淺談動力總成騾子車開發(fā)方法

劉尚龍　孫鳳梅　楊夏　饒成　沈啟明

摘 要：自主動力總成的研發(fā)和整車搭載，對推進自主開發(fā)、降低整車成本及油耗都有著積極的影響。而且動力總成騾子車開發(fā)最主要的階段是設計和試制，本文針對動力總成騾子車定義、方案設計、樣車試制等方面進行了探討，得出動力總成騾子車的開發(fā)方法，為后續(xù)整車搭載動力總成開發(fā)提供參考。

關鍵詞：動力總成；騾子車；開發(fā)

中圖分類號：U466 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2016）05-0055-05

Abstract： The independent powertrain research and equipped in the vehicle， to promote the autonomous development， reduce the cost of the vehicle and fuel consumption. And powertrain mule car development work mainly includes design， prototype two-stage trial. In this paper， the definition， design， trial and other aspects are discussed. And the development method of the powertrain mule car is obtained， providing a reference for subsequent modification of the vehicle powertrain.

Key Words： Powertrain； mule car； development

1 前言

在汽車產品快速發(fā)展的新形勢下，全球汽車制造企業(yè)之間的競爭日趨激烈。中國汽車市場近幾年的飛速發(fā)展，使整車企業(yè)新品投放市場的速度不斷加快，要想贏得競爭，就要以市場為中心，最快速地響應市場變化，并迅速贏得市場與用戶[1]。這就對自主品牌的研發(fā)提出了更新、更高的要求，自主品牌要想適應這巨大的壓力和面對這一行業(yè)快速發(fā)展的大好機遇，為適應這種形勢，就必須在有限的產品開發(fā)周期中推出更多的新產品，這個重任首當其沖地賦予了自主品牌的研發(fā)設計。自主品牌要想縮短產品開發(fā)周期，可以在正在開發(fā)的車身整體試制工作完成之前，通過對同一平臺的現有的成熟車型的車身改制，試制出騾子車，提前開始相關設計驗證工作，這樣，產品的開發(fā)周期就可以大大縮短。

動力總成作為汽車的核心，自主品牌對動力總成的要求不僅僅停留在同國外汽車企業(yè)的合作上，自主品牌發(fā)動機也有望成為自主品牌的“心臟”[2]。而且在科技、成本、消費群體等因素的要求下，更換動力總成，快速投放市場，占據市場份額，是很多汽車廠正在探索的發(fā)展道路[3]，而且自主動力總成的研發(fā)和搭載整車，對推進自主開發(fā)、降低整車成本及油耗都有著積極的影響，所以動力總成騾子車的需求也越來越大。

2 動力總成騾子車

所謂動力總成騾子車，是屬于試制樣車的一種，一般是在整車開發(fā)中實施。在整車開發(fā)的早期階段，完成了動力總成、底盤等機械部件的基本開發(fā)之后，為了測試動力總成性能而制作的一輛可以行駛的整車樣車。動力總成騾子車可以是在某一輛參考車型上修改，將新開發(fā)的動力總成安裝上去；也可以是基于已開發(fā)的車身結構做部分樣件，將待測試的動力總成安裝上去，并借用部分參考車型上的零件拼裝而成。此階段的樣車不代表未來產品的外觀，制作該車的目的主要是在完成一個結構平臺的研究后，需要對多輛樣車進行系列分析、驗證，從而確保下一階段開發(fā)的順利進展。

總體上，動力總成騾子車有以下幾個特點：

①是一輛可行駛的汽車；

②應用在整車開發(fā)的早期階段，是開發(fā)過程中的第一輛驗證樣車；

③主要是為了驗證動力總成性能；

④對于非驗證部分，可以借用其他車上的一些零件拼裝，尤其是車身件（此階段車身尚未開發(fā)完成）。

3 開發(fā)方法

動力總成匹配的開發(fā)工作同新車開發(fā)所經歷的階段大致相同，都會經歷設計、試制兩個大的階段。

3.1 方案設計

方案設計指定了騾子車試制的大方向，使整個試制工作可以有條理，有順序，有效率地實施。方案設計按照開發(fā)流程來分，可以分成確定設計原則、整車總布置方案設計及系統(tǒng)方案設計三個階段，如圖1所示：

3.1.1 設計原則

由于動力總成騾子車的試制，主要是為了收集動力總成的性能數據。所以為縮短開發(fā)周期、降低成本及風險，在充分滿足開發(fā)目標的情況下，設計原則為：

①通用性：

a）基于模塊化進行動力總成的布置（發(fā)動機及附件通用；變速器、離合器通用，離合器殼體及操縱機構盡可能通用）；

b）盡可能少發(fā)生大型模具零件；

c）新開發(fā)的總成盡可能與基礎車型零件互換；

d）充分共用現生產零件。

②拓展性：

a）預留為后續(xù)車型動力總成匹配的可行性；

b）整車電器架構采用公司內成熟體系。

③其他：滿足國家排放、油耗等法規(guī)要求。

3.1.2 整車總布置方案

對于新開發(fā)車型，整車總布置一般分類兩個大項：機艙布置和人機布置，如表1所示。而動力總成騾子車的布置工作主要是為了掌握動力總成與車身的匹配狀況與問題點，包括確認動力總成環(huán)境件設計的合理性、靜態(tài)空間間隙、動力總成生產線的裝配性、維修性、安全性等。以盡量不變更車體原有部件，保證懸置安裝點不變?yōu)樵瓌t，但對應新動力總成要求，與總成匹配的相關系統(tǒng)，如進排氣系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、懸置等，因需做匹配性設計，仍需變更。因此在動力總成騾子車總布置時，重點應放在機艙布置上。

