淺析某型輕卡裝配中發(fā)動機(jī)下沉現(xiàn)象

許高杰，章志才（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

?

淺析某型輕卡裝配中發(fā)動機(jī)下沉現(xiàn)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(guī)越來越嚴(yán)，用戶對整車動力、經(jīng)濟(jì)性要求越來越高，發(fā)動機(jī)排量增大，輔件增多，導(dǎo)致動力總成越來越重。在整車裝配過程中經(jīng)常會發(fā)生發(fā)動機(jī)下沉現(xiàn)象。文章將對這種這種現(xiàn)象進(jìn)行簡要分析。

輕卡；發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)是一臺汽車的心臟，它必須準(zhǔn)確、可靠的被安裝在發(fā)動機(jī)艙之中。但是我們在裝車過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機(jī)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(dá)到20mm之多。發(fā)動機(jī)下沉之后會導(dǎo)致一系列的問題，比如發(fā)動機(jī)風(fēng)扇和水箱護(hù)風(fēng)罩的距離改變，發(fā)生干涉；動力總成的傾斜角度變小；傳動系當(dāng)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(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和變速箱總成裝配到底盤上之后，發(fā)動機(jī)風(fēng)扇和水箱護(hù)風(fēng)罩之間的間隙上面大，下面小，與理論距離嚴(yán)重不符?？紤]為發(fā)動機(jī)發(fā)生了下沉，或者水箱護(hù)風(fēng)罩零部件制作不滿足圖紙要求。

2、原因查找

該水箱、護(hù)風(fēng)罩經(jīng)過拆卸，檢驗(yàn)，零部件各尺寸均滿足設(shè)計(jì)要求，在整車上測量水箱、護(hù)風(fēng)罩與車架上平面的高度與理論保持一致，故初步判定為發(fā)動機(jī)發(fā)生了下沉。該型輕卡使用的懸置型式為叉式結(jié)構(gòu)，使用兩塊連接板和減震軟墊將發(fā)動機(jī)和車架連接在一起。變速箱端采用龜背式吊板經(jīng)過兩側(cè)懸臂和減震軟墊與車架第三橫梁進(jìn)行連接。

經(jīng)過現(xiàn)場測量，發(fā)動機(jī)風(fēng)扇處發(fā)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(xiàn)象。據(jù)此，可認(rèn)為發(fā)生下沉的位置是在發(fā)動機(jī)懸置。

使用魚刺圖工具來分析發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)倉位置有加強(qiáng)板，兩層車架使用鉚釘進(jìn)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(nèi)。而且在發(fā)動機(jī)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(jīng)過排查，兩層車架之間間隙最大為1.1mm，超過設(shè)計(jì)要求。其他尺寸滿足設(shè)計(jì)尺寸要求。

2.2車架寬度尺寸和應(yīng)力變形排查

使用三坐標(biāo)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(jīng)過測量，車架外寬尺寸在公差范圍內(nèi)，但裝配動力總成后車架向內(nèi)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(jīng)過精密測量，所有尺寸都在設(shè)計(jì)標(biāo)注的尺寸及公差范圍之內(nèi)，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(yīng)力變形排查

懸置連接板為5mm厚的鋼板，可能存在受到發(fā)動機(jī)向下的力時，發(fā)生彈性變形的情況。為此，我們將左側(cè)的兩塊懸置連接板組裝好之后放到試驗(yàn)臺上進(jìn)行模擬測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在加載發(fā)動機(jī)重力時，兩塊鋼板組成的系統(tǒng)確實(shí)發(fā)生了彈性形變，由此造成的發(fā)動機(jī)下沉量約在5mm。

2.5系統(tǒng)尺寸鏈排查

一個完整的系統(tǒng)，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(jì)起來可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)產(chǎn)生很大的誤差。發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)可能就存在著這樣的情況。

由于車架內(nèi)側(cè)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(shè)計(jì)時有（-1～-3）mm的公差，這樣便于生產(chǎn)線裝配，也適應(yīng)雙層車架間隙不穩(wěn)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(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)動機(jī)連接板處發(fā)生了下沉，整個動力總成會繞著變速箱吊掛為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)風(fēng)扇處的下沉量將會被放大。即如該車型遇到的情形，發(fā)動機(jī)風(fēng)扇處發(fā)生的20mm下沉，在發(fā)動機(jī)連接板處僅有15mm。

2.6小結(jié)

經(jīng)過以上各個可能的問題點(diǎn)的排查，有車架應(yīng)力變形、連接板應(yīng)力變形和系統(tǒng)尺寸鏈問題三項(xiàng)同時發(fā)生，導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)發(fā)生了下沉。

3、結(jié)論

針對以上問題，我們做了針對性整改：重新設(shè)計(jì)懸置連接板的加強(qiáng)筋，并進(jìn)行CAE分析，最終將應(yīng)力變形量減小到1.5mm；重新修訂連接板的公差尺寸，下發(fā)懸置連接板的裝調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，消除系統(tǒng)因尺寸鏈的問題帶來的誤差。

經(jīng)過以上分析，在沒有使用元寶梁的懸置系統(tǒng)中，影響發(fā)動機(jī)下沉的主要因素，依次為：連接板應(yīng)力變形，車架應(yīng)力變形，系統(tǒng)尺寸鏈誤差。

[1]余志生.汽車?yán)碚?第五版.機(jī)械工業(yè)出版社.2011年1月.

[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2011年6月.

[3]（日）鳩田幸夫.汽車設(shè)計(jì)制造指南.機(jī)械工業(yè)出版社.2012年1月.

[4]鄭明新.工程材料（第4版）.清華大學(xué)出版社.2011年7月.

[5]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)（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(shù)中心輕型商用車研究院。