淺談動(dòng)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(dòng)力總成的研發(fā)和整車搭載，對(duì)推進(jìn)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(dòng)力總成騾子車開發(fā)最主要的階段是設(shè)計(jì)和試制，本文針對(duì)動(dòng)力總成騾子車定義、方案設(shè)計(jì)、樣車試制等方面進(jìn)行了探討，得出動(dòng)力總成騾子車的開發(fā)方法，為后續(xù)整車搭載動(dòng)力總成開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力總成；騾子車；開發(fā)

中圖分類號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(chǎn)品快速發(fā)展的新形勢(shì)下，全球汽車制造企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。中國汽車市場(chǎng)近幾年的飛速發(fā)展，使整車企業(yè)新品投放市場(chǎng)的速度不斷加快，要想贏得競(jìng)爭(zhēng)，就要以市場(chǎng)為中心，最快速地響應(yīng)市場(chǎng)變化，并迅速贏得市場(chǎng)與用戶[1]。這就對(duì)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(yīng)這巨大的壓力和面對(duì)這一行業(yè)快速發(fā)展的大好機(jī)遇，為適應(yīng)這種形勢(shì)，就必須在有限的產(chǎn)品開發(fā)周期中推出更多的新產(chǎn)品，這個(gè)重任首當(dāng)其沖地賦予了自主品牌的研發(fā)設(shè)計(jì)。自主品牌要想縮短產(chǎn)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(duì)同一平臺(tái)的現(xiàn)有的成熟車型的車身改制，試制出騾子車，提前開始相關(guān)設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作，這樣，產(chǎn)品的開發(fā)周期就可以大大縮短。

動(dòng)力總成作為汽車的核心，自主品牌對(duì)動(dòng)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(dòng)機(jī)也有望成為自主品牌的“心臟”[2]。而且在科技、成本、消費(fèi)群體等因素的要求下，更換動(dòng)力總成，快速投放市場(chǎng)，占據(jù)市場(chǎng)份額，是很多汽車廠正在探索的發(fā)展道路[3]，而且自主動(dòng)力總成的研發(fā)和搭載整車，對(duì)推進(jìn)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(dòng)力總成騾子車的需求也越來越大。

2 動(dòng)力總成騾子車

所謂動(dòng)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(shí)施。在整車開發(fā)的早期階段，完成了動(dòng)力總成、底盤等機(jī)械部件的基本開發(fā)之后，為了測(cè)試動(dòng)力總成性能而制作的一輛可以行駛的整車樣車。動(dòng)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(dòng)力總成安裝上去；也可以是基于已開發(fā)的車身結(jié)構(gòu)做部分樣件，將待測(cè)試的動(dòng)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(chǎn)品的外觀，制作該車的目的主要是在完成一個(gè)結(jié)構(gòu)平臺(tái)的研究后，需要對(duì)多輛樣車進(jìn)行系列分析、驗(yàn)證，從而確保下一階段開發(fā)的順利進(jìn)展。

總體上，動(dòng)力總成騾子車有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①是一輛可行駛的汽車；

②應(yīng)用在整車開發(fā)的早期階段，是開發(fā)過程中的第一輛驗(yàn)證樣車；

③主要是為了驗(yàn)證動(dòng)力總成性能；

④對(duì)于非驗(yàn)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(dòng)力總成匹配的開發(fā)工作同新車開發(fā)所經(jīng)歷的階段大致相同，都會(huì)經(jīng)歷設(shè)計(jì)、試制兩個(gè)大的階段。

3.1 方案設(shè)計(jì)

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

3.1.1 設(shè)計(jì)原則

由于動(dòng)力總成騾子車的試制，主要是為了收集動(dòng)力總成的性能數(shù)據(jù)。所以為縮短開發(fā)周期、降低成本及風(fēng)險(xiǎn)，在充分滿足開發(fā)目標(biāo)的情況下，設(shè)計(jì)原則為：

①通用性：

a）基于模塊化進(jìn)行動(dòng)力總成的布置（發(fā)動(dòng)機(jī)及附件通用；變速器、離合器通用，離合器殼體及操縱機(jī)構(gòu)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(chǔ)車型零件互換；

d）充分共用現(xiàn)生產(chǎn)零件。

②拓展性：

a）預(yù)留為后續(xù)車型動(dòng)力總成匹配的可行性；

b）整車電器架構(gòu)采用公司內(nèi)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(duì)于新開發(fā)車型，整車總布置一般分類兩個(gè)大項(xiàng)：機(jī)艙布置和人機(jī)布置，如表1所示。而動(dòng)力總成騾子車的布置工作主要是為了掌握動(dòng)力總成與車身的匹配狀況與問題點(diǎn)，包括確認(rèn)動(dòng)力總成環(huán)境件設(shè)計(jì)的合理性、靜態(tài)空間間隙、動(dòng)力總成生產(chǎn)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(diǎn)不變?yōu)樵瓌t，但對(duì)應(yīng)新動(dòng)力總成要求，與總成匹配的相關(guān)系統(tǒng)，如進(jìn)排氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、懸置等，因需做匹配性設(shè)計(jì)，仍需變更。因此在動(dòng)力總成騾子車總布置時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)放在機(jī)艙布置上。

