基于模塊化技術(shù)的凱銳800自主中、輕卡汽車(chē)平臺(tái)

鄔杰+樊華春

摘 要：隨著商用車(chē)的用戶逐漸增多，用戶對(duì)車(chē)輛的安全性、舒適性、操控穩(wěn)定性、動(dòng)力性等方面的需求日益增加；且需求專(zhuān)業(yè)程度發(fā)展越來(lái)越快，本文著重探討了如何通過(guò)模塊化和平臺(tái)化的設(shè)計(jì)滿足市場(chǎng)需求，以及在此平臺(tái)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：模塊化；輕卡平臺(tái)；獨(dú)立懸架輕卡

中圖分類(lèi)號(hào)：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近幾年來(lái)，汽車(chē)市場(chǎng)中高端輕卡需求逐步增加，但輕卡高端市場(chǎng)卻被國(guó)外品牌占據(jù)。提高自主創(chuàng)新能力，推出一款高端自主輕卡產(chǎn)品填補(bǔ)自主品牌在輕卡高端市場(chǎng)的空缺。

一、模塊化設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化、模塊化設(shè)計(jì)，項(xiàng)目采用CAD/CAE/CAM/PLM等設(shè)計(jì)輔助工具，通過(guò)精細(xì)化程度高的專(zhuān)業(yè)仿真模擬技術(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)積累，實(shí)現(xiàn)高水平的數(shù)字化驗(yàn)證，使得平臺(tái)化、模塊化有了實(shí)施的前提，并通過(guò)以下幾個(gè)方面的努力使得2490、2750、3360、3815四種軸距，1695、1880、2050三種寬度駕駛室，單排、排半、雙排3種車(chē)身，噸位4.5-8.2T，共計(jì)75個(gè)基礎(chǔ)車(chē)型，匯集為兩個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。

功能系列化，將多種變形車(chē)按配置分成幾個(gè)系列，通過(guò)系列化設(shè)計(jì)合并同一系列車(chē)型所用的同類(lèi)零件功能，減少零件繁多的種類(lèi)，如電源管理、電平衡設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)模塊化，將諸多零件設(shè)置為幾大模塊，根據(jù)車(chē)型配置需要生產(chǎn)所需模塊進(jìn)行總裝，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)將車(chē)架、車(chē)身模具合理分塊，組合成不同軸距，不同寬度車(chē)身模具的共用化；開(kāi)發(fā)前后橋的新結(jié)構(gòu)，使得其成型模具通用；減少模具數(shù)據(jù)，方便生產(chǎn)。

部件通用化，最大限度地?cái)U(kuò)大同一單元適用范圍，減少新開(kāi)發(fā)零件，增加柔性結(jié)構(gòu)。

試驗(yàn)驗(yàn)證批量化，將70余種車(chē)型融合在兩個(gè)平臺(tái)中，節(jié)省了試驗(yàn)驗(yàn)證的周期，節(jié)省了開(kāi)發(fā)周期和費(fèi)用。

制造柔性化，保證盡量多的系統(tǒng)界面標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，方便生產(chǎn)切換。

凱銳800項(xiàng)目高質(zhì)量完成三平臺(tái)車(chē)型的開(kāi)發(fā)，不僅得益于平臺(tái)化技術(shù)的應(yīng)用，還歸功于同步工程的實(shí)施，經(jīng)過(guò)充分的調(diào)研、取樣及分析，分別制訂趨于合理的沖壓開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的同步工程方案和焊裝開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的同步工程方案，同步工程在縮短項(xiàng)目周期降低項(xiàng)目投資的同時(shí)控制設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、提升產(chǎn)品品質(zhì)。

二、信息技術(shù)設(shè)計(jì)保障

隨著國(guó)內(nèi)外制造業(yè)的全球化發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境加劇，許多制造業(yè)企業(yè)意識(shí)到提高設(shè)計(jì)效率和研發(fā)創(chuàng)新能力，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本，快速推出新產(chǎn)品，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)已經(jīng)成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展中的重點(diǎn)內(nèi)容，而信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的原動(dòng)力，可以幫助企業(yè)降低生產(chǎn)和營(yíng)銷(xiāo)成本。提高企業(yè)的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、過(guò)程創(chuàng)新，信息網(wǎng)路解決方案是重要途徑之一。

利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，完善全生命周期的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和研發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題跟蹤系統(tǒng)；

為解決個(gè)性化需求與模塊規(guī)模化生產(chǎn)的矛盾，在設(shè)計(jì)策略制定之時(shí)就設(shè)定了大平臺(tái)、模塊化思路，在設(shè)計(jì)流程中推行嚴(yán)謹(jǐn)、閉環(huán)驗(yàn)證流程，在開(kāi)發(fā)架構(gòu)上推行以專(zhuān)業(yè)劃分的各function集中的PMT模式，在開(kāi)發(fā)管理上第一次綜合開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了PPL、PDM、PMS、AMIS、Duris、樣車(chē)管理系統(tǒng)、SAP等全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)立體交錯(cuò)，融會(huì)推進(jìn)，完全做到了各零部件模塊化、通用化論證詳實(shí)同步開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)狀態(tài)及各功能組信息交付及時(shí)準(zhǔn)確，BOM在產(chǎn)品、采購(gòu)、制造、物流各系統(tǒng)運(yùn)行中零差錯(cuò)。

