汽车技术工艺发展分析

第一节 汽车基本生产技术、工艺或流程

1、铸造

铸造是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量10％左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的表面相应加厚。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模(芯盒)。有了木模，就可以翻制空腔砂型(铸造也称为“翻砂”)。在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在1250—1350度，熔炼时温度更高。

2、锻造

在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。锻造分为自由锻造和模型锻造。自由锻造是将金属坯料放在铁砧上承受冲击或压力而成形的加工方法(坊间称“打铁”)。汽车的齿轮和轴等的毛坯就是用自由锻造的方法加工。模型锻造是将金属坯料放在锻模的模膛内，承受冲击或压力而成形的加工方法。模型锻造有点像面团在模子内被压成饼干形状的过程。与自由锻相比，模锻所制造的工件形状更复杂，尺寸更精确。汽车的模锻件的典型例子是：发动机连杆和曲轴、汽车前轴、转向节等。

3、冷冲压

冷冲压或板料冲压是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。日常生活用品，女口铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成。例如制造饭盒，首先需要切出长方形并带有4个圆角的坯料(行家称为“落料”)，然后用凸模将这块坯料压入凹模而成形(行家称为“拉深”)。在拉深工序，平面的板料变为盒状，其4边向上垂直弯曲，4个拐角的材料产生堆聚并可看到皱褶。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。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件，必须制备冲模。冲模通常分为2块，其中一块安装在压床上方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。生产时，坯料放在2块冲模之间，当上下模合拢时，冲压工序就完成了。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。

4、焊接

焊接是将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。我们常见工人一手拿着面罩，另一手拿着与电线相连的焊钳和焊条的焊接方法称为手工电弧焊，这是利用电弧放电产生的高温熔化焊条和焊件，使之接合。手工电弧焊在汽车制造中应用得不多。在汽车车身制造中应用最广的是点焊。点焊适于焊接薄钢板，操作时，2个电极向2块钢板加压力使之贴合并同时使贴合点(直径为5—6甽的圆形)通电流加热熔化从而牢固接合。2块车身零件焊接时，其边缘每隔50—100甽焊接一个点，使2零件形成不连续的多点连接。焊好整个轿车车身，通常需要上千个焊点。焊点的强度要求很高，每个焊点可承受5kN的拉力，甚至将钢板撕裂，仍不能将焊点部位分离。在修理车间常见的气焊，是用乙炔燃烧并用氧气助燃而产生高温火焰，使焊条和焊件熔化并接合的方法。还可以采用这种高温火焰将金属割开，称为气割。气焊和气割应用较灵活，但气焊的热影响区较大，使焊件产生变形和金相组织变化，性能下降。因此，气焊在汽车制造中应用极少。

5、金属切削加工

金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法-，钳工是工人用手工工具进行切削的加工方法，操作灵活方便，在装配和修理中广泛应用。机械加工是借助于机床来完成切削的，包括：车、刨、铣、钻和磨等方法。

1)车削：车削是在车床上用车刀加工工件的工艺过程。车床适于切削各种旋转表面，如内、外圆柱或圆锥面，还可以车削端面。汽车的许多轴类零件以及齿轮毛坯都是在车床上加工的。

2)刨削：刨削是在刨床用刨刀加工工件的工艺过程。刨床适于加工水平面、垂直面、斜面和沟槽等。汽车上的气缸体和气缸盖韵乎面、变速器箱体和盖的配合平面等都是用刨床加工的。

3)铣削：铣削是在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程。铣床可以加工斜面、沟槽，甚至可加工齿轮和曲面等旧铣削广泛地应用于加工各种汽车零件。汽车车身冷冲压的模具都是用铣削加工的。计算机操纵的数控铣床可以加工形状很复杂的工件，是现代化机械加工的主要机床。

4)钻削及镗削：钻削和镗削是加工孔的主要切削方法。

5)磨削：磨削是在磨床上用砂轮加工工件的工艺过程。磨削是一种精加工方法，可以获得高精度和粗糙度的工件，而且可以磨削硬度很高的工件。一些经过热处理后的汽车零件，均用磨床进行精加工。

