看懂汽車的裝配缺陷控制 才更容易選一輛走心的...

開車那點事 2015-06-08 12:13

前不久，網路上曾出現一篇名為《工程師教你如何選擇一輛走心的車！》的文章，這篇文章從油漆漆面和裝配工藝兩個方面詳細介紹了消費者在購車過程中，在車輛外觀上應該注意的許多細節，對消費者在購買新車時的識別和選擇上起到了莫大的幫助。為什麼這些細節能反映出一台車的好壞？這些細節究竟有多難控制？或許有人會說，裝配不就是拿上零件、裝上零件、打上螺絲，就跟把大象裝進冰箱那麼簡單么，但是事實並非如此，作為一名汽車總裝工程師，這一次，我要給各位汽車愛好者們從更加專業的角度剖析所謂的汽車「裝配缺陷」在汽車的設計製造過程中是如何控制的，讓大家更好的選擇一輛走心的好車。

何為裝配缺陷？

首先，我想跟大家介紹一下「裝配缺陷」在汽車製造過程中的定義和內容。汽車的「裝配缺陷」在汽車行業中的專業名稱為內外飾外觀匹配，從這一名稱便可看出，在製造過程中不僅對汽車車身外在的鈑金和零部件外觀有要求，內飾的外觀同樣也在考慮範圍內。其實想當然地也可以得出這樣的結論，因為大多數時間，車主與乘客都在車裡，如果車內的外觀太過粗糙的話，確實是一件很讓人抓狂的事情。

而內外飾外觀匹配的考察標準所包含的主要內容則是間隙、平度、均勻度、極差和裝配性等幾個方面。對於這幾個概念，間隙當然很好理解，指的是縫隙的間距；而平度則指的是兩零件平面之間的相對落差，也即高低落差值；均勻度則反映了同一間隙和平度這兩個參數的變化量大小，例如一個縫隙上寬下窄，或者兩個零件之間的平度上凸下凹，大家可自行腦補，是不是會覺得畫面太美呢，哈哈；而極差則反映了車身上對稱位置相同部件之間的尺寸之差，例如左右車燈與發動機蓋的間隙差。

設計階段對裝配缺陷的控制

間隙、平度、均勻度、極差和裝配性，這幾個參數在整車開發的造型階段便會有初步定義，但是具體的幾何尺寸需要等到造型確定後，由尺寸工程師進行詳細定義。這時，尺寸工程師們會對車身上所有涉及零部件配合關係的間隙、平度等尺寸參數進行詳細的定義，一般會精確到幾十微米，並且從新車型的前期設計階段一直到後期量產階段都對尺寸狀態進行跟蹤，保證實際製造出來的車輛符合設計標準，或根據實際的製造工藝修改定義，最終確保尺寸功能和整車外觀的美觀。

製造過程如何控制裝配缺陷？

設計階段結束後，便是汽車的製造了。整車製造一般分為四大工藝，分別是衝壓、焊裝、塗裝、總裝。這四個工藝均會對汽車的裝配造成影響，內外飾外觀匹配雖然是在總裝車間進行，但是與之前的三大工藝均有密切的聯繫。

在整車製造廠，汽車最初始的狀態其實是一塊平整的鋼板，在進入衝壓車間後，這些鋼板會經過衝壓工藝變成一塊塊車身的鈑金零部件，一台汽車有400多個大大小小的鈑金衝壓件，而涉及到車身外觀的鈑金件則是四門兩蓋、側圍以及翼子板，也即四個車門，發動機蓋和後備箱蓋，還有車身側面的圍板及前輪上方的翼子板。

在衝壓車間，生產這幾件外觀鈑金件的衝壓機器人、壓力機和模具都是最頂尖最昂貴的，一條鈑金覆蓋件的生產線上一般有7-8台機器人，5-6台壓力機以及數十套模具，任何一台機器人和壓力機或者任意一套此類鈑金件的衝壓模具的價格都可以買一台蘭博基尼，之所以要投入如此高昂的成本，目的就是為了控制外觀鈑金件的尺寸精度和形狀精度，以便後續的生產裝配能順利進行。

在衝壓好的的鈑金件進入焊裝車間後，第一輪的外觀匹配工作便開始了，焊裝車間里最多也是最重要的設備除了焊機以外便是茫茫多的夾具了，在焊裝裝配過程中，第一步便是將鈑金件或者是焊裝分總成放入夾具中定位、夾緊。