三、技術(shù)創(chuàng)新

1.國(guó)內(nèi)首款輕卡獨(dú)立懸架

懸架硬點(diǎn)位置關(guān)乎懸架平行跳動(dòng)時(shí)前束、外傾、軸距、輪距、側(cè)傾中心高度和轉(zhuǎn)向時(shí)的最小轉(zhuǎn)彎直徑、阿克曼百分比、以及懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)性能指標(biāo)以及整車(chē)穩(wěn)態(tài)操縱穩(wěn)定性能；為保證設(shè)計(jì)硬點(diǎn)輕卡車(chē)型的一致性成為本項(xiàng)目中的一大難題；輕卡車(chē)架縱梁、副車(chē)架等零件的板材厚、板材強(qiáng)度高，難以控制這些零件回彈，鉚接、焊接精度是輕卡獨(dú)立懸架在國(guó)內(nèi)遲遲未上市的重要原因。

為克服上述難題，項(xiàng)目對(duì)車(chē)架、副車(chē)架、擺臂等相關(guān)零件的尺寸公差進(jìn)行GDT計(jì)算，并對(duì)大批量的車(chē)架、副車(chē)架總成進(jìn)行三維測(cè)量，最終識(shí)別影響懸架硬點(diǎn)的關(guān)鍵因素，并采用焊接機(jī)器人等設(shè)備完成關(guān)鍵部分的工作；不僅實(shí)現(xiàn)了中國(guó)輕卡在獨(dú)立懸架上的零的突破，也對(duì)輕卡車(chē)架、副車(chē)架、懸架的生產(chǎn)工藝水平進(jìn)行了完整梳理，為后續(xù)研制新車(chē)型和提升工藝水平奠定了基礎(chǔ)。

為克服上述難題，項(xiàng)目對(duì)車(chē)架、副車(chē)架、擺臂等相關(guān)零件的尺寸公差進(jìn)行GDT計(jì)算，并對(duì)大批量的車(chē)架、副車(chē)架總成進(jìn)行三維測(cè)量，最終識(shí)別影響懸架硬點(diǎn)的關(guān)鍵因素，并采用焊接機(jī)器人等設(shè)備完成關(guān)鍵部分的工作；不僅實(shí)現(xiàn)了中國(guó)輕卡在獨(dú)立懸架上的零的突破，也對(duì)輕卡車(chē)架、副車(chē)架、懸架的生產(chǎn)工藝水平進(jìn)行了完整梳理，為后續(xù)研制新車(chē)型和提升工藝水平奠定了基礎(chǔ)。

2.創(chuàng)新結(jié)構(gòu)

（1）創(chuàng)新的離合器的分離撥叉設(shè)計(jì)（圖1）

離合器分離撥叉采用了一種創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)——窩巢結(jié)構(gòu)；中國(guó)道路現(xiàn)狀，導(dǎo)致離合器使用頻率較高，離合器分離撥叉又密封在離殼內(nèi)部，保養(yǎng)困難，分離撥叉極易磨損失效或異響。本項(xiàng)目離合器分離撥叉采用了一種創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)——窩巢結(jié)構(gòu)，窩巢開(kāi)孔尺寸與撥叉支撐球頭尺寸相同，窩巢內(nèi)部存在數(shù)條用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑脂的環(huán)狀油道。裝配完成后窩巢及油道內(nèi)部充滿潤(rùn)滑脂，撥叉支撐球頭與窩巢之間的間隙被潤(rùn)滑脂填充，并產(chǎn)生一定壓力，保證支撐球頭與窩巢之間始終存在一層潤(rùn)滑油膜，兩者不會(huì)直接接觸，避免了球頭與撥叉的干摩擦。

（2）新型膜片彈簧結(jié)構(gòu)

凱銳800采用了一種新型的膜片彈簧結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)的膜片彈簧各分離指中心沿徑向分別設(shè)置有向上凸出的加強(qiáng)筋，該加強(qiáng)筋在提升分離指疲勞強(qiáng)度的同時(shí)，可以有效降低離合器分離指的無(wú)效行程及離合器總成的分離力，提升分離效率。

新型膜片彈簧提高了汽車(chē)離合器總成的疲勞壽命，簡(jiǎn)化了離合操縱系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，對(duì)離合器踏板舒適性貢獻(xiàn)卓越。

（3）國(guó)內(nèi)首款鍍鋁油箱

共軌系統(tǒng)對(duì)燃油潔凈度提出了更高要求，普通的鐵油箱不能滿足其要求，為實(shí)現(xiàn)燃油潔凈度要求，項(xiàng)目組從國(guó)外采購(gòu)某鍍鋁板材進(jìn)行試驗(yàn)，為解決鍍鋁板材焊接溫度高的特點(diǎn)，在箱體縫焊的工序上，采用一種納米彌散銅合金（Cu-Al2O3）材料取代了原鎳鎘銅合金材料來(lái)制造縫焊盤(pán)，該合金在保證高強(qiáng)度、高硬度、高導(dǎo)電率的同時(shí)，具有較高的軟化溫度，耐溫等級(jí)可高達(dá)1000℃，保證油箱的可靠性；此項(xiàng)創(chuàng)新獲得國(guó)家專(zhuān)利。

參考文獻(xiàn)

[1]楊國(guó)培.面向模塊化的整車(chē)架構(gòu)開(kāi)發(fā)策略研究[J].上海汽車(chē)，2013（10）：49-52.

[2]袁煥泉，陳東，張琪，等.征基于平臺(tái)模塊化的汽車(chē)車(chē)身前期優(yōu)化技術(shù)研究[J].機(jī)電工程，2015，32（9） ：1181-1185.