機(jī)艙布置應(yīng)遵從從主到次、從大到小、從重到輕的順序進(jìn)行，具體如下：

①布置動(dòng)力總成；

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

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

④排布各類管線；

⑤確定發(fā)動(dòng)機(jī)下護(hù)板、發(fā)動(dòng)機(jī)頂部裝飾罩蓋、機(jī)艙裝飾罩蓋的設(shè)計(jì)要求。

3.1.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

以設(shè)計(jì)原則為指導(dǎo)思想，整車總布置為邊界條件，各系統(tǒng)設(shè)計(jì)師開展零部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則分解是通過如圖2所示樹狀結(jié)構(gòu)逐級(jí)分解。

以A車型騾子車進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，由于該車型搭載的動(dòng)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(shè)計(jì)原則的情況下，提出了專業(yè)的設(shè)計(jì)原則：

①進(jìn)氣系統(tǒng)布置方案參考B車型；

②進(jìn)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(shè)計(jì)原則后，專業(yè)以此為設(shè)計(jì)邊界進(jìn)行設(shè)計(jì)指標(biāo)的分析，最終確定進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，如表2所示：

設(shè)計(jì)指標(biāo)是執(zhí)行設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性思想，為設(shè)計(jì)專業(yè)開展零部件方案設(shè)計(jì)指明了方向，會(huì)體現(xiàn)在產(chǎn)品的細(xì)節(jié)當(dāng)中，有利于保證產(chǎn)品的準(zhǔn)確性。進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)指標(biāo)的指引下，提出零部件的設(shè)計(jì)方案構(gòu)想，如表3所示，并以此為基礎(chǔ)，逐步完善零部件的設(shè)計(jì)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(jìn)行樣車試制，只需要按照階段性要求進(jìn)行試制，表4所示為A車型動(dòng)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(yàn)證設(shè)計(jì)。如果能在較短時(shí)間內(nèi)，以較低費(fèi)用，試制出具備代表性的樣車來驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必將大大減輕產(chǎn)品開發(fā)的壓力，支持產(chǎn)品更快投放市場(chǎng)。因此對(duì)騾子車試制來說，試制工藝方案制定原則應(yīng)遵守：短周期、低費(fèi)用、具備代表性。在此原則的指導(dǎo)下，往往選擇量產(chǎn)件改制和快速成型這兩種方式去試制零部件，對(duì)無法使用這兩種方式去試制的零部件，才會(huì)選擇投入一定的工裝去試制，這樣能使得樣車試制的質(zhì)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(chǎn)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(gè)階段：工藝文件準(zhǔn)備、實(shí)車裝配、樣車檢查。

在騾子車裝配之前，試制總裝工藝人員會(huì)和專業(yè)師會(huì)針對(duì)騾子車與基礎(chǔ)車不同或差異較大的部分編制相應(yīng)工藝文件，工藝文件的編制方式無需按照生產(chǎn)線或者系統(tǒng)進(jìn)行劃分。工藝文件的目的主要有兩個(gè)：一是指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的裝配工作，保證現(xiàn)場(chǎng)的裝配質(zhì)量；二是對(duì)重保項(xiàng)進(jìn)行點(diǎn)檢，確?？勺匪?。

實(shí)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(yàn)證整車性能，測(cè)試樣件可靠性外，更重要的是發(fā)掘設(shè)計(jì)問題。所以實(shí)車裝配過程中需要遵循的基本原則是：①發(fā)掘設(shè)計(jì)問題；②保證裝配質(zhì)量；③滿足試驗(yàn)要求。

騾子車裝配完成后，需要對(duì)整個(gè)樣車的狀態(tài)進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)，主要包括力矩、油輔料加注、基本功能、保安防災(zāi)等。由于騾子車的造型、結(jié)構(gòu)和最終商品車差距比較大，因此一般不做外觀和感知評(píng)價(jià)。同時(shí)，為了更好地滿足試驗(yàn)要求，使試驗(yàn)更具代表性，需要針對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目有側(cè)重地進(jìn)行檢查。

4 總結(jié)

一款全新車型的開發(fā)，需要大量的資金及時(shí)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(nèi)，更多的汽車廠傾向于基于成熟樣車，不對(duì)其車身總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的變更，匹配新的動(dòng)力總成，大大加快新產(chǎn)品的市場(chǎng)投放。本文結(jié)合開發(fā)實(shí)例，對(duì)動(dòng)力總成騾子車的開發(fā)方法進(jìn)行簡(jiǎn)述，為動(dòng)力總成匹配樣車開發(fā)提供有效的手段，使得整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)周期能夠得到有效控制，質(zhì)量得到很好的保障。

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