浅析某型轻卡装配中发动机下沉现象

许高杰，章志才（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



浅析某型轻卡装配中发动机下沉现象

许高杰，章志才
（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

随着整车排放法规越来越严，用户对整车动力、经济性要求越来越高，发动机排量增大，辅件增多，导致动力总成越来越重。在整车装配过程中经常会发生发动机下沉现象。文章将对这种这种现象进行简要分析。

轻卡；发动机下沉；悬置

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.081

CLC NO.: U463Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-240-02

引言

发动机是一台汽车的心脏，它必须准确、可靠的被安装在发动机舱之中。但是我们在装车过程中经常会发现，发动机并没有安装在特定的位置，会往下下沉一定的距离。这个距离最大能达到20mm之多。发动机下沉之后会导致一系列的问题，比如发动机风扇和水箱护风罩的距离改变，发生干涉；动力总成的倾斜角度变小；传动系当量夹角变大；传动轴异响；油耗上升等等。

1、原因分析

某型轻卡在开发过程中，发现发动机和变速箱总成装配到底盘上之后，发动机风扇和水箱护风罩之间的间隙上面大，下面小，与理论距离严重不符。考虑为发动机发生了下沉，或者水箱护风罩零部件制作不满足图纸要求。

2、原因查找

该水箱、护风罩经过拆卸，检验，零部件各尺寸均满足设计要求，在整车上测量水箱、护风罩与车架上平面的高度与理论保持一致，故初步判定为发动机发生了下沉。该型轻卡使用的悬置型式为叉式结构，使用两块连接板和减震软垫将发动机和车架连接在一起。变速箱端采用龟背式吊板经过两侧悬臂和减震软垫与车架第三横梁进行连接。

经过现场测量，发动机风扇处发生下沉的距离最大，越往变速箱端下沉的距离约小，到变速箱吊挂处即没有测量出有下沉现象。据此，可认为发生下沉的位置是在发动机悬置。

使用鱼刺图工具来分析发动机下沉可能存在的原因，并挨个加以排查。

2.1车架腹面开档尺寸排查

该车架为双层车架，在发动机仓位置有加强板，两层车架使用铆钉进行铆接。但是由于车架回弹、平面度等问题，两层车架之间不可能完美地贴合在一起，总是存在一定的间隙的。一般我们要求两层车架的间隙保持在1mm以内。而且在发动机仓位置，车架并不是贯通式的，而是变截面的，前面小后面大。

经过排查，两层车架之间间隙最大为1.1mm，超过设计要求。其他尺寸满足设计尺寸要求。

2.2车架宽度尺寸和应力变形排查

使用三坐标仪测量车架左右纵梁的外宽尺寸，同时能测出左右纵梁相对弯曲的角度。经过测量，车架外宽尺寸在公差范围内，但装配动力总成后车架向内有一定的弯曲变形，角度约为2度。

2.3连接板尺寸排查

四块连接板经过精密测量，所有尺寸都在设计标注的尺寸及公差范围之内，并无问题。

测量记录：（单位：mm）

表1　连接板尺寸排查表

2.4连接板应力变形排查

悬置连接板为5mm厚的钢板，可能存在受到发动机向下的力时，发生弹性变形的情况。为此，我们将左侧的两块悬置连接板组装好之后放到试验台上进行模拟测试。结果发现，在加载发动机重力时，两块钢板组成的系统确实发生了弹性形变，由此造成的发动机下沉量约在5mm。

2.5系统尺寸链排查

一个完整的系统，是由很多个零部件组成的。每个零部件都满足公差要求，但是公差累计起来可能会导致整个系统产生很大的误差。发动机悬置系统可能就存在着这样的情况。

由于车架内侧开档是变截面，而且两层车架之间存在间隙，所以悬置连接板在设计时有（-1～-3）mm的公差，这样便于生产线装配，也适应双层车架间隙不稳定的情况。但是这也带来了问题，过大的尺寸公差，会增加系统性风险。发动机连接板处发生了下沉，整个动力总成会绕着变速箱吊挂为旋转中心进行旋转，发动机风扇处的下沉量将会被放大。即如该车型遇到的情形，发动机风扇处发生的20mm下沉，在发动机连接板处仅有15mm。

2.6小结

经过以上各个可能的问题点的排查，有车架应力变形、连接板应力变形和系统尺寸链问题三项同时发生，导致了发动机发生了下沉。

3、结论

针对以上问题，我们做了针对性整改：重新设计悬置连接板的加强筋，并进行CAE分析，最终将应力变形量减小到1.5mm；重新修订连接板的公差尺寸，下发悬置连接板的装调标准，消除系统因尺寸链的问题带来的误差。

经过以上分析，在没有使用元宝梁的悬置系统中，影响发动机下沉的主要因素，依次为：连接板应力变形，车架应力变形，系统尺寸链误差。

[1]余志生.汽车理论.第五版.机械工业出版社.2011年1月.

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[3]（日）鸠田幸夫.汽车设计制造指南.机械工业出版社.2012年1月.

[4]郑明新.工程材料（第4版）.清华大学出版社.2011年7月.

[5]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学（第七版）.高等教育出版社.2009年7月.

Analysis on the phenomenon of engine sinking in a lighe truck assembly

Xu Gaojie,Zhang Zhicai
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui hefei 230601）

With more and more stringent vehicle emission regulations,the user to the vehicle power,economic requirements are getting higher and higher,the engine displacement increases,the number of accessories increased,resulting in more and more heavy power.In the process of assembly,the engine will often happen.This paper will be a brief analysis of this phenomenon.

Light truck; engine sinking; mounting

U463

A

1671-7988（2016）08-240-02

许高杰，就职于江淮汽车技术中心轻型商用车研究院。