汽車發動機和變速箱自動化裝配技術分析

盧昌云

摘 要：隨著我國加強了國產汽車的研發力度，我國自主知識產權的汽車不斷增多。但是與國外汽車生產技術相比較，國產技術水平仍比較低，這其中的差距主要體現在汽車變速箱和發動機技術上。國產汽車受到進口汽車變速箱生產技術的影響，逐漸傾向于使用新技術，朝著性能優化和簡單化的方向發展。當前，我國汽車發動機和變速箱自動化裝配技術有了很大程度的提升，為廣大客戶提供性能優良、安全可靠的汽車。

關鍵詞：汽車 發動機 變速箱 自動化裝配技術

Analysis of Automated Assembly Technology of Automobile Engine and Gearbox

Lu Changyun

Abstract：As China has strengthened the research and development of domestically-made automobiles， the number of automobiles with independent intellectual property rights has been increasing. However， compared with foreign automobile production technology， the level of domestic technology is still relatively low， and the gap is mainly reflected in automobile gearbox and engine technology. Influenced by the production technology of imported automobile gearboxes， domestic automobiles gradually tend to use new technologies and develop in the direction of performance optimization and simplification. At present， China's automobile engine and gearbox automatic assembly technology has been greatly improved， providing customers with high-performance， safe and reliable automobiles.

Key words：automobile， engine， gearbox， automated assembly technology

從當前我國國產汽車的研發情況來看，雖然取得了一定成績，但是起步時間較晚，相關技術的發展還很不成熟，尤其是缺乏核心技術和自主研發技術，特別是在發動機以及變速箱上面，仍然需要依靠國外的技術。

1 汽車發動機和變速箱自動化裝配技術應用思路

汽車發動機和變速箱就像是一個以裝配為核心的生產線路，在生產現場需要大量的人力參與。在裝配產品上，生產現場可能存在不良率的問題，而這些不良產品大部分是由于裝配工作人員的失誤造成的，其主要的因素是由于汽車設計過程中并未考慮到人工對汽車裝配生產帶來的影響，導致汽車發動機和變速箱在裝配中經常出現錯誤，進而出現產品不良的問題。因此，為了解決裝配錯誤的問題，在開發產品之處或者是變更汽車設計的時候，汽車供應商通常會首先制作一個實體的原型，測試產品的各項機能是否符合標準，這樣客戶還可以根據實體原型確認產品的質量，是否符合自己的使用要求。如果發現問題，可以要求供應商進行修改或者是變更設計，一直到確認沒有錯誤之后，才可以進行產品的大量生產。生產實體是需要花費大量的時間和精力的，如果還停留在設計變更階段，通過開發汽車試題原型為汽車裝配工作人員做設計評估，從而進一步改善產品。但是這種方式需要耗費大量的成本，周期也比較長。對于汽車制造商來說，并不具備可行性。因此，結合自動化虛擬實境技術，以虛擬模型的方式代替原先的實體原型，不僅降低經濟成本，而且還可以縮短周期。這里所指的自動虛擬實境技術是借助計算機技術創建一個3D環境，創建虛擬模型，人們可以在電腦上隨意瀏覽。在這其中還包括許多硬件設備，這些設備可以實現虛擬場景與現實場景的良好互動，給人以視覺、聽覺和觸覺的感受，給人們以身臨其境的感覺。而自動化裝配系統主要分為自動化虛擬實境和VB應用程序界面。自動化虛擬實境技術可以展現虛擬原型，在虛擬環境中與使用人員互動。VB應用程序可以連接汽車自動虛擬實境和操作人員信息的傳遞與獲取。