6、热处理

热处理是将固态的钢重新加热、保温或冷却而改变其组织结构，以满足零件的使用要求或工艺要求的方法。加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢，可使钢产生不同的组织变化。铁匠将加热的钢件浸入水中快速冷却(行家称为淬火)，可提高钢件的硬度，这是热处理的实例。热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。退火是将钢件加热，保温一定时间，随后连同炉子—起缓慢冷却，以获得较细而均匀的组织，降低硬度，以利于切削加工。正火是将钢件加热，保温后从炉中取出，随后在空气中冷却，适于对低碳钢进行细化处理。淬火是将钢件加热，保温后在水中或在油中快速冷却，以提高硬度。回火通常是淬火的后续工序，将淬火后的钢件重新加热，保温后冷却，使组织稳定，消除脆性。有不少汽车零件，既要保留心部的韧性，又要改变表面的组织以提高硬度，就需要采用表面高频淬火或渗碳、氰化等热处理工艺。

7、装配

装配是按一定的要求，用联接零件(螺栓、螺母、销或卡扣等)把各种零件相互联接和组合成部件，再把各种部件相互联接和组合成整车。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。例如，将变速器装配到离合器壳上时，必须使变速器输入轴的中心线与发动机曲轴的中心线对准。这种对中心的方式不是在装配时由装配工人(钳工)来调节，而是由设计和加工制造来保证。如果你到汽车制造厂参观，最引人人胜的是汽车总装配线。在这条总装配线上，每隔几分钟就驶下一辆汽车。以我国一汽的解放牌货车总装配线为例。这条装配线是一条165m长的传送链，汽车随着传送链移动至各个工位并逐步装成，四周还有输送悬链把发动机总成、驾驶室总成、车轮总成等源源不断地从各个车间输送到总装配线上的相应工位。在传送链的起始位置首先放上车架(底朝天)，然后将后桥总成(包括钢板弹簧和轮毂)和前桥总成(包括钢板弹簧、转向节和轮毂)安装到车架上，继而将车架翻过来以便安装转向器、贮气筒和制动管路、油箱及油管、电线以及车轮等，最后安装发动机总成(包括离合器、变速器和中央制动器)，接上传动轴,再安装驾驶室和车前板制件等。至此，汽车就可以驶下装配线。

第二节 汽车新技术研发、应用情况

1、发动机彰显流行车的激情澎湃

SUV、运动型车以及一些类似的兼用车仍然是各大公司重点推出的流行车型。面对追求动力强劲的市场，这些车款款都装配着大功率发动机。如美洲虎运动性能豪华房车Jaguar-400HPR的4.2升V型8缸机械增压汽油发动机，最大功率400马力，最大扭矩540Nm。奥迪概念款4座商旅车Avantissimo，装配的也是4.2升V型8缸发动机。

怀旧风格的翻版福特GT40概念车，其“心脏”已是全新产品，5.4升V8机械增压中置发动机，最大马力在5600转/分时可发挥至500马力。

而卡迪拉克Cien概念车，更是“竭尽全力”，装配了7.5升V12发动机。这款通用汽车的全新概念发动机，4阀双顶置凸轮（DOHC）结构，定名为北极星XV12型，最大输出功率达到750马力，最大扭矩450磅/英尺。如此惊人的功率，其结构却异常紧凑，外形尽寸与V8接近。发动机全部采用铝合金制造。

除了这些“激情澎湃”的“嗜油者”发动机，仍然有一些高效率、低排放的杰作，如本田的SUV概念车Pilot采用了3.5升、电喷正时系统（VTEC）V型6缸发动机，体现了日本车的低油耗和低排放特性。

双门跑车大多装配了2.2-2.4升的高效率发动机，如庞蒂亚克双门敞篷跑车PontiacRoaster配置的2.2升涡轮发动机，可提供220马力的动力。丰田的ccX4座概念跑车，配备了2.4升4缸DOHC发动机。宝马的轻量级概念型跑车Z5，采用了2.2升发动机，最大功率为240马力，0-100公里加速时间只有5.5秒，而最高时速为250公里。

2、新材料配合新车型的变化无穷

各种新型材料的开发为汽车设计提供了更多的选择。卡迪拉克Cien的车身和底盘采用了碳纤维复合材料、合成材料和铝合金，不仅提高了强度，重量也大大减轻。宝马Z5采用了大量的铝材部件，并使用了重量极轻的芳纶纤维来制造发动机盖、尾箱盖和车门等部件。该车的重量还不到1000千克。奥迪Avantissimo也采用了铝质车体。

新材料使车灯设计更加变幻无穷。美洲虎运动性能豪华房车Jaguar-400HPR，Xenon氙气头灯是其标准配备。日产FX45的尾灯使用了LED材料。

新车型在玻璃的材质和设计上也各显风采。奥迪Avantissimo车顶安装了调光玻璃，能够根据阳光强度调节车内光线。卡迪拉克Cien采用的是蓝色玻璃。丰田ccX概念型4座跑车，车顶为2组4块可开式玻璃。每块玻璃均可独立滑动，全部开启时就成了一款敞蓬车。日产的微型客车Quest也别出心裁，车顶中间一部分从前到后均采用玻璃结构，令紧凑的车内空间更显开放。

