动力总成平台化布置方法分析

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007）

0.引言

在汽车领域中布置汽车整体结构时，动力总成平台化布置属于重要部位，可以决定汽车性能、安全以及功能等诸多方面。一般在对汽车整体展开总布置操作时，需要通过平台化布置确定动力总成的布置方法，如果动力总成在布置环节无法保证合理性，那么其他部件在汽车中的布置情况也会出现多种问题。但在布置过程中由于动力总成具备诸多款式，这些款式在大小、尺寸以及布置要点等方面各不相同，如果动力总成占据过多空间，很可能会导致其他部件无法正常布置。因此，如今在开展动力总成布置时，必须确定动力总成平台化布置方法。

1.动力总成平台化的基础概念

我国汽车行业激烈的国际竞争，一方面使许多拥有自主研发品牌的汽车企业在自主品牌战略中萎缩，从以前的多自主品牌战略向一个或几个有限的自主品牌战略转变。另一方面，汽车企业不断努力扩大产品线，开发越来越多的新技术产品线，迅速占领其他细分市场。面对中国不断扩张的汽车产品线，自主研发品牌大型汽车制造企业产品研发运营管理模式也必然需要发生转变，从直接管理单一品牌产品的研发模式转变转改为直接管理一系列创新产品的研发。而动力总成布置在汽车领域一直属于重要部位，大部分大型企业都具备动力总成布置平台，如大众的EA888动力总成系列和通用汽车的SGE动力总成平台。中小型汽车和国际知名汽车制造商已经或正在开始规划和研发自己的汽车动力总成装配制造平台。比如美国沃尔沃福特汽车，之前多年一直依靠福特汽车公司提供柴油发动机，现在已经或者开始正在规划和研究开发自己的汽车发动机制造平台总成架构。

2.动力总成平台化的布置方法

通过前期行业市场调研和相关项目规划实践分析可以充分发现，自主研发品牌能源汽车销售企业信息平台项目规划和产品开发中可能遇到的一些问题，完全能够可以通过规范的设计方法等来得以有效解决。因此，汽车企业在进行动力总成布置时，应该综合考虑如何充分利用整个服务行业的平台资源，进行一个综合性的分析、预测和综合规划，从整个行业平台资源整合的各个角度上来进行平台规划，实现一个企业整体的经营发展战略目标[1]。

2.1 确定布置定位

对于一套新的汽车动力控制总成，首先需要及时确认动力控制总成的准确定位。在此基础上，成功地进行了汽车周边系统中动力控制总成配件的设计，以及电气系统的详细方案规划和布局设计。前期，电力系统总成系统数字化模型、电力系统总成外围三维装配数字化模型，包括纵梁、前后围板、发罩及前内板、散热器及主风扇、辅助制动架、转向机、横向制动稳定杆、接地线、最小轴和离地压力间隙等前期动力输入布置条件进行收集定位确认后，总数模布置系统可以及时开展前期动力系统总成数模定位的收集确认。在已有全新车型运行平台上需要匹配全新的汽车动力组合总成，首先我们需要通过根据全新动力组合总成与车周边环境及车辆振动安全保护间隙、装配安全间隙、行人碰撞保护安全距离、碰撞安全保护距离、最小车速离地安全间隙、接近速度角、驱动轴等多个检查项，来初步分析确认全新动力组合总成于车辆发动机舱的准确定位[2]。

2.2 拟定布置方案

在对动力部件总成进行了定位后，首先设计了汽车机舱内的试验性能布局，完成了主要动力部件的初步设计，完成了试验布局和可行性研究分析，规定了基本的技术性能与功能实现的定性确认。具体设计需要特别注意几个方面：

（1）汽车动力部件装配系统的布局方案，应选择的汽车底盘传动平台的功能结构布局；（2）主要优先事项是满足系统各部分的基本性能要求，确定系统主要功能结构件的基本合理位置；（3）在主要功能部件设计的基础上，充分考虑客舱布置的美观性，规范客舱的整体平整度。大型功能部件布置应按圆形棋盘型布置排列，管线束的布置最好缩短化且尽量隐蔽式地布置；（4）可以根据机舱内部整体功能布置设计原则，将各部件系统功能分配布置至位于机舱内部的合理位置，确保各部分系统与机舱周边环境都能满足静、动态安全且无间隙，且各部分系统之间互联互通管路、线束布置方案相对最优。模块化空间布置设计方面，充分考虑多台各平台共用车身整体钣金结构框架、底盘舱各平台整体结构的不同点，借用平台对比功能进行分析，实现发动机舱各借用系统整体模块共用效益最大化[3]。

