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行業(yè)新聞

走進(jìn)上汽通用武漢工廠,一探發(fā)動(dòng)機(jī)制造之道

2017年12月11日


 

在節(jié)能減排呼聲高漲的當(dāng)下,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)從最初的大排量自然吸氣到直列四缸帶渦輪增壓再到如今各個(gè)廠商都在推進(jìn)的三缸發(fā)動(dòng)機(jī),它們的排量正在經(jīng)歷小型化的變革。作為汽車產(chǎn)業(yè)的巨頭之一,通用自然也不甘寂寞,在新近推出的閱朗、GL6等車型上使用了小排量的1.0T以及1.3T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)。相信大家和我一樣關(guān)注它們的動(dòng)力、燃油經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)究竟如何,三缸發(fā)動(dòng)機(jī)自帶的抖動(dòng)屬性有無(wú)改善等等問(wèn)題。這次我們有機(jī)會(huì)來(lái)到這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生地——上汽通用武漢工廠,看看它們是如何被制造出來(lái),有沒(méi)有實(shí)力受人青睞吧。

 

上汽通用武漢工廠簡(jiǎn)介
 

上汽通用武漢工廠位于武漢市江夏區(qū),2015年正式投產(chǎn),規(guī)劃年產(chǎn)能24萬(wàn)輛。除整車沖壓、焊裝、涂裝以及總裝車間外,還建立有動(dòng)力總成車間,也就是我們熟知的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱生產(chǎn)車間。動(dòng)力總成項(xiàng)目規(guī)劃最大年產(chǎn)能超過(guò)200萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),變速箱年產(chǎn)能達(dá)10萬(wàn)臺(tái),其中也包括君越混動(dòng)車型上所使用的變速箱。 

 

Ecotec 1.0T/1.3T發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介
 

面對(duì)越發(fā)嚴(yán)苛的環(huán)保政策,上汽通用在其2020戰(zhàn)略規(guī)劃中推出了的1.0T/1.3T的三缸小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)目前已經(jīng)裝備在了英朗、GL6以及閱朗之上,未來(lái)還會(huì)在更多的“通用系”產(chǎn)品上搭載。
 


 


 

 

為了降低油耗并提升動(dòng)力性,通用的工程師在這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)上可是傾注不少的心血:小慣量的渦輪增壓器、進(jìn)排氣雙VVT可變正時(shí)、雙歧管噴射、可變排量機(jī)油泵以及缸蓋獨(dú)立的熱管理系統(tǒng)都搭載其上。再通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力與油耗表現(xiàn)的優(yōu)化。

 


 


 


 



從圖表上可以看出,這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力參數(shù)方面具有不錯(cuò)的表現(xiàn)。1.3T發(fā)動(dòng)機(jī)與之前在昂科威上使用的1.5T四缸發(fā)動(dòng)機(jī)相比動(dòng)力數(shù)據(jù)也不遑多讓,相比比寶馬在入門車型上使用的1.5T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)它在峰值動(dòng)力數(shù)據(jù)上表現(xiàn)更好,不過(guò)寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率與扭矩轉(zhuǎn)速區(qū)間更靠前。

 

工廠參觀:62人年產(chǎn)30萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)
 

上汽通用武漢工廠的動(dòng)力總成車間擁有很高的自動(dòng)化程度,這個(gè)目前年產(chǎn)30萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的車間只有62個(gè)工人,與之形成對(duì)比的是數(shù)量龐大的自動(dòng)機(jī)械手、AGV自動(dòng)小車等自動(dòng)機(jī)械化生產(chǎn)工具。得益于自動(dòng)化生產(chǎn)帶來(lái)的效率提升,按照上汽通用之前的規(guī)劃,這里發(fā)動(dòng)機(jī)的最大年產(chǎn)能是——200萬(wàn)臺(tái)。

 


 


 

 

每一個(gè)零部件進(jìn)入車間后都會(huì)被激光打上一個(gè)專屬二維碼,這將伴隨它走完一生,從制造過(guò)程中的加工數(shù)據(jù),到安裝力矩、檢測(cè)數(shù)據(jù)都會(huì)被記錄在案,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的制造過(guò)程全程可追溯。

 


 

 

發(fā)動(dòng)機(jī)缸體被機(jī)油油路以及冷卻液水道包圍,其間還有燃燒室以及安置曲軸等零部件的孔洞,因此它屬于復(fù)雜的多面多孔零件,加工工藝復(fù)雜,并且對(duì)加工的精度有很高要求。以曲軸孔和平衡軸孔的加工為例,直徑公差要控制在一根頭發(fā)絲的十分之一范圍內(nèi),圓度公差就更進(jìn)一步了,需要控制在6.5微米以內(nèi)(小貼士:圓度是指工件的橫截面接近理論圓的程度,越接近0代表越圓;直徑公差則是缸體圓的直徑的控制參數(shù),也是越小越好)。

 


 


 


 

在對(duì)全鋁缸體進(jìn)行加工之后,缸體會(huì)被送往清潔工位進(jìn)行水洗,超過(guò)300個(gè)大氣壓的水流會(huì)將加工過(guò)程中殘留在缸體表面的碎屑清除掉,以保證產(chǎn)品的清潔度。之后這些裹著鋁屑的清洗液會(huì)被回收再利用,其中的鋁屑在工廠內(nèi)就已經(jīng)進(jìn)行了壓塊處理排干水分,既方面運(yùn)輸也能減少場(chǎng)內(nèi)的污染。

 