3、电子系兼顾各类车的实用和奢华

从零部件的角度看，最活跃的还是异彩纷呈的电子产品，电子系统为新车的各种性能增光添彩。更大更清晰的液晶显示器使操作更加方便，越来越复杂的视听娱乐系统提高了车辆的舒适性，更加完善的导航系统加强了汽车的安全性。

日产4座概念车FX45仪表盘上9.5英寸的大型液晶显示屏，可以显示汽车导航系统信息及空调的操作画面。后座安装有DVD播放机与游戏机等娱乐系统。

卡迪拉克Cien的智能交通系统配备有夜视装置，通过红外线照相机拍摄的图像保证夜间行驶的安全。“OnStar”系统向驾驶员提供各种信息服务，并提供语音操作车载音响设备及导航系统的功能。

导航系统已成了概念车的普通“家当”。戴-克的Pacifica装配了车载导航系统、免提通信系统，本田Pilot、ccX同样装备了夜视和其他导航系统。日产微型客车Quest干脆取消了两侧的后视镜，代之以CCD相机。由摄像机拍摄到的后方图像会显示到驾驶席前方的多功能显示屏上。该显示屏还能切换显示车辆行驶情况和车速。

照顾后排乘员的视听娱乐系统越来越多，戴-克Pacifica、日产Quest、本田Pilot以及丰田ccX等都备有可从车顶拉下使用的下拉式液晶显示器。

4、氢动力成就未来车的无限魅力

众多概念车的出演，仍然难掩通用公司“自主魔力（AUTONOMY）”的震憾力。该车以氢气作为新型燃料电池能源，尾气只有水和热，是零排放的绿色汽车。其“魔力”还不仅于此。它采用线传操控技术，取消了传统汽车的机械传动和制动系统，将汽车的动力和操作系统全部压缩在6英寸厚的底盘内。电源采用42V电源系统。线传技术不仅大大改变了汽车的结构，其底盘与车身“插口”式的结合方式，将使消费者可以购买或租用多种车身。因此，“自主魔力”不仅会改变汽车的能源类型和生产方式，甚至将改变汽车的使用和销售方式。

通过对这些最高、最新技术的了解，我们看到了汽车工业在现代信息技术和高新技术的带领下，重新焕发出生机与活力。与此同时，我们更应看到，我们的差距是巨大的。这种差距不仅在于哪一种产品、哪一项技术，更在于我们追随汽车发展潮流的能力和追求技术创新的精神。

第三节 汽车国外技术发展现状

在国际汽车市场上，各生产厂家都面临巨大的竞争压力。用户对质量、舒适度和安全性都提出了高标准的要求。

这实际上就是要求设计的汽车恰如其分地适合不同的用途，并以有竞争性的成本和速度制造出来。只有这样，一个汽车厂才能在激烈的竞争中获胜。所以，当对成本问题给予应有的考虑时，也应该探索革新和采用现代化制造技术的可能性，以便使新生产出的各种型号的汽车都能达到质量标准、生产率和多品种的目标。同时，，也应满足缩短试制周期的需要。这就要求能在更短的时间内，完成全部的更为复杂的制造工艺过程。

因此，发展的重点是实现制造过程的计算机辅助工艺计划、控制和管理，并采用自动化的生产系统，以使产品质量达到高度的一致性。

自动化的生产控制和质量管理系统，可提供有关制造状况的最新数据，并能直接指出制造故障的原因。

1、主要零部件的现代制造技术

发动机、变速箱和传动轴的毛坯都是事先通过锻造、冲压或铸造成型，通过专门的热处理、切割加工和联接（如焊接）等工艺，把毛坯加工成零件以备装配。

在毛坯成型工艺的发展中，一贯追求的目标是提高毛坯的尺寸精度，力求达到与最终零件的尺寸相差无几的程度。尽管如此，再锻造过程中，切削加工仍占主导地位，70%以上是金属切割机床。

在主要零件的装配工作中，首先要把加工好的零件组装成部件，然后再组装成完整的产品，这时主要是采用螺钉连接。

为了满足用户的特殊定货要求，汽车生产厂家必须生产数十种甚至上百种的不同产品。要有完善的质量保证体系，以确保产品的高质量。从检验外购件和工件加工过程中严格的工艺管理，直到主要部件完工后的性能实验，都要纳入质量保证体系。

