汽車漫談1:汽車的研發到製造過程

不同的汽車企業其汽車的研發流程略有不同,講述一般的正向開發研發流程:

一:市場調研

          一個全新車型的開發需要十幾億的大量資金投入,汽車公司一般會委託專門的市場調研公司對國內消費者的需求、喜好、習慣等做出調研,明確車型和市場目標,即價格策略,很多車型的失敗都是因爲市場調研沒有做好。

          譬如:當年雪鐵龍固執的在中國推廣兩廂車,而忽視了國人對“三廂”的情有獨鍾,致使兩廂車進入中國市場太早,失去了佔領市場的機會。

二.概念設計階段

           概念設計主要分三個階段:總體佈置、造型設計、製作油泥模型。  

1.總體佈置(草圖)   

          總佈設計是汽車的總體設計方案,包括:車廂及駕駛室的佈置,發動機與離合器及變速器的佈置、傳動軸的佈置、車架和承載式車身底板的佈置、前後懸架的佈置、制動系的佈置、油箱、備胎和行李箱等的佈置、空調裝置的佈置。

2.造型設計 (手繪草圖)

         在進行了總體佈置草圖設計以後,就可以在其確定的基本尺寸的上進行造型設計了。包括外形和內飾設計兩部分。設計草圖是設計師快速捕捉創意靈感的最好方法,最初的設計草圖都比較簡單,它也許只有幾根線條,但是能夠勾勒出設計造型的神韻,設計師通過大量的設計草圖來儘可能多的提出新的創意。這個車到底是簡潔、還是穩重、是復古、還是動感都是在此確定的。

       當然,如果是逆向設計,則就不需要這個過程了,把別人的車型直接進行點陣掃描,然後在計算機中進行造型勾畫就行了。

3. 製作油泥模型

         使用各種繪圖軟件製作三維電腦數據模型(這種模型能夠直接將數據輸入5軸銑削機,銑削出油泥模型),看到更加清晰的設計表現效果,然後進行1:5的油泥模型製作。

         完成小比例油泥模型製作後,進行評審,綜合考慮各種因素:美學、工藝、結構等,OK後進行1:1的油泥模型製作。

 

三、工程設計階段 (數模構建) 

工程設計是一個對整車進行細化設計的過程,各個總成分發到相關部門分別進行設計開發。 

1. 總佈置設計

在前面的總佈置草圖上,進行細化,精確各部件的尺寸和位置。確定各部件的詳細結構、特徵參數及質量要求。包括:發動機艙、底盤、內飾、外飾及汽車電器等佈置圖。

2. 車身造型數據

在油泥模型完成後,使用三維測量儀器對油泥模型進行測量,測量生成的數據稱爲點雲,工程師根據點雲使用曲線軟件比如Catia、UG imageware等來構建汽車產品的外形。

3.發動機工程設計

一般新車型的開發會選用原有成熟的發動機動力總成,針對新車型的特點及要求,對發動機進行佈置,並進行發動機匹配,這一過程一直持續到樣車試驗階段,與底盤工程設計同步進行。

4.白車身工程設計

白車身:車身結構件以及覆蓋件的焊接總成,包括發動機罩、翼子板、側圍、車門以及行李箱蓋在內的未經過塗裝的車身本體。

白車身是保證整車強度的封閉結構,設計工作在車身造型結構基礎上進行。 譬如;我們經常提及的豐田“GOA”車身。

這些部件使用三維數模軟件來見構建,譬如UG、CATIA等,並進行材料的選擇,工藝性分析、焊接、裝配等分析。

5.底盤工程設計

底盤包括:傳動系統、行駛系統、轉向系統、制動系統設計。

設計工作包括: 尺寸、結構、工藝功能及參數方面的定義、計算,根據計算數據完成三維數模;然後根據三維數模進行模擬試驗及零部件的樣品製作;根據三維圖完成設計及裝配圖。

6.內外飾工程設計

內飾主要設計包括:儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側壁內飾件、遮陽板、扶手、車內後視鏡等。