2 汽車發動機和變速箱自動化裝配技術組成

汽車發動機和變速箱自動裝配是由自動工藝和半自動工藝、手動安裝、現代信息管理等多項工作內容組成的，汽車發動機和變速箱設備技術主要分為電氣自動化以及機械等多種技術。而汽車發動機和變速箱的自動裝配流程主要分為裝配、檢測等部分。其中裝配技術主要分為選配技術、壓裝技術以及拆解技術等。汽車裝配工作人員在進行裝配工作的時候，一定喲保證安裝技術準確，一旦出現絲毫的誤差就會影響汽車發動機和變速機的安裝效率，甚至會出現更為嚴重的質量問題。因此，在裝配汽車發動機以及變速箱的過程中，出現半成品和廢品的情況常有發生。因此，為了避免在汽車裝配中出現問題，汽車監測防糾錯技術和泄漏監測技術，為及時檢測和修復發動機以及變速箱提供便利。同時，為了加速汽車發動機以及變速箱的裝配效率，使得裝配產品流通更快，可以使用桁架機械技術，提高物流運輸效率。

3 汽車發動機和變速箱自動化裝配關鍵技術

3.1 發動機與變速自動化裝配核心技術

當前，我們的汽車生產十分注重新汽車的裝備。為了提高汽車的質量，對汽車的自動化裝配提出了更高的要求，生產目標也相應提高。為了改善汽車生產裝配線，所有的線路都帶有特有的功能。除此之外，汽車生產線還傾向于向現代化和信息化發展。當前，汽車發動機和變速箱自動裝配核心技術主要有直角型、垂直型等關節機器人，利用效率比較高。關節機器人靈活性較強，速度較快，其造型并不受空間額影響。除了直角和垂直型的關節機器人之外，目前已經生產出雙臂自動裝配機器人，其可以執行比傳統單臂機器人更加高級和復雜的裝配行為，并起到規劃武器軌跡、調整和控制裝配力量的作用。根據機器人單臂和雙臂的具體情況，運輸距離可以達到10米以上，經過不斷的優化，雙臂機器人已經進入到生產研發階段，一些西方國家也逐漸加強了機器人在汽車自動裝配中的研究，并側重于分析機器人的裝配功能。目前，變節機器人已經可以實現自更換套筒、改變軸距等，尤其是在汽車的不同平面和組件上可以實現高效操作，從而充分保證系統的可靠性與穩定性。

而汽車發動機工藝檢測內容較為繁瑣，主要包括閥門爆震試驗以及扭矩檢測等。雖然在線模式的檢查主要分為在線標簽定義以及交通監測，并發現產品的質量問題，發現汽車在生產過程中的一些模擬虛擬數據和性能指標，并看看其是否完全匹配，并在此基礎上開展性能試驗，比如噴嘴性能試驗，可以顯著降低發動機在冷態狀態之下的熱態試驗比值，減少設備的使用頻率，達到節約能源資源的目的。而關于總線控制技術，這種技術是目前世界上使用最為頻繁的控制形式，在電氣設備中，以數據采集和輸出板等形式連接電氣元件，并完成本地設備。

3.2 自動啟停系統

在汽車制造中自動啟停系統就是自動控制引擎啟動和停止的系統，這主要取決于汽車的行使狀態。比如當汽車處于等待的狀態下，發動機就會停止轉動。而當車輛重新開始啟動，自動啟停系統就會原作，從而保證車輛以及駕駛人員不會受到駕駛習慣的影響。如果汽車啟動引擎系統，自動啟停裝置就會獲取汽車的相關信息，由駕駛人決定是否停止或者啟動。因此，未來汽車發動機發展的主要方向將是自動關閉和重新啟動等。根據傳統汽油發動機的運作原理，其借助計算機技術獲得發動機工作條件，根據攝像機的位置控制汽油的噴射。但是，由于距離的作用，燃油噴嘴需要將油噴射到燃燒室之中，等到汽油與空氣充分混合，就會影響汽車閥門的開關，并附著在汽車的管壁上面。因此，可以將燃油噴嘴直接注入到汽車汽缸當中，汽缸之內的發動機與柴油發動機技術類似，通過活塞泵提供的壓以，將汽油直接供給給電磁噴射器。此外，使用計算機噴射器控制水平較高，可以在很大程度上節約燃料，提高發動機的性能。一旦汽車發動機處于低負荷條件下，分段溫度計就會發揮作用。一般情況下，當汽車發動機的溫度升到1050度的時候，溫度計就會發揮作用，從而陷入到發動循環當中。

