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汽车是怎样炼成的——揭秘汽车设计与制造工艺流程

发布时间:2019-07-04 18:29 来源:未知 编辑:admin

  汽车,是人类历史上最伟大的发明之一。它的出现,极大的改变了人类的生活方式,人们的生活半径极大的扩展了,更多、更新鲜的事物被人类发现。应该说,汽车出现后的一百多年,是人类历史发展最迅捷的阶段,很多人都在

  汽车,是人类历史上最伟大的发明之一。它的出现,极大的改变了人类的生活方式,人们的生活半径极大的扩展了,更多、更新鲜的事物被人类发现。应该说,汽车出现后的一百多年,是人类历史发展最迅捷的阶段,很多人都在享受着有车生活带给人们的快捷与便利。那么你知道汽车是怎样设计、制造出来的吗?今天老侯就带大家来看看一辆汽车的设计与制造流程,看看一辆汽车究竟是如何炼成的。

  汽车设计的第一步是市场调研,这一步是非常重要的,它是指导后面设计工作的方针,它直接决定要设计一款什么样的车,所设计车型的定位是什么。比如这款车型使用人群是哪些,大致价位是多少,有多少个座椅,几个门,车身尺寸如何,竞品车型有哪些等等。同时还要有一定的预见性,保证该车型在未来的几年内不会过时,保证制造出来后要能被消费者接受。如果市场调研有偏差,或预见性不够,那么新车型推向市场时可能就会受冷落。这样的例子非常多。有些车型上市后销售惨淡,就是因为前期的市场调研做的不好。

  在这方面,日本车企无疑是做的最成功的。当年,日本车企为了能够进入美国市场,向美国家庭派出了大量的商业间谍,主要任务就是收集美国家庭的日常生活数据。比如说家庭收入,家庭结构,作息时间,都使用哪些日用品,这些日用品的性状、规格,甚至菜篮子的大小、形状等等。然后日本车企就针对美国人的实际需求,设计出相应的车型卖到美国。美国人一看,这车型简直就是给自己量身定做的呀!因此日本车在美国大卖,甚至击垮了美国本土的汽车工业。这就是一个成功的市场调研,虽然日本车企的手段有些宵小,但效果确是非常显著的。

  市场调研结束,确定了汽车的基本需求,接下来就要做具体的设计工作了,第一步就要设计汽车的外形。毫无疑问,一辆汽车的造型美观与否相当重要,大家对汽车的第一印象就是它的外观。一辆汽车不管它的性能如何好,如果它的外观不符合人们的审美,也不会受到人们的青睐。汽车的造型是否符合它的市场定位更是决定它的销售量。所以,有些车企不惜重金,高薪聘请知名设计师来主导设计,是很有道理的。

  通常一辆汽车在设计之初先以绘画方式来表现它的造型和风格。新车型都是从一张纸上开始的,造型设计师根据市场调查和设计目标将创意绘画在纸上,经过不断的修改,再把它拿去给负责人审阅。当此充满创意的新车受到一定的青睐后,还要以更具体的方式表现它的造型设计理念,绘出各种效果图,或把小尺寸的绘画放大至和真车一样大的尺寸,张贴起来,看看是否能够得到大家一致的赞许。当然,最后拍板的还是大老板。一般汽车的外形设计都是要经过车企最高层同意的。

  当设计草图顺利通过后,还要绘制更细致的效果图。现在可以借助电脑绘制非常逼真的效果图,在电脑上看起来和真车非常相似。然后再根据审查通过后的效果图制作小尺寸模型,一般为1:5比例的油泥模型,也就是相当于真车五分之一大小的汽车模型,并放到风洞中测试一些基本的空气动力学数据,然后再根据这些数据,不断地修改模型的细节造型。当小尺寸模型通过审查后,再制作1:1的汽车油泥模型,仍然放在风洞中进行空气动力学测试,此时所测试的数据会更加详细,并不断修改,使模型能达到所要求的低风阻、高稳定性的要求。

  在外部造型设计完成之后,接下来要做好车内设计。汽车内饰设计仍然是从草图、效果图开始,也要制作内饰的油泥模型,并进行不断的修改。汽车内饰不仅要求美观、个性,更重要的是要充分体现人性化,要严格按照人机工程学来设计每个操作部件。车内各种操作的方式方法要符合人们的心理和生理特点,符合人们的正常使用习惯,常用按键要做到触手可及。有些车型座椅不舒适,各种按键操作起来很别扭,就是这种人机工程设计的不好。另外还要做好内饰色彩的搭配,让人坐在车内感觉良好,舒适而安逸,不影响驾驶员的视线,不影响安全驾驶。

  在内饰设计及车身设计的同时,还要进行发动机、变速器、传动机构、悬架系统、转向系统、制动系统等机械部件的选择与设计,也就是整车匹配,这些机械部分必须配合车身造型和车身尺寸。更为重要的是,这些机械部件的位置安排、重量分布等,都会影响到汽车动力性能和操控性能,进而影响汽车的安全性能,因此必须考虑的非常周全。所以,不论是材料的选择、结构设计、车身的强度与刚度、零部件的耐用度,都要小心选用、精心安排。可以说,机械部件与整车之间的匹配,是汽车设计中的重中之重。汽车性能之间的主要差别就在这些看不见的地方。有些自主品牌的汽车,使用的零部件并不比进口或合资的差,但汽车的性能就是不如人家,原因就在这儿了。