1.1、锻造和锻压成型

当今采用的锻造、锻压工序已基本上实现了自动化。由于对产品的多样化、高质量和缩短试制周期的复杂要求，只有大量采用计算机辅助绘图才能得到满足。利用成品零件的设计数据，通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造(CAM),可以根据毛坯的几何形状信息选择有关的制造工序，设计有关的工具和在数控设备上制造模具及工具。

铸造、锻造和冲压车间所使用的现代化设备可以生产出误差很小的非切削加工零件，它们非常接近最终的工件尺寸，从而大大减少了后续的切削加工工作量，取消了大部分精加工工序，并节约了能源和材料的消耗。

再锻造温度下从棒料上切下毛坯，由于材料体积的一致性，使之可以在封闭锻模中锻造。它所达到的精度，介于普通锻造和实心工件冷挤压之间。紧接在锻造之后，利用锻造余热，在同一车间内对工件进行热处理。上例与传统工艺相比，可节约材料20%，节约能源30%，提高生产力300%。

1.2、主要零件的制造

由于切削加工前提高了工件的尺寸精度，工件粗加工劳动大大减少。同时，由于对尺寸精度和表面光洁度提出了更高的要求，所以对精加工工序的要求也就提高了。

采用新的刀具材料，如多晶金刚石、立方碳化硼和大功率、高刚度的机床、可以降低生产成本。

在大批量生产中，组合机床自动线仍然是最经济的设备。在组合机床自动线中，采用数控装置已经能以最小的代价获得一定程度的柔性。例如，在各种发动机系列中，可以在同一条线内加工不同缸数的汽缸曲轴箱。

零件自动识别装置和可编程控制机构可以使一组不同的零件按任何给定的顺序进行加工。根据检验站测量的结果进行控制，可以确保达到规定的质量标准。各个加工工位之间的缓冲存储区在降低停工工时方面有重要作用。具有故障点识别能力的机器诊断系统的自动换刀装置，可以减少车间的停工时间。

随着品种的增加和每个品种批量的相应减少，要求有更大的柔性。例如，把加工中心、传送装置和控制系统结合为一体的柔性制造系统，一般都是经济的制造方案。统一协调的计算机系统，可以完成控制功能和编程功能。在这类系统中，还具有工件和工具的供应和质量保证功能。

在样品试制和改进零件的生产中，这种系统最为有效。采用可交换的托板系统，将使这类系统的工作更加合理。因为，利用托板后可在机外装夹几个工件，从而减少了生产准备时间。柔性制造系统也用于后轴支座的焊接。对于这类事关安全的零部件，要求保证焊缝的高质量和绝对的一致性。采用机器人操作焊枪和焊接过程中的电流大小，从而实现了全自动生产和高精度、低飞溅的焊接。

要求低传热和小变形的焊接时，可以采用自动激光焊接设备。例如焊接柴油发动机的挺杆座就采用激光焊接工艺。为了生产这种零件，把两个深拉伸的零件沿其周边焊在一起，这种工艺在大批生产的条件下，其变形量在30um以下。

1.3、主要零部件的装配

在主要零部件的装配方面，由于尺寸精度高和工件刚性大，越来越多地使用相互连接的组装设备。在一些特殊作业中，如插入、螺钉连接和压装作业中，都已实现了自动化。测量控制系统根据预先确定的目标值进行监视，还可把调整工作纳入这种系统。例如后桥轴组装时，在模拟承受全车重量的条件下，自动调节车轮内倾和外倾，可达到3分的角度精度。

为了有效地应用自动装配设施，在开发之处就应考虑一些特殊要求。装配的零件应设计恰当，坚持把规定的联接方向作为一个准则。

1.4、表面光整技术

近几年来，在减轻重量方面，以成形的钣金工件取代实心工件的目标已经实现,在行走系统方面也是这样。正因为如此，对零件表面光整技术有非常严格的要求，以防生锈。例如，在前轴的自动喷漆中采用了工业机器人。它位于喷漆间的前部，可辩识出各种前轴，由过程控制计算机调用相应的喷漆程序。与普通手工喷漆相比，自动喷漆车在防锈和漆雾扩散方面都有很大改进。此时，喷枪能够更准确地指向工件轮廓，从而使油漆的消耗量减少了30%。

1.5、控制过程

在自动生产设备中，装设了计算机辅助的机器监视系统。目前使用的系统，可连续监视多条组合机床自动线中的各台机器的运行。它能分析和显示最新信息，例如，出现故障的部位也可汇总生产统计数字。这样就能及时发现薄弱环节，并有效地预以消除。

