前懸架及動力總成分裝線同步工程的應用

0引言

隨著國內汽車產品開發周期的縮短，平臺、車型的逐步增多與細分，設計研發的周期被一再地壓縮，導致了在樣車試制階段驗證標準和要求的大幅提升[1]。一般在設計和試制階段，工藝技術員就要發現和驗證存在的問題，并提出有效的解決措施。前懸架及動力總成產品開發周期長，數據凍結時間早，且后期修改設計成本高，如果通過運用同步工程技術，在產品開發階段進行虛擬裝配，提前發現設計存在的問題并修改，可以大大降低開發成本和周期。本文總結出同步工程在前懸架及動力總成分裝線的應用，從而更好地指導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品同步，是汽車開發過程中，總裝工藝同步參與設計開發的過程，主要對工藝流程、裝配空間、裝配品質和制造成本等進行全方位工藝適應性分析檢查。對產品存在的問題在設計和試制階段進行檢查，預先對量產時可能出現的問題點采取預防改善措施，提高新車型生產可行性、設備工具兼容性，從而達到縮短產品開發周期和降低項目開發成本的目的[2]。

1.2總裝同步工程的應用

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

在車型試制階段，產品數據已稍微成熟，可以借助數模進行虛擬裝配，來評估裝配工藝的合理性;通過實車裝配進一步驗證工藝順序的合理性。如果發現裝配順序錯誤或者可以對其進行優化時，需聯合設計和生產部門進行實車驗證和評估。驗證無誤后及時更新裝配指導文件，并定期對裝配文件進行檢查確認，避免錯裝和漏裝造成不良，以及對難裝問題及時進行改善。

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，根據結構形式主要分為獨立懸架和非獨立懸架。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立懸架。麥弗遜式獨立懸架主要由減振器、轉向節、下擺臂、制動卡鉗以及橫向穩定桿等零件組成（圖1）。

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動機、變速器、發電機、起動機、燃油管路、冷卻系統以及發動機線束等。隨著汽車產業逐步向電動化及智能化轉型，一些傳統車企開始發展混動技術。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，還有電機控制器和高壓線束等（圖2）。

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進行分裝，分裝完成可直接進行合裝。這樣的布置可使分裝線更加緊湊，減少大量步行與轉運工時[3]。前懸架及動力總成分裝線的具體工藝流程如表1所示。

3前懸架及動力總成分裝線同步工程的分析及運用

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

3.1通過性分析

3.1.1零部件分析

工件的外形尺寸和質量不應超出分裝線的允許值[4]。汽車前懸架及動力總成的總質量相對較大，發動機及前副車架的起吊一般都要借助電動輔助設備，不排除由于零部件質量過大而導致現有設備不能滿足生產要求的可能性。且零部件質量超出員工作業負荷時（一般零件的質量≥12.0kg），需要提前導入吊裝輔助設備。例如A車型轉向器，由于其電子控制系統和轉向器為一體來件（圖4），導致轉向器的質量為16.5kg，超出員工搬運允許的最大質量，因此需要提前導入吊裝設備。

3.1.2定位分析

需約束發動機及前副車架焊接總成上的定位孔數量和孔徑，以及所在整車坐標系的位置。一般臺板上的支撐銷要滿足多車型共用，因此新車型發動機及前副車架焊接總成在產品設計時，定位孔數量、孔徑及位置坐標要參照產線已有量產車型進行約束，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）。

3.1.3工裝設備分析

前懸架分裝線的重點設備有前輪外傾角設備、TCU刷寫設備、加注設備和電動擰緊工具等。這些重點設備改造成本高且周期長，需進行重點校核，確保設備的通用化[5]。

（1）前輪外傾角設備（圖6）：需約束轉向節與減振器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）。

（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，其緊固件規格和力矩一般都比較大。當擰緊件扭矩≥65N·m時，需要導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。

在前期校核設計時，應運用同步工程技術，對電動工具及大力矩緊固點（≥65N·m）進行虛擬裝配校核，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備滿足的范圍內，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，要保證現有的連鎖工具選型能滿足多車型通用;產品設計應保證足夠的設備空間，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行安裝。根據某乘用車整車裝配作業人機工程評價規范（圖8），要保證有足夠的安裝空間和目視作業的條件。特別是某些緊固點只能由下方進行緊固時，要檢核副車架臺板與緊固點之間的是否有足夠空間，滿足工具從下方進行緊固。

通過運用同步工程技術對前懸架及動力總成產品進行校核，能夠預先發現并提前解決一些產品設計及工藝設備相關問題。一般前懸架及動力總成分裝線工裝設備的改造周期長，后期設計修改成本高，只有在量產前完成同步工程校核，才能確保新車型順利量產。

4結束語

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