從四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)來(lái)說(shuō),曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)里除了渦輪之外轉(zhuǎn)動(dòng)最快的零件了(曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈進(jìn)排氣門開(kāi)啟一次,凸輪軸轉(zhuǎn)一圈),因此這個(gè)部件對(duì)于動(dòng)平衡就有了很高的要求。業(yè)界普遍采用質(zhì)量定心機(jī)+動(dòng)平衡機(jī)去重的工藝方案,通用也是如此,不過(guò)通用在曲軸毛胚件生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)對(duì)質(zhì)量的控制將初始不平衡量進(jìn)行控制,更有利于后期去重工藝的開(kāi)展。

 


 

 

凸輪軸、曲軸都需要通過(guò)軸承與缸體固定,這樣能夠?qū)⑤S承與缸體之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)槟Σ亮Ω偷臐L動(dòng)摩擦,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的能量損耗。而安裝這些部件同樣全部由機(jī)器人自動(dòng)完成,就連上料工序也有專用AGV小車和機(jī)械手操作,之后凸輪軸同樣會(huì)進(jìn)行高精度的動(dòng)平衡核校。

 

 

加工完成的缸體、缸蓋以及活塞、氣門、凸輪軸、曲軸等部件會(huì)被裝配在一起,并在總裝線上由人工為其專裝上火花塞、節(jié)溫器等外圍零件,并注入機(jī)油。至此,一款發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配工作算是告一段落了,它將被機(jī)械手和傳送帶送外測(cè)試工位進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試。

 

 

發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)首先會(huì)進(jìn)行全自動(dòng)氣密性測(cè)試,確保發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油腔及冷卻液腔無(wú)泄漏。再進(jìn)行冷車測(cè)試,發(fā)動(dòng)機(jī)在冷試工位上被被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),測(cè)試其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否正常,各部件間配合正常與否。通常檢測(cè)通過(guò)之后還需要進(jìn)行點(diǎn)火啟動(dòng)測(cè)試,這就是所謂的“熱試”,不過(guò)在這里用冷試進(jìn)行了替代,更為節(jié)能環(huán)保。

 

如何讓發(fā)動(dòng)機(jī)更安靜
 

發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力是由汽油在燃燒室內(nèi)高速燃燒推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,活塞運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),偶數(shù)缸(4、6、8、12等等……)存在對(duì)向運(yùn)動(dòng)的活塞可以將振動(dòng)抵消,因此平順性一直表現(xiàn)不錯(cuò)。而奇數(shù)缸的發(fā)動(dòng)機(jī)就不能通過(guò)活塞的對(duì)向運(yùn)動(dòng)消減振動(dòng)了,為此工程師們想了不少辦法,下面我們就一道來(lái)看看吧。
 


 


 

減小振動(dòng)的方法之一就是隔振,通過(guò)在曲軸齒輪、皮帶輪等向外傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的部位布置橡膠層的方法來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)隔絕一部分并通過(guò)橡膠吸收一部分,可以減輕從這些部位傳遞出來(lái)的振動(dòng)。此外,由于三缸發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)是有規(guī)律可循的,因此在曲軸旁邊增加一個(gè)與之反向運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡軸也能起到削弱振動(dòng)的作用。

 


 


 

 

同時(shí),為了降低變速箱從發(fā)動(dòng)機(jī)得到振動(dòng),現(xiàn)代汽車上都裝備了雙質(zhì)量飛輪,通過(guò)兩組質(zhì)量單元分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱,起到隔絕發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的作用。而鐘擺式雙質(zhì)量飛輪在基礎(chǔ)上增加了一個(gè)鐘擺系統(tǒng),往復(fù)運(yùn)動(dòng)的它能吸收更多的振動(dòng)。油底殼也經(jīng)過(guò)了重新設(shè)計(jì),采用雙層結(jié)構(gòu),減少共振并降低振動(dòng)。而在發(fā)動(dòng)機(jī)上方,油軌工作時(shí)的噪音也由高分子材料隔音罩負(fù)責(zé)處理,多方面降低振動(dòng)和噪音。

 

發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車領(lǐng)域技術(shù)最密集的關(guān)鍵部件,在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)裝配過(guò)程中,由于零件的多樣性、工藝的繁瑣性,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)及整體裝配及測(cè)試解決方案就顯得尤為重要。
 

AMTS 2018 – 動(dòng)力總成裝配工程展區(qū)是國(guó)內(nèi)動(dòng)力總成工程技術(shù)解決方案唯一展示平臺(tái),通過(guò)展示發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器裝配及測(cè)試創(chuàng)新解決方案,為動(dòng)力總成裝配系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、服務(wù)商提供展示新技術(shù),新理念的一站式營(yíng)銷平臺(tái),打造滿足未來(lái)汽車動(dòng)力總成領(lǐng)域新機(jī)會(huì),新機(jī)遇的高效商務(wù)平臺(tái)!

 

展會(huì)同期舉辦的 Engine Assembly & Testing 2018  第六屆發(fā)動(dòng)機(jī)裝配及測(cè)試工程發(fā)展論壇,將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配、智能工廠實(shí)施方案、數(shù)字化生產(chǎn)線設(shè)備與管理等話題進(jìn)行深入探討,為整車廠和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)人員,配套產(chǎn)業(yè)中的工程師、管理人員和技術(shù)人員創(chuàng)造與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配測(cè)試工程領(lǐng)域供應(yīng)商的技術(shù)交流及商務(wù)對(duì)接機(jī)會(huì)。

AMTS 2018新展期、新規(guī)劃,10個(gè)展館規(guī)模,2018年7月4-7日,上海新國(guó)際博覽中心W1, W2, W3, E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7館,我們不見(jiàn)不散。

 

部分內(nèi)容來(lái)源自:汽車之家


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