对于在最大负载下工作的设备，采用这些监视系统是非常重要的。它能保证以最高的质量标准生产出规定数量的产品。

1.6、质量保证

测量和检查数据由计算机辅助质量保证系统记录和处理，并与有关生产工艺相联系。这样，在各个零件制造的早期阶段，就有了直接查找原因的质量管理的保证。从主要零件的装配阶段，直到整机的性能实验，所有与质量相关的数据，都由一台内部连接的计算机系统记录下来。

大部分工件都在纳入生产过程的自动测量站进行检验。在主要成品的性能实验中，其储存、传送、校验和评价都由计算机系统菜单控制和管理。测量结果被处理成可直接评价的数据，如果发现有缺陷，就自动与可能出现问题的环节联系，从而可及时有效的消除。

2、汽车的现代制造技术

现代汽车制造主要包括车身制造和整车装配，对卡车来说，还包括车架制造。汽车车身大部分是钢制件。方向盘是深拉伸的，由机械式或液压式压力机切边。车身制造时，把冲压件连成一体，先做成分组件，然后分几个步骤做成完整的车身。连接工作基本上用焊接。下一步是在车身外壳上涂上保护层和装饰层。

总装时，在喷漆后的车身内装进主要零部件，包括行走系统的零件和内部设施，成品汽车要经受全面出厂检验才能发货。

２.1、冲压车间

制作冲压件的板料中，有97%是以卷料形式提供的。一般要分几步才能使之成为成品冲压件。它们是在冲压线中各台冲床上完成的。通过机械式送料机构或工业机器人，把工件从一台冲床送到另一台冲床。为使平整的仪表面板成形，常使用多级模冲床。利用模具的住复机构，将工件移动，从而使循环时间缩短50%，这种设备占地面积小，投资少。

滑台式冲床与普通冲床相比，更换模具的时间减少75%。模具的调整在冲床外面进行，然后，利用自身的驱动系统，工件从侧面进入机床，从而使冲压的平均循环时间显著缩短。

冲压后的成品，由无人操作的传送系统送入全自动行道式料架。计算机辅助料库管理系统使库存量和工具更换管理更加合理化。同时，使占用的流动资金尽可能减少。

冲模及冲压件的质量，主要取决于所采用的技术手段及其使用经验。采用CAD/CAM技术的目的不仅是为了提高质量，而且也为了减少开发工作所需的时间。它的内容从记录汽车车身模型的几何数据开始，经过做样件、样板和模板，确定生产工艺过程和制作加工图，直到数据加工冲压工具。

2.2、车身制造

过去，在多点焊接工厂内，按车型焊接车身被看作是最经济的制造方法。但是，现在出现了采用柔性系统的方式，利用工业机器人进行点焊。事实证明，把按车型号进行定位焊接和柔性焊接结合起来的方法是非常有效的。在这种设备上焊接的车身，尺寸精度高于全部采用工业机器人的车身焊接线。这种技术的优点是：

①、生产各种车型的柔性大。在同一条线上，可以同时焊接几种不同车型系列。整个产品系列都可达到最大生产率，从而避免了生产个别车型系列时生产能力的过剩。

②、生产未来车型的柔性大。当生产新车型时，大部分设备仍可继续使用。只有传送系统和焊接工位需要改动。

③、改变产量的柔性大。通过增加工业机器人，可是循环时间进一步缩短，所花的时间和资金都很少。

④、投资少。与普通技术相比，对一种车型而言，采用车型而言，采用柔性车身生产设备所需费用约少20%。在自动熔焊中，工业机器人的应用日益广泛，它可利用传感器来识别焊缝的起点和调整机器人已编好的动作程序。用电子方法监视焊接参数，可以进一步提高焊接质量。

在车身生产的各种工步之后，由中央测量站实施质量控制。两个专门用于测量的工业机器人按照规定的检查程序，扫描检测整个车壳。测出超差的分析结果直接转换成焊接设备的修正参数。此外，设备的工作能力还反映消除次品所需的时间。采用电子诊断系统有助于分析次品产成的原因，把有关次品的信息用一般维修人员都懂的语言显示在屏幕上。

a. 焊装特点

第一是柔性化。该线可以通过 Premium和Midium的全系列的宽、窄（2300mm、2100mm），长、短（卧铺、单排），高、低（2400mm、2000mm）等不同车身的柔性混流焊接。其主线由地板线和车身总装线组成，整条线上共有20多台焊接机器人。机器人可以根据不同的车身，抓取不同零件上线，换上焊钳进行点焊。由于车身结构要求，有的焊接规格很特殊，对这些特殊超大型焊钳，机器人运作十分灵活。

