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你知道汽车是怎么造出来的吗?绝对涨姿势!

车图腾·2014-11-04 08:01
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▍文/暮四先生

十几年前,刚刚进军汽车产业的李书福曾经说过这么一句话,汽车不过是一个沙发加四个轮子,有什么难的?这句话在当时引起了不小的轰动,当然也带来了巨大的争议,因为现代汽车的生产工艺是很复杂的,远远不是一个沙发加四个轮子那么简单。

汽车在生产之前,首先要先经过复杂的设计。汽车是一种包罗了多种机械元件、零部件、各种材料,及各种机械加工工艺的机械产品,所以其设计也是以机械设计理论为基础的。同时由于汽车是人们常用的交通工具,其使用条件复杂多样,且对安全有着极高的要求,所以在做设计时,就要在结构等方面去满足这些需求。这里面会用到很多的基础理论、专业理论及专业知识,比如工程力学、流体力学、空气动力学、机械原理、工程材料、车身美工与造型等等。如此复杂的汽车设计,以后有机会暮四再和各位朋友探讨。今天咱们先聊聊汽车设计之后的生产环节。

汽车的生产大致分五个部分:冲压 → 焊接 → 涂装 → 总装 → 售前检查。简单来说,就是先经过冲压等加工工艺,将车身、零部件等生产出来,然后通过焊接等工艺把部分部件连起来,然后再做表面防锈、防蚀的涂装处理,最后把所有的部件组装起来。这样,一辆汽车就生产出来了。看起来很简单是不?但这其实是个很复杂的过程,对技术、设备、生产工艺等都有着非常严格的要求。比如,曾经有不少国内车企设计不出来车,就买了国外的全套汽车图纸,但买回来却还是生产不出来。

(汽车生产流程图)

前段时间,慕四先生受邀参观了上海通用东岳昂科威生产基地,拍了一些刚上市不久的别克中型SUV昂科威生产线的照片,这下正好派上用场了,我们就用其做样品,一一解读下各个环节。

第一步:冲压

冲压是汽车制造中非常重要的步骤,那些很漂亮的汽车流线外观,就直接取决于这一步。简单来说,这一步就是利用冲床将钢板压成汽车外壳及其他部件的过程。

下面是在车图腾资料库找到的某汽车生产车间的原材料——钢板。

经过切割、冲压等处理后,上面那些钢板就变成了下面这模样:

除了车门、叶子板、机器盖等车辆外壳,防撞梁、保险杠等也是冲压而成的。如下图所示:

(冲压而成的别克昂科威铝合金前防撞梁)

(昂科威前防撞梁B型闭口结构)

据了解,在相同性能条件下,优质全铝型材挤出成型的B型闭口结构比钢质防撞梁减重50%,在低速碰撞时,前防撞梁将吸收绝大部分的能量,防止对车身结构的破坏。同时,前防撞梁采用螺栓链接方式与前纵梁连接,这样的设计可以方便前防撞梁的更换,缩短维修工时。

(昂科威铝合金后防撞梁)

(后防撞梁铝合金材质B型闭口结构)

另据车图腾了解,在相同性能条件下,昂科威后防撞梁使用的优质全铝型材比普通钢质防撞梁减重50%。后防撞梁由主梁和吸能盒结构组成。中低速碰撞时,后防撞梁会用来抵御后碰发生时的能量以保护车身其他结构,有效降低维修费用。高速追尾时后防撞梁、后端护板以及后纵梁后部会通过一定的变形来吸收碰撞能量,保护座舱内的乘客。

小结:汽车冲压件种类繁多、生产批量大,而且这些冲压件曲面形状比较复杂,并要求有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度,这对冲压件的磨具制造水平要求较高。以昂科威为例,其冲压件使其从侧面看上去非常厚重,且外部可见的车身部件之间的缝隙比较平滑、平整,这些都能体现出其冲压工艺的水准。同时,通过材料的改进,其前后防撞梁在减轻重量的同时还增加了安全性,这样一举多得的事,对消费者而言也是极好的。

第二步:焊接

对焊接,暮四还是很熟悉的,当年咱在电焊考试时还拿过第一(真不是在蓝翔学的~~),不过这里的焊接要复杂的多,比如激光钎焊等。一般来说,等到完成车壳后,为了便于后续步骤中的焊接工作,通常都会先将车体倒转。在完成初步焊接后,再将车体扶正,加装车门及车盖。

下面是昂科威的激光钎焊工位控制区,现在焊接大部分都是机器自动完成的了。

下面的大黄手臂是昂科威激光前焊工位,看起来很牛掰是不是?比挖掘机高大上多了!

