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汽车的诞生:解读汽车研发与制造全过程

http://cq.QQ.com  2010年03月17日09:34   新闻晨报  姜山  评论0

  当你驾驭爱车驰骋街道时,你是否想过它是如何诞生的?哪些环节会决定它的DNA以及性能、安全?汽车的研发和制造其实属于不同层次的两个阶段。研发阶段主要偏向于设计与定型,即它的“孕育”时期。经过一系列论证与试验,一旦设计方案确定下来,它几乎所有的DNA将得到确认。而制造阶段则是把构想付诸实施,将它的每一处细节体现为最终的每一个产品特征,在量产过程中将其大量“复制”出来,即它的“襁褓”时期。制造与研发,一个侧重于“形”,一个侧重于“意”,承前启后,互为促进。

汽车的诞生:解读汽车研发与制造全过程

汽车的诞生:解读汽车研发与制造全过程

  “立意”是研发的根基

  首先,在市场调研阶段中确定新车型的市场定位及初步工艺、成本等基本信息之后,便进入新车的概念设计阶段。概念车设计阶段的任务主要包括总体布置草图设计和造型设计两个部分。总体布置草图的主要布置内容包括:车厢及驾驶室的布置、发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置以及空调装置的布置。

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  然后就是造型设计,包括外形和内饰设计两部分,这是汽车设计的重要环节之一。设计师为了快速捕捉创意和灵感设计草图。最初的设计草图也许只有几根线条,但是能够勾勒出造型的神韵,设计师通过大量的设计草图来尽可能多地提出新的创意。这个车到底是简洁还是稳重、是复古还是动感,都在此阶段一目了然。

  草图绘制完成后,就要制作油泥模型了。目前,各大汽车厂家的全尺寸整车模型基本上都是由5轴铣削机铣削出来,再由油泥模型师根据设计师的要求对其进行局部修改。按照这种方法,制作一个模型只需要1个月甚至更短。当造型方案得以最终确定,项目即进入工程设计阶段。

  将“立意”变为现实

  工程设计是一个对整车进行细化设计的过程,各个总成分发到相关部门分别进行设计开发。具体包括总布置设计、车身造型数据生成、发动机工程设计、白车身工程设计、底盘工程设计、内外饰工程设计和电器工程设计,最终确认整车的设计方案。

  工程设计阶段完成以后便是样车试制阶段和试验阶段。样车的试验包括两个方面:性能试验和可靠性试验。性能试验是为了验证设计阶段中各个总成以及零部件经过装配后的整体性能能否达到设计要求,并根据及时发现的问题做出设计修改。可靠性试验是为了验证汽车的强度以及耐久性,试验形式主要有风洞试验、试验场测试、道路测试、碰撞试验等。

  试验阶段关乎新车的最终品质,如果在这个阶段没能及时发现问题便匆匆投产,将导致产品的先天不足以及新车的问题成堆。其中,风洞试验主要是为了测试汽车的空气动力学性能,获取风阻系数并积累空气动力学数据。碰撞试验通常主要包括正面碰撞、侧面碰撞和追尾碰撞,目的是为发现汽车在安全上的问题,以便有针对性地对车身结构进行加强设计。试验阶段完成以后,新车型的性能得到确认,产品最终定型。在确保小批量生产的产品3个月无重大问题的情况下,将正式启动量产。至此,研发阶段宣告结束。

  “组装”的艺术

  投产启动阶段中,生产流程链、各种生产设备及生产线铺设等均已准备完毕,为新车的正式量产做好了准备。汽车在制造过程中主要分为四大工艺,分别为冲压工艺、焊装工艺、涂装工艺和总装工艺。

  冲压一般为冷冲压,是所有工序的第一步。这是一种使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。先把钢板切割出合适的大小,一般只进行冲孔、切边之类的动作,然后才进入真正的冲压成形工序。每个工件都有一个特定的模具,只要把各种各样的模具装到冲压机床上就可以冲出各种各样的工件。模具的质量直接决定着工件的质量,采用冷冲压加工的汽车零件有:发动机油底壳、制动器底板、汽车车架以及大多数车身零件。冲压加工的生产率很高,并可制造形状复杂而且精度较高的零件。

  焊接是给冲压好的车身板件局部加热或同时加热、加压而接合在一起形成车身总成。在汽车车身制造中应用最广的是点焊,焊接的好坏直接影响了车身的强度。点焊适于焊接薄钢板,操作时2个电极向2块钢板加压使之贴合,并同时使贴合点通电流加热熔化从而牢固接合。焊好整个轿车车身,通常需要上千个焊点。焊点的强度要求非常高,每个焊点可承受5000N的拉力,甚至将钢板撕裂仍不能将焊点部位分离。所以很多厂家在说自己的车身结构的时候会特别强调自己是“激光焊接”。

  涂装有两个重要作用:防腐蚀和增加美观度。涂装工艺过程比较复杂,技术要求高,主要分为以下几道工序:漆前预处理和底漆、喷漆工艺、烘干工艺等等。整个过程需要大量的化学试剂处理和精细的工艺参数控制,对油漆材料以及各项加工设备的要求都很高。

  总装就是按照一定的要求,用联接零件(螺栓、螺母、销或卡扣等)把各种零件相互联接组合成部件,再把各种部件组合成整车。装配工艺的水平直接影响到整车的性能。无论是把零件组合成部件,或是把部件组合成整车,都必须满足设计图纸规定的相互配合关系,以使部件或整车达到预定的性能。我们看到有些汽车钣金的接缝比较均匀,而有些汽车扳金接缝不均匀,这与装配工艺水平关系很大。经过各模块装配和各零部件的安装后再经过车轮定位、车灯视野检测等检验调整后,整辆车就可以下线了。

[责任编辑:wyaberjill]

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