第二是智能化。全线由电脑控制，对每台焊接车身都输入电脑控制中心，由控制中心将指令达到各工位，包括大总成分装，机器人和夹具按指令自动调整到位，达到可识别零件、错误报警等。

第三是合理和环保。大总成线和总装线之间，无储存区间，生产线布置十分紧凑，完全做到了一个流生产。焊接生产区内噪音低，每把焊钳上都有出烟尘管道。吊挂轨道轻便灵活，大总成上线自动化、半自动化装置，切实最大限度考虑了作业人员操作条件的优化，充分体现出以人为本的设计理念。

b. 内装配特点

雷诺卡车车身的内饰装配零部件多，工作量大，装配线是U型线。为了减轻总装线的压力，分装区较大，形成模块式装配。例如，顶棚分装区把成型顶棚和顶灯等零部件都装好，再进入内饰线装配；气路分装及测试，是把气管按需截断和接头、三通等全部接好，经过测试通过，再进入内饰线装配；仪表板分装区，把仪表板上的各类仪表、线路、开关等零部件全部装好，经过测试通过，再将仪表板这组模块一次装进驾驶室。

车门分装工艺比较特殊。涂装后的车身一进入内视线，首先把左、右车门卸下，通过空中悬链，送到车门分装区，装配门锁、玻璃升降器等零部件；装配完成后，再通过空中悬链送到内饰线头，把车门重新装在原来的那台车身上。据介绍，这种工艺的好处是既保护车门外表质量，避免装配中的磕碰变形，又使车身的装配空间增大，有利于作业者和装配器具的运动。

2. 3、车身涂装

经过清洗、磷化和阳离子涂电泳底漆后，在车身外壳上涂上一层厚厚的填充底漆和表面涂层，使粗糙的表面变得光滑。而表面涂层的质量决定了汽车外观。高牢固的厚厚的腻子和双料的表面涂料、降低了溶剂的扩散。不仅提高了工艺性能，对减少大气污染也有很大的作用。

利用静电高速回转喷雾装置，涂敷厚层腻子和表面涂漆，这种装置的利用率达到80%。通过跟踪系统和沿着车身移动的工业机器人，对发动盖、行李箱盖、门槽和车轮拱圈喷漆。采用这种技术，可使喷漆间的穿堂风大为减少。因此，原来用于干燥室处理废气的空气净化设备，在这里也能应用。工业机器人也可用于汽车下底盘的聚氯乙烯保护涂层和发动机隔板的聚氯乙烯封焊。

今天，塑料在汽车外皮上的应用以越来越多。研制出的一些材料和工艺已能用在一般的车身喷漆工艺过程中。在这些塑料上静电喷漆时，必须提供导电的底漆。

为了优化生产过程，现在用计算机来仿真喷漆车间的复杂过程。在这种系统的帮助下，就可决定中间存储区的容量，也可分析缺陷和评价新过程的组成。仿真系统是改造制造部门的得力手段。

2.4、整车装配

大多数被装配的零件刚度都不大，所以装配时就要求完成复杂而多样的运动。由于用户的要求极不相同，加之对采购要求很高，所以，迄今总装配的自动化发展很慢。不过，在不同的车型设计和生产工艺的条件下，实现约30%的自动化还是可行的。如果想提高机械自动化程度，就必须改进汽车设计。例如主要零件和部件特定的性能，规定的连接方向必须始终如一，装配时必须容易接近汽车。

将来的总装配应包括配有连续传动的手动工作站。这些传送线与在规定的时间内移动的自动装配线相结合，汽车就能基本上由预装配零部件装成。预装配站的布置要能保证物流畅通而有效。

今后的发展方向是对传感器控制的工业机器人系统的研制。该系统能完成复杂的任务，包括发现很小的偏差，同时还能准确地测量出力的大小。利用传感器可使控制功能实现自动化。因此，不仅可迅速而可靠地进行全面的肉眼检查，还可在例行检验中获得正确的结果，而再过去着取决于检验人员的主观判断。

以下为雷诺商用汽车公司整车装配制造工艺情况。

雷诺公司共有三个整车装配厂，四条装配线，分别装配MidIum中型卡车、Premium重型卡车、Kerax重型工程车和Magnum超重型卡车等。装配线形成是U型或L型等。基本上车架装配是一条线，整车装线是一条线。二条线是通过吊车式自动小车连接。