3.3 桁架機械手技術

桁架機械手技術的應用可以使得汽車裝配的搬運工序效率更高，以高精度的方式加快物體運轉。根據汽車自動裝配的工作環境和裝配需要，桁架機械手技術主要分為單臂、單臂。對于短途的搬運距離可以人為的調整裝配方式，將桁架機械手設置為十幾米和幾十米的距離。同時，為了保護搬運線路，有時候需要采取一定的保護措施，在保護設施之下設置相應的物流運輸通道，保證汽車自動關機裝配的定位精確度，最大限度減少工件運輸的損傷問題。

3.4 防錯技術

汽車發動機和變速箱在自動化裝配工序中，必然會成為不同形式的問題，這些問題的存在給汽車發動機和變速箱的自動化裝配帶來嚴重的影響。因此，為了有效識別和避免這些問題的出現，就必須使用防錯技術，防錯技術是汽車發動機和變速箱裝配中必不可少的組成部分，比如限位開關、視覺系統以及條形碼系統等，其存在可以避免多種裝配錯誤的出現。總而言之，防錯技術在汽車發動機和變速箱自動裝配中的應用可以有效識別和快速糾正裝配中的錯誤無，保證汽車裝配線路的高效運行。

3.5 自動化裝配模擬系統

汽車自動化裝配模擬系統是在仿真軟件的基礎上模擬汽車發動機和變速箱的裝配，并評估汽車發動機和變速箱的裝配流程，從根本上提高汽車裝配線路水平。此外，在物流模擬環節中，自動化裝配模擬系統還在一定程度上消耗設備庫存數量，讓發動機和變速箱的裝配周期縮短，提高汽車企業的生產效率，最大化地提高汽車生產企業的生產效率。同時，汽車自動化裝配模擬系統還可以找出汽車自動化裝配中的問題所在，精準地計算進發動機與變速箱的報廢數量，科學地調整各個環節的生產的數據參數。

3.6 RFID設備

根據汽車發動機裝配車間的生產數據，許多車間采集現場工況數據大多使用RFID技術，使用RFID技術跟蹤制品、運輸車輛以及識別員工身份、核心部件的物料配送。RFID讀寫器通過內嵌的天線對RFID電子標簽進行數據讀寫，其中讀寫器的數據頻率分為125k、13.56M、900M、2.45G等頻段的讀寫器。其中13.56MHZ的頻段主要用于車間資產的管理和員工的考勤，900MHZ可以應用在工廠倉庫的出庫管理。RFID上面的電子標簽由耦合器件和處理芯片組成，并單獨配有獨一無二的識別碼，便于跟蹤和定位車間的人員以及運輸車輛。

4 結語

綜上所述，隨著現代科學技術的快速發展，我國汽車企業不斷加強與國外先進汽車制造企業的溝通和交流，在汽車發動機和變速箱自動化裝配技術水平上有了很大程度的提高。但是，與國外汽車制造企業相比較，還有進步和優化的空間。未來，在自動化裝配技術的應用下，我國汽車制造技術將會更加先進，掌握更為核心的技術，為廣大客戶提供性能可靠、技術優良、駕駛舒適的產品。事實證明，先進的發動機技術對于汽車的發展而言有著重要的意義和作用，從世界范圍內汽車產品技術的發展，汽車發動機新技術具有較強的生產力和經濟動力，適應環境以及社會的發展需要，當前已經成為汽車發動機發展的主要方向。相關人員應當充分保證發動機和變速箱自身的優勢，不斷學習汽車制造技術，為提高汽車組裝效率和質量奠定基礎。

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