外飾主要設計包括:前後保險槓、玻璃、車門防撞裝飾條、進氣格柵、行李架、天窗、後視鏡、車門機構及附件以及密封條。

7.電器工程設計

電器工程負責全車的所有電器設計,包括雨刮系統、空調系統、各種儀表、整車開關、前後燈光以及車內照明系統。

 

經過以上各個總成系統的設計,工程設計階段完成,最終確認整車設計方案。此時可以開始編制詳細的產品技術說明書以及詳細的零部件清單列表,驗證法規。確定整車性能後,將各個總成的生產技術進行整理合成。

 

四、樣車試驗階段

樣車的試驗包括兩個方面:性能試驗和可靠性試驗。

性能試驗,驗證是否符合設計要求的功能性測試;可靠性試驗,驗證汽車的強度及耐久性。

試驗形式包括:風洞試驗、試驗場測試、道路測試、碰撞試驗等。

1.風洞試驗

風洞試驗從油泥階段已開始,到試驗樣車階段,終於汽車量產階段。

 2.試驗場測試:

試驗場的不同路段分別模擬不同路況,有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。

3.道路測試

道路測試是樣車試驗最重要的部分。

通常要在各種不同的區域環境中進行,北到黑龍江南到海南島都有進行道路測試,測定在不同氣候條件下,車輛的行駛性能及可靠性,包括高速路、沙塵路、水泥路、冰雪路條件下路試。

4.碰撞試驗

碰撞試驗主要測試汽車的結構強度,在新車上市前,要經過多次測試,比如:卡羅拉的該試驗,需撞100多輛車。

測試主要是利用人體模型,通過各種傳感器考察碰撞對人體模型的傷害,並有針對性地進行加強設計。

 

                   試驗階段完成以後,新車型基本得到確認,然後進入小批量試製階段。

 

五、量產階段

投產啓動階段的包括制定生產流程鏈,各種生產設備到位、生產線鋪設等等。

投產啓動階段大約需要半年左右的時間,在此期間要反覆的完善衝壓、焊裝、塗裝及總裝四大工藝,在確保生產流程和樣車性能的條件下,開始小批量生產,進一步驗證產品的可靠性,確保小批量生產3個月產品無重大問題的情況下,正式啓動量產。

1.衝壓工藝:

1、鋼板在切割機上切割出合適的大小,包括衝孔、切邊工序

2、衝壓。每一個工件都有一個模具,把各種各樣的模具裝到衝壓機牀上就可以衝出各種各樣的工件。

模具的質量直接決定工件的質量。

2.焊裝工藝:

衝壓好的車身板件局部加熱或同時加熱、加壓而接合在一起形成車身總成

在汽車車身製造中應用最廣的是點焊,焊接的好壞直接影響了車身的強度

很多廠家在說自己的車身結構的時候會特強調自己是“激光焊接”。在國內大部分生產廠家還是人工焊接,這當然是爲了節省成本。

 

 3.塗裝工藝:

塗裝有個重要作用,一防腐蝕,二增加美觀。

塗裝工藝過程比較複雜,技術要求比較高。主要有以下工序:

漆前預處理和底漆、噴漆工藝、烘乾工藝等,整個過程需要大量的化學試劑處理和精細的工藝參數控制,對油漆材料以及各項加工設備的要求都很高,塗裝工藝一般都是各公司的技術祕密。

 4.總裝工藝:

總裝:將車身、發動機、變速器、儀表盤、車燈、座椅等各零件總成組合到一起。

裝配工藝的水平直接影響到汽車的性能,裝配工藝好壞直接影響扳金接縫的均勻程度。

總裝車間主要有四大模塊,即前圍裝配模塊、儀表板裝配模塊、車燈裝配模塊、底盤裝配模塊。

經過各模塊裝配和各零部件的安裝後再經過車輪定位車燈視野檢測等檢驗調整後整輛車就可以下線了。

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