整车装配是地拖链和板式链相结合，空中为一排活动自如的吊挂轨道小车，构成了一个较大的X、Y、Z三维活动空间，可适应较大范围的空间操作。线两边基本看不到立于地面的平衡吊。扭紧工具主要用气动定扭扳手，气管埋于地下或走在空中，装配线两边显得空旷无障碍物，工人操作和取件很方便。

分装用的设备自动化程度较高。发动机与变速器的对接有专用的工作台，每台发动机分装完后都有一台专用小车拉到装配线旁吊装上线，发动机吊装采用双电动葫芦一前一后，具有很好的柔性，适用于各类发动机。储气筒分装有一条自动运转的分装线。车驾翻转也采用的是链条空中翻转，链条不是闭环，开口部分使用的尼龙编制带连接，翻转时，柔性尼龙带挂着车驾，翻转是通过尼龙带带动钢弹簧实现的，比较顺畅，没有冲击。车身驾驶室是在地面上线，驾驶室座在雪橇上，送到指定位置，由一台液压吊具将驾驶室吊起，放在装配线的底盘上。后桥分装用的装配平台是柔性的，装配台的开档距离可以调整，每一台车的车架开档不一样，根据车架装配传过来的数据，对开档尺寸调整，使分装好的前、后桥总成与车架一一对应，保证了装配顺利。

轮胎和油箱的上线都不是链条式悬挂。油箱是用装油箱的工位器具送到装配线上。油箱的种类太多，除大、小不同外，材质也不一样，每辆车都是根据定单要求装配不同的油箱。轮胎则是用插车放到装配线上，轮胎存放地在装配线两边占了较大的一块面积。

各类油和介质的加注全部采用抽真空自动定量加注。

发动机废气排放检测是在整车下线处的单独房间里进行，房间里只能容下一两车，检测时前后自动门关上，将采集废气管套在消声器排气口上抽废气检测。

零部件都是原包装直接送至装配线上，有些尼龙软管就在装配线旁生产，软管、线束也进行分装包扎好，复杂的还要套上一条塑料管才往车上装，各类线束显得很整齐。

第四节 汽车技术开发热点、难点分析

自汽车诞生以来，世界汽车技术就呈日新月异之势迅猛发展。时至今日，在节能、环保观念深入人心之际，加之全球性经济危机的压力，各大汽车制造商的研发方向无一例外地转向节能减排和寻找新的替代能源的方向上来。于是，当前汽车技术的发展明显呈现出三大热点：涡轮增压技术、双离合变速器技术和混合动力技术。涡轮增压技术的采用，实现了小排量低油耗低排放和更强动力的目标，双离合变速器则让动力的传递更加的流畅和低损耗，而油电混合动力技术则是在理想替代能源找到之前实现节能减排目标的最佳解决方案。

一、涡轮增压技术

今天，随着排放标准的越来越严格，汽车制造商不仅要满足环保要求，同时又要满足客户的需求，保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。

涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。对于汽油机，有涡轮增压器后，CO2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。在高海拔地区也能满足空气供给，在冷启动时能使三元催化更快进入工作等。

今天在欧洲，涡轮增压器已经占到了50%，在亚洲、美国也都在增长。由于涡轮增压器的采用，也改变了人们对柴油机的看法，涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。随着新的耐高温材料、新的平衡技术和微量润滑油轴承系统及全新电子控制的使用，涡轮增压器对于21世纪的汽车将起着重要的作用。

二、双离合器技术

近一段时间，双离合变速器DCT(Dual Clutch Transmission)这个词汇不断的出现在我们眼前。先是有消息称大众DSG变速箱将在今年国产，结合大众先进的TSI发动机，实现所有在华产品油耗和排放降低20%的目标。接着，搭载着双离合变速器的沃尔沃S40在1月5日正式上市，其25.3万元的售价也使其成为是目前国内最便宜的搭载这一变速箱的车型。今日，我们又获悉江淮汽车双离合变速器计划被当地政府列入自主创新重大项目计划，无偿获助资金5000万元，项目建设期为2009年至2011 年。

从这一系列事件我们看出节能高效的双离合变速器已经逐步走入更多车主的视线，也许用不了多久，是否搭载了双离合变速器便会成为影响购车的又一重要因素。

双离合变速器的优势：

1、传动过程中的能耗损失非常有限，大大提高了车辆的燃油经济性。

2、反应非常灵敏，具有很好的驾驶乐趣。

3、车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑。百公里加速时间比传统手动变速器还短。

双离合变速器的种类：

在家用车上常见的双离合变速器主要分为“干式”双离合变速器与“湿式”双离合变速器两类，两者可以说是各有所长。简单来说“干式”双离合器优点是比一般“湿式”双离合变速器的反应更加灵敏，但对于离合器片的磨损较严重。而“湿式”双离合器则减少了离合器片的磨损，不过由于是由电子液压控制系统来操控，所以使用中会有一定的延迟。

