

2.4連接板應力變形排查

懸置連接板為5mm厚的鋼板，可能存在受到發動機向下的力時，發生彈性變形的情況。為此，我們將左側的兩塊懸置連接板組裝好之后放到試驗臺上進行模擬測試。結果發現，在加載發動機重力時，兩塊鋼板組成的系統確實發生了彈性形變，由此造成的發動機下沉量約在5mm。

2.5系統尺寸鏈排查

一個完整的系統，是由很多個零部件組成的。每個零部件都滿足公差要求，但是公差累計起來可能會導致整個系統產生很大的誤差。發動機懸置系統可能就存在著這樣的情況。

由于車架內側開檔是變截面，而且兩層車架之間存在間隙，所以懸置連接板在設計時有（-1～-3）mm的公差，這樣便于生產線裝配，也適應雙層車架間隙不穩定的情況。但是這也帶來了問題，過大的尺寸公差，會增加系統性風險。發動機連接板處發生了下沉，整個動力總成會繞著變速箱吊掛為旋轉中心進行旋轉，發動機風扇處的下沉量將會被放大。即如該車型遇到的情形，發動機風扇處發生的20mm下沉，在發動機連接板處僅有15mm。

2.6小結

經過以上各個可能的問題點的排查，有車架應力變形、連接板應力變形和系統尺寸鏈問題三項同時發生，導致了發動機發生了下沉。

3、結論

針對以上問題，我們做了針對性整改：重新設計懸置連接板的加強筋，并進行CAE分析，最終將應力變形量減小到1.5mm；重新修訂連接板的公差尺寸，下發懸置連接板的裝調標準，消除系統因尺寸鏈的問題帶來的誤差。

經過以上分析，在沒有使用元寶梁的懸置系統中，影響發動機下沉的主要因素，依次為：連接板應力變形，車架應力變形，系統尺寸鏈誤差。

[1]余志生.汽車理論.第五版.機械工業出版社.2011年1月.

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[3]（日）鳩田幸夫.汽車設計制造指南.機械工業出版社.2012年1月.

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[5]哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學（第七版）.高等教育出版社.2009年7月.

Analysis on the phenomenon of engine sinking in a lighe truck assembly

Xu Gaojie,Zhang Zhicai
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui hefei 230601）

With more and more stringent vehicle emission regulations,the user to the vehicle power,economic requirements are getting higher and higher,the engine displacement increases,the number of accessories increased,resulting in more and more heavy power.In the process of assembly,the engine will often happen.This paper will be a brief analysis of this phenomenon.

Light truck; engine sinking; mounting

U463

A

1671-7988（2016）08-240-02

許高杰，就職于江淮汽車技術中心輕型商用車研究院。