3.动力总成平台化的布置校核

3.1 校核布置间隙

动力部件总成的运动包络相对于机体的外围部件固定，如：转向机、副围架、真空助力器之间的间隙距离不应小于10mm。检查时还需要仔细考虑手动变速器的直线选择和纵向换挡以及摇臂的横向移动，汽车空气滤清器的位置是否适合布置在柴油机上方。对于围绕主轴的动力部件与飞轮动力组件一起运动，包括飞轮驱动中间轴内节及驱动中间轴、离合器及液压盘及周边飞轮驱动齿圈，其周边运动间隙包络与周边动力组合总成的运动间隙间距应不应得小于3mm。如果自动变速器与后轮纵梁处的间隙宽度不足且后轮壳体磨损无法及时更改，则汽车需在不严重影响整辆车身安全碰撞控制性能的必要前提下，尽量采用优化变速纵梁以便于避让[4]。

3.2 校核驱动轴

驱动机主轴齿轮内节的内部运动信息包络与涡轮发动机及旋转飞轮的内部运动信息包络、变速器的运动间隙间距不应小于3mm，传动轴内部运动信息包络与齿轮轨、副车架、纵梁之间的运动间隙间距不应小于10mm。由于传统汽车动力总成的两轴布置，通常左轴较短，右轮中间轴较长。如果外面中心轴与齿轮传动部分，引擎和旋转飞轮差距太小或没有干扰，除了缩小轴断面尺寸，可以优先在正确的齿轮轴部分向外延伸，同时增加一部分中间齿轮的支持，轴承齿轮马达部分布局设计支持，下表显示在图9中，然而它也是必要的校准和检查齿轮轴承座位之间的连接，内段的中心轴的齿轮和齿轮引擎，发动机是否能同时提供轴承座来支撑固定支点，轴承座的支撑强度以及对右轴内外段的延伸角度。如果内部运动间隙信封的左、右两轴变速器只是太小或略干扰左轴传动的运动间隙，可以优先考虑开放前壳内轴传动，和外壳大小不应太大，否则外壳容易直接进入大量粉尘。

3.3 校核性能

性能涉及内容较多，分别针对安全、驱动等性能展开精准校核。（1）安全布置性能，为了确保车辆的布置目标，能够正确满足中国新汽车评估方案的标准，功率控制装置表面的封面和封底挡板连接距离通常是100mm～150mm，防撞梁连接长度一般为120mm～150mm；Z、Y向上，内动力控制总成与发动机短舱前机壳的连接距离应不大于72mm。由于发动机短舱的前机壳前低后高，动力控制组件的连接位置越靠前，此处的距离就越小。（2）考虑驱动平台性能，如果驱动平台总体规划中需要有四驱驱动车型，则整合动力系统总成的驱动平台一体化系统布置就认为需要充分兼顾传统四驱驱动系统，在四驱变速器与前齿轮驱动轴连接处分别增加了Power Transfer Unit，从四驱变速器上直接取得齿轮动力并将齿轮动力沿着传递轴的方向固定扭转90°后，通过齿轮传动轴直接传递动力给驱动后主齿轮减速器的轴及后齿轮驱动机的轴。

4.结语

动力总成平台化布置在汽车整体布置过程中属于基础环节，但在汽车发动机布置过程，动力总成布置至关重要。因此，在对动力总成展开平台化布置时，需要提前确定布置定位，再根据布置定位拟定布置方案，这样动力总成便可按照方案落实平台化布置。此外，在完成动力总成平台化布置以后，为了确保布置合理性与精准性，还需要针对间隙、驱动轴以及性能展开深入校核，这样汽车整体布置完成后，性能、安全以及功能等多方面才能得到保障。