双离合变速器结构和工作原理：

双离合变速器之所以能够实现高效和节能，这有赖于其特殊的内部结构和工作原理。

传统的手动变速箱使用一台离合器，换挡动作分为三个动作：离合器分离－－变速拨叉拨动同步器换档（前档齿轮分离/新档齿轮胶合）－－离合器结合，这三个动作,是分先后进行的，驾驶员须踩下离合器脚踏，令不同挡的齿轮作出齿合动作，而动力就在换挡其间出现间断，令输出表现有所断续。

传统的自动变速箱没有控制与发动机输出轴通断的离合器，而是靠液力变矩器配合行星齿轮组进行换档。它与手动变速器除了在自动控制上的差异，机械方面最大的差异就是行星齿轮组的齿轮处于常胶合状态，通过给某些齿轮的离合－制动，产生不同的传动比。

而双离合变速器可以想象为将两台手动变速箱的功能合二为一，并建立在单一的系统内。它没有液力变矩器也没有行星齿轮组，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的换档意图做出判断，预见性地控制另一个离合器与另一个档位的齿轮组相连，但仅处于准备状态，尚未与发动机动力相连；当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。

三、混合动力技术

随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力汽车。

混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。

混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。

串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联的方式组成SHEV的动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处启动、加速、爬坡工况时，发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。

串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。

并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。

混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电机为主动力源。该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂。

第五节 汽车未来技术发展趋势

目前，在汽车制造的很多领域都实现了柔性自动化技术。主要零件制造、车架制造和喷涂工艺都已取得了较大的进展。进一步的发展趋势将主要集中在零件装配和车身制造的柔性自动化上。在这两大领域，日本走在世界的前列；欧美汽车厂家正力求在柔性自动化技术上加大开发力度，以缩小与日本汽车工业的差距。

从各种具体制造技术来看，其发展趋势体现为：

１、锻造技术。如中重型卡车后桥中的行星齿轮，半轴齿轮，过去用格利森圆拉机制造，今年全部改为精密锻造。近年，开发应用的精锻工艺、模具，降底了生产成本，提高了产品精度。

２、焊接技术。目前大量技术使用焊接机器人，焊接车间几乎没有操作工人，实现了质量稳定的多品种、大批量车身焊接生产。

３、切削技术。目前已朝着数字化、高效、低成本、过程控制、环保等方向发展。数字化方面，3D设计、分析、工艺、加工在汽车制造中普遍应用，而且在发动机、变速箱、桥等壳体类零件加工已普遍应用柔性加工。高效方面，目前已实现高速车削、高速铣销、高速磨削、高速滚齿；国外铝合金车、铣切削的速度已达到3000m/min以上的水平；另外铸铁桥壳已实现强力车削，转向节、凸轮轴也实现了强力磨削；而中小批量结构复杂的多品种生产逐渐趋向采用车铣中心、铣车中心、车磨中心等复合加工中心。低成本方面，淬硬钢以车带磨，齿套、齿轮等淬火件变热后以车带磨；工艺技术变革也使得精煅、冷挤取代切削加工工艺，如齿轮精煅、花键冷挤等。过程控制方面，重视工艺稳定性，Cpk?1.33，由目标变为起点。环保方面，使用无公害切削液，并推广水剂无公害切削液以及干切削，机床和刀具的技术进步使很多传统的湿式切削变为干式切削，在车、铣方式大量应用的同时，齿轮加工干切削也以成为现实。

４、激光技术。激光加工以成为现代汽车制造不可或却的技术，在国外汽车工业的应用较广，以通用汽车公司为例，其在线使用激光器达200台以上。国外激光器应用以每年20%的速度增长。目前具体应用比例为，激光焊接和激光切割达60%，激光打孔和激光打标达19%，激光表面处理和研发达15%。德国大众公司在AudiA6、GoIf A4、Passat等品牌的车顶均采用激光焊接；宝马、通用公司在车架顶部也采用激光焊接；通用、丰田、福特、宝马、菲亚特、奔驰、大众公司均采用激光拼焊板技术；美国三大汽车公司、德过奔驰公司则采用激光焊接传动部件；大众公司、通用公司、奔驰公司、日产公司应用了激光切割技术；菲亚特和丰田公司用激光涂覆发动机排气阀；大众公司发动机凸轮轴实现激光表面硬化处理。

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