下面是昂科威激光焊接车顶的照片,拍的太细节了,可能看不大清楚。但汽车的生产就是这样,要精心做好每一道工序,才能保证产品各项性能的安全稳定。

经过精细的焊接,基本的车身结构就成形了。这也是基础的,能保证驾乘人员安全的结构。还是以昂科威为例,其8横4纵安全车身设计,可以更好的预防来自前、后、侧面的撞击,保证车内驾乘人员的安全。

8横4纵安全车身,是通过从前至后贯通的两根大尺寸纵梁,加上八根横梁,构建了整车坚实的网状底盘;另两根纵梁则是延伸至纵梁前端的上边梁与车顶纵梁构建了连续的车身上部通道,上下两部分车身通过A、B、C、D柱共八根立柱牢固连接,将成员舱全方位立体包覆,按照中美双五星碰撞标准打造的。如下图所示:

(昂科威8横4纵安全车身机构及超高强度钢材分布图)

小结:焊接是很体现技术水准的工艺。以昂科威为例,其采用的电阻焊接新技术Arplas,是利用专用设备在需焊接的零件单层板上冲出一个凸起,然后利用专用焊枪在凸起处进行焊接,这种工艺不仅焊接时间短、节能,同时让施工表面平整无痕。同时,其激光钎焊车顶也确保了高强度钢材以最优的结构相互拼合,进一步提升了座舱的安全性。

第三步:涂装

汽车涂装工艺一般可分为前处理和涂装施工两部分。前处理又叫涂装前的金属表面处理,主要包括清除工件表面的油污、尘土、锈蚀、钢板毛边、暗号(为了便于工作的小标记)等,以改善工件的表面状态,方便后期进行车体的喷漆。

在经过基础涂装后,就要做骨架与蒙皮结合处的防震处理,车身底板的隔热、防潮、防噪音处理了。下图所示的昂科威生产线上的LASD液态隔音垫工位,可以很好的进行隔音减振处理。

车图腾注:LASD是Liquid Applied Sound Damper的缩写,是液态车身隔音减振材料,其中包括聚丙烯酸为主树脂,配以填料、助剂,具有环保、重量轻、隔音防震效果好等特点,昂科威也是国内首批采用LASD材料的国产车型。LASD采用全机器人施工,高成本、科技含量,所以目前国内很少有品牌能够采用此种工艺,并且由于材质更加绿色环保,极大的改善了车内的空气质量和健康环境。

下面是装完LASD液态隔音垫后的效果。看起来很简单,但在哪儿装、装多少却很讲究。

(昂科威静音材料分布示意图)

除了上面说到的隔热、防潮、防噪音、防震处理,车身外表面就要喷漆了,当然在喷漆前,要先刮腻子、打磨。

喷漆完成后,还要进行油漆的质量检查。

(别克昂科威油漆质量检查)

(别克昂科威车门油漆厚度测量)

小结:据车图腾获得的资料显示,昂科威的油漆车间包含磷化前处理、无铅无锡阴极电泳漆、车体密封、水性色漆等工艺,其挥发有机化合物排放比传统车间降低80%。其采用的水性车漆,既环保又能减少了对操作人员的伤害,同时因为其涂两遍底气再上色漆,车漆的稳固性也更强。

经过涂装处理后,车身会被送到内饰部门组装内饰,如仪表、玻璃、坐椅、线路等;同时,底盘部门会将发动机、变速器、驱动桥、轮胎等装到底盘上,这些部分可以说是汽车的内脏,非常重要,尤其是发动机,更可说是汽车的心脏。

(别克昂科威底盘拼装)

(昂科威底盘拼装)

(昂科威底盘Pin-Thru-Net精定位火箭炮)

(昂科威后四连杆独立悬挂) 

最后,再把组装好内饰的车身安装在装好的底盘上,一辆车就生产完成了。

(别克昂科威驶下总装生产线)

小结:近期速腾的断轴事件使得悬架成为大家关注的重点,这里就重点说下悬架。还是以昂科威为例,其后四连杆独立悬架设计,能保证车辆转向时,两边车轮始终与路面保持最适宜的接触,配备的主动减震器可以根据驾驶工况的不同,自动调节减震器的阻尼特性,配合液压衬套,加强车辆的操控稳定性和乘坐舒适性。以下为后四连杆独立悬挂示意图:

第五步:售前检查

汽车生产出来了还不算完。为了保证消费者的基本安全,还必须进行一系列的试验。在测试完引擎、传动系统、操纵杆、刹车、灯光等的性能后,汽车才可以出厂。

经过暮四的简单讲解,你是否对汽车的生产工艺有了进一步了解呢?


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