  各项基本设计完成之后,就要制作样车了。一般在研制阶段,要先用手工打造出一辆样车(这可是比劳斯莱斯还要纯的手工打造),然后再制造十几辆甚至几十辆试验车,以便进行实车道路试验。在样车试验中,要不断根据试验中暴露的问题进行调整、修改,甚至重新设计。样车试验包括动力性、制动性、稳定性、可靠性、燃油经济性、耐久性等测试,还有各种环境适应性试验,如寒冷和高温测试、涉水测试、噪声测试等。当然,撞击测试、翻滚测试等安全性测试也是必不可少的。直到通过各种严格测试后,新设计的车型才会最后定型、投产。

  整车的设计、定型结束了,接下来就要在汽车制造厂里批量生产了。严格说来,汽车制造厂应该叫做汽车总装厂。因为世界上的汽车制造厂不可能所有的汽车零部件都自己生产,很大一部分还是要对外采购的。实力较强的汽车厂可能生产大部分的汽车部件,只对外采购少数汽车零件;而实力稍弱的汽车厂,则可能绝大多数的汽车部件都是对外采购的,甚至包括发动机、变速器等重要总成部件,它只是把采购来的东西组装起来而已(呵呵,这里就不点名了)。但是,再小的汽车厂,也应拥有汽车组装的四大工艺生产线,即车身冲压、车身焊装、车身涂装和整车总装。

  冲压是车身制造的第一道工序,在这个工序中,利用大吨位的冲压机将钢板冲压成各种形状的车身钣金件。冲压工艺自动化程度最高,车身的制造精度在很大程度上取决于冲压及其总成的精度,而冲压的质量问题也会直接影响后续工序。车身金属件几乎100%为冲压件,包括车门、发动机盖、行李箱盖、车顶、底板、车身框架等,都是冲压而成。

  冲压工艺的三要素是:板材、模具、设备设备主要是指压机,压机速度决定了生产率,而模具和板材材料影响着冲压件的质量。这三项都是要用钱砸出来的。比如说压机,合资品牌大多使用德国舒勒(Schuler)、日本小松等先进的压机,冲压速度快,质量好;而国产自主品牌大多使用国产的济南二机、齐齐哈尔二机和中国一重生产的压机,与这些国际品牌还是有一定的差距。至于模具,国内与国际高水平模具差距就更大了。很多主机厂选择关键冲压件用进口模具,次要件使用国内模具,通过这样的搭配来减少模具成本。至于材料方面,国内企业大都使用冷轧钢板。不同厂家使用的钢板材质、强度是不同的,高强度钢及热成型钢使用的比例也不同,而这些直接决定了汽车车身的强度、刚性和安全性能。

  车身焊装工序是指将冲压成形的车身板件焊接在一起,组成一个整体的车身。因为无论如何不可能直接冲压成形一个完整的车身,只能分块冲压,然后再将它们焊接在一起,一个完整的车身,大约是由几十个小冲压件焊接而成的。现在的汽车生产线焊装已经实现自动化了,使用焊接机器人作业,只有一些小的零部件才在分线上人工焊接。

  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,两个电极向两块钢板加压力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,通常需要几千个焊点。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。

  如果把车身焊接中最常见的点焊工艺形容为像扣扣子那样将两块甚至多块钢板焊接在一起,那么,激光焊接则像是用拉锁将两块钢板整合在一起。激光焊接是将高强度的激光束辐射至钢板表面,通过激光与钢板的相互作用,钢板吸收激光转化为热能使钢板熔化后冷却结晶形成焊接。激光焊接可以使焊缝更加精确和精密,可以使焊接点连接达到分子层面的接合,从而也使整车身的组装更加精准密实,并能强化车身,提高车身碰撞时的安全性。

  涂装对于汽车制造来讲有两个重要作用,第一是对汽车防腐蚀,第二是给汽车增加美观。涂装工艺过程比较复杂,技术要求比较高。现在普通轿车的涂装工序可以达到1 2道程序,主要包括车身预处理、电泳除锈、PVC密封、底漆、中涂、面漆等工艺。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较高。

  在油漆工序结束时,在车身底部空腔中注入一定量的液态蜡,从而在车身空腔表面形成均匀的保护膜,防止水分进入车身内腔造成腐蚀。此技术可以保证车身长久不被腐蚀,增加车辆长期行驶后的安全性和保值率。

  的帕萨特就是一个代表性的车型,它的车身可以保持十几年不锈蚀,主要就是空腔注蜡的功劳。

  总装就是将车身、发动机、变速器、仪表板、车灯、车门等构成整辆车的各零件装配起来生产出整车的过程。一般来讲,除了车身外,汽车的其他总成,如发动机、变速器、前桥和后桥等,都是提前在其他工厂组装好后才会运输到总装厂和车身进行最后组装的。

  一般的总装车间主要有四大模块,即前围装配模块、仪表板装配模块、车灯装配模块、底盘装配模块。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。

  作为一个负责任的汽车制造厂,它们的检验工作应贯穿在整个制造流程中。每道工序都应有质量检验。更为重要的还是新车开下总装线后的道路驾驶检验。每辆下线的新车在开出生产车间之前要检验灯光、制动等,就像去车管所检测场验车的程序一样,对汽车的性能进行静态检验。之后,还要开到试车场通过实际驾驶对新车进行整车性能检验,如过弯、上下坡、高速行驶等,如发现问题就及时进行调整,直至完全合格后才会让新车入库、进入市场销售。

  至此,汽车的整个设计与制造流程就走完了,一辆汽车就这样炼成了。从最初的市场调研,到随后的外观与内饰设计、整车匹配、样车制造与实验,以及量产后的生产过程,凝聚了大量汽车工程师的心血。汽车的质量与品质也在这一过程中形成了。每一辆车都有自己的性格,都有自己的优点与不足,就像一个人,永远不会是完美的。我们在使用中应该扬其长、避其短,最大程度的发挥汽车的优势,让我们的生活因为汽车的存在而更加美好。

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