對於涉及到車身外觀的幾個鈑金件的定位精度要求高自然不用說，而除了可見的鈑金外還有一個非常重要的東西，這個東西的體積不大且不可見，但是對於裝配影響卻非常大——這便是需要通過凸焊工藝焊接到車身各處的螺母，它們的存在是為了給後續的總裝工藝提供各式各樣的安裝孔座，後續的零部件都將以他們為基準被安裝到車身上，因此這些螺母的焊接位置精度要求也非常的高，並且在尺寸鏈中存在尺寸誤差累計，一個安裝點的偏差可能導致一系列與之相關的零部件的安裝偏差，可謂差之毫釐，謬以千里。在所有鈑金零部件焊接結束後，這些車身半成品還要經過一道稱為門調線的生產工序，其內容是安裝車身上的四門兩蓋，並初步調整這些活動部件和車身之間的間隙等使之符合匹配定義標準。

焊接結束後，完整的白車身進入塗裝車間進行漆面塗裝，先後經過表面清洗、電泳底塗、中塗、面漆等工序。而每完成一個工序，車身都需要進入烘箱進行高溫烘烤使漆面固化，這個過程中就會出現一個問題，那就是車身的鈑金在高溫烘烤後因為漆面的內部應力不均勻而導致變形，這種變形稱為過塗變形，尤其是發動機蓋這種面積較大的表面覆蓋件，其邊沿出現過塗變形的概率非常大，而且這是個世界性難題，全世界所有汽車公司都對這個問題非常頭痛，因為過塗變形的變形量難以控制並且很難解決，這個變形毫無疑問也會影響車身間隙和平度等的匹配結果。此外，在漆面噴塗過程中，在存在裝配關係的邊界上有可能會存在油漆流掛，這也會影響後續總裝時的裝配匹配問題，甚至導致無法裝配。

塗裝完成後，車身進入總裝車間，汽車的總裝工作才終於開始，這也是文章開始所敘述的內外飾外觀匹配工作真正的開展的地方。在總裝車間，一共有大約兩千多個零部件和分總成被安裝到油漆車身上，涉及到內外飾外觀的零部件多達上百個，雖然這些零部件在設計階段便是嚴格按照尺寸工程給出的尺寸定義設計的，但是它們在零部件供應商的實際製造過程中依然會出現很多尺寸方面的問題，因此內外飾的外觀匹配一般分為三個階段：第一階段稱為單件匹配，也即考察單件的尺寸是否符合定義；第二階段是裝配匹配，其內容是將該零部件裝配到車身上，檢驗零部件在實際裝配到車身上以後是否能滿足二者之間的尺寸配合定義；第三階段是檢驗多個零部件與車身裝配時，互相匹配的結果是否符合標準。

只有滿足這三個階段的匹配標準，匹配工作才算完成，任何一個階段出現問題都需要對零部件或者車身尺寸進行設計變更或者對尺寸定義進行修正，如果零部件的實際尺寸符合設計定義，則會對車身尺寸進行測量，確定車身尺寸是否符合設計定義，若不符合，則需要車身技術工程師對車身尺寸進行調整。如果車身尺寸合格，而零部件的現場實物尺寸不符合定義的時候，就會涉及到採購質量的工作了，總裝車間會要求採購質量工程師對來件供應商進行核查反饋並改善，保證供應商來件符合設計要求。在所有裝配結束後，生產線的末尾會有一條和焊裝調整線類似的調整工序，這一次，車身的四門兩蓋會經過徹底的調整，保證最終狀態符合尺寸定義和美觀。

看必完文章後，想必各位對車身上的間隙和所謂的「裝配缺陷」有了更全面的了解，間隙雖小，甚至有時並不引人注意，但是要把這些細節做好所付出的代價是巨大的，這也是為什麼豪華車的外觀一定會比低端車要精緻，這裡面的成本差別和技術水平的差距也是巨大的。

在國內汽車市場，某些外國品牌的車前後車門之間的間隙一般在3.5毫米左右，而國產車的間隙一般只能做到4.5毫米，然而這看似微不足道的一個毫米的差距，卻需要國產車的工程師們數十年的努力和磨練才能去追趕並超越。由此可見，要真正造出一台好車，並非一朝一夕就能完成，需要付出的艱辛也是常人難以想像的。汽車工程師們就像是追逐烏龜的阿喀琉斯，只能無限接近完美，卻永遠無法超越，但是追求完美這件事本身卻是對自我的不斷超越，正因為有了這群人的努力，這個世界才有了越來越精美

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