機艙布置應遵從從主到次、從大到小、從重到輕的順序進行，具體如下：

①布置動力總成；

②布置蓄電池、前級催化器及排氣管、真空助力器帶制動總泵、散熱器等位置相對固定的零部件；

③布置ABS（ESP）控制閥、風窗洗滌液壺、ECU及TCU等位置相對靈活的零部件；

④排布各類管線；

⑤確定發(fā)動機下護板、發(fā)動機頂部裝飾罩蓋、機艙裝飾罩蓋的設計要求。

3.1.3 系統(tǒng)方案設計

以設計原則為指導思想，整車總布置為邊界條件，各系統(tǒng)設計師開展零部件的詳細設計。設計原則分解是通過如圖2所示樹狀結構逐級分解。

以A車型騾子車進氣系統(tǒng)設計為例，由于該車型搭載的動力總成，同樣需要在B車型上搭載，所以專業(yè)在充分解析整車設計原則的情況下，提出了專業(yè)的設計原則：

①進氣系統(tǒng)布置方案參考B車型；

②進氣系統(tǒng)性能不低于B車型；

③滿足整車布置的要求。

明確設計原則后，專業(yè)以此為設計邊界進行設計指標的分析，最終確定進氣系統(tǒng)的設計指標，如表2所示：

設計指標是執(zhí)行設計的指導性思想，為設計專業(yè)開展零部件方案設計指明了方向，會體現在產品的細節(jié)當中，有利于保證產品的準確性。進氣系統(tǒng)設計師在設計指標的指引下，提出零部件的設計方案構想，如表3所示，并以此為基礎，逐步完善零部件的設計方案。

3.2 樣車試制

3.2.1 樣車試制要求

騾子車試制不同于全新樣車試制，不必完全按照商品定義進行樣車試制，只需要按照階段性要求進行試制，表4所示為A車型動力總成騾子車試制的基本要求。

3.2.2 樣車試制工藝

樣車試制的目的是為了驗證設計。如果能在較短時間內，以較低費用，試制出具備代表性的樣車來驗證產品設計，必將大大減輕產品開發(fā)的壓力，支持產品更快投放市場。因此對騾子車試制來說，試制工藝方案制定原則應遵守：短周期、低費用、具備代表性。在此原則的指導下，往往選擇量產件改制和快速成型這兩種方式去試制零部件，對無法使用這兩種方式去試制的零部件，才會選擇投入一定的工裝去試制，這樣能使得樣車試制的質量、成本、周期得到最佳匹配。

以A車型騾子車為例，總共288種試制件，量產件改制的零部件占34%，比例最高，這樣大大提高了樣車的試制效率。

3.2.3 樣車裝配

樣車裝配分成三個階段：工藝文件準備、實車裝配、樣車檢查。

在騾子車裝配之前，試制總裝工藝人員會和專業(yè)師會針對騾子車與基礎車不同或差異較大的部分編制相應工藝文件，工藝文件的編制方式無需按照生產線或者系統(tǒng)進行劃分。工藝文件的目的主要有兩個：一是指導現場的裝配工作，保證現場的裝配質量；二是對重保項進行點檢，確保可追溯。

實車裝配過程中不可避免遇到零件不匹配，裝配困難等問題。并且騾子車試制除了驗證整車性能，測試樣件可靠性外，更重要的是發(fā)掘設計問題。所以實車裝配過程中需要遵循的基本原則是：①發(fā)掘設計問題；②保證裝配質量；③滿足試驗要求。

騾子車裝配完成后，需要對整個樣車的狀態(tài)進行檢查和評價，主要包括力矩、油輔料加注、基本功能、保安防災等。由于騾子車的造型、結構和最終商品車差距比較大，因此一般不做外觀和感知評價。同時，為了更好地滿足試驗要求，使試驗更具代表性，需要針對試驗項目有側重地進行檢查。

4 總結

一款全新車型的開發(fā)，需要大量的資金及時間，而且乘用車的自主開發(fā)面臨整車成本、油耗等壓力。因此，在一款車型的生命周期內，更多的汽車廠傾向于基于成熟樣車，不對其車身總體結構進行大的變更，匹配新的動力總成，大大加快新產品的市場投放。本文結合開發(fā)實例，對動力總成騾子車的開發(fā)方法進行簡述，為動力總成匹配樣車開發(fā)提供有效的手段，使得整個項目的開發(fā)周期能夠得到有效控制，質量得到很好的保障。

參考文獻：

[1]李黎. 同步工程在長安汽車開發(fā)中的運用[J].高科技與產業(yè)化，1996，11-12，68-69.

[2]張有. 商用車動力總成匹配研究[J]. 商用汽車， 2011 （8）： 88-90.

[3]孫華連，黃治民，林澤湖. 動力總成成車數模搭載之研究[J]. 海峽科學， 2010， （12） ： 112-115.