AT動(dòng)力總成制造與應(yīng)用

1、AT動(dòng)力總成制造與應(yīng)用許長(zhǎng)林2014.04.0611.發(fā)動(dòng)機(jī)部件典型制造技術(shù)2.AT殼體、閥體制造技術(shù)3.加工單元切削液高壓供給4.裝配、測(cè)試物流5.AT裝配過(guò)程控制6.AT動(dòng)力總成集成目錄2公司背景資料東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司（簡(jiǎn)稱DAE），1998年由中國(guó)、日本、馬來(lái)西亞共同投資組建；引進(jìn)三菱技術(shù)，生產(chǎn)4G1/4G9（1.32.0）系列發(fā)動(dòng)機(jī)和AT變速器及手動(dòng)變速器，同時(shí)擁有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器制造技術(shù)；配套車廠配套車型比亞迪F3、M6昌河利亞納江淮和悅東南戈藍(lán)永源A380青年汽車L3、L5北汽福田迷迪鄭州日產(chǎn)C16A、C24已累計(jì)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)245萬(wàn)臺(tái)；配套AT動(dòng)力總成5萬(wàn) 多套；3缸體線：柔

2、性線2條、剛性線1條；缸蓋線：柔性線4條；曲軸線：剛、柔性各1條；發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件生產(chǎn)線MT變速器殼體線：2條 ；AT變速器殼體線：2條；閥體生產(chǎn)線：2條；發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線：2條；TA、MT裝配線各1條；4缸體軸承蓋止推面加工缸體軸承蓋止推面尺寸精度H7；加工單元，常規(guī)采用銑削加工；銑刀往返行程，加工兩側(cè)面、底面；尺寸在線檢測(cè)，依據(jù)實(shí)測(cè)尺寸，實(shí)施必要補(bǔ)償；測(cè)具刀庫(kù)存儲(chǔ)；檢測(cè)過(guò)程：測(cè)具抓取、檢測(cè)、入庫(kù)，循環(huán)時(shí)間約12秒；受加工環(huán)境影響，測(cè)具與主軸配合精度不易穩(wěn)定；偶爾出現(xiàn)補(bǔ)償偏離問(wèn)題；5缸體軸承蓋止推面加工（續(xù)）止推面拉削是剛性線的傳統(tǒng)工藝；尺寸精度由刀具保證；加工精度穩(wěn)定，無(wú)需補(bǔ)償；在加工單元引入拉

3、削工藝；必要條件：高強(qiáng)度主軸設(shè)備；配置適合的拉刀規(guī)格；合理的工藝參數(shù)；加工成本：拉削1.89元/件；銑削2.14元/件；加工單元拉削止推面，已36萬(wàn)余件，確認(rèn)技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、成本優(yōu)勢(shì)明顯；6缸體軸向止推面加工要求軸向止推面與曲軸孔中心線的垂直度：0.05毫米（含形狀公差要素）；止推面為半圓結(jié)構(gòu)；只能與曲軸孔分工序加工；兩次定位裝夾，需公差分配；止推面加工：垂直度0.025毫米 （相對(duì)缸體基準(zhǔn)孔）；曲軸孔精鏜：保證止推面、曲軸孔垂直度精度滿足圖樣要求；7缸體軸向止推面加工（續(xù)）止推面銑刀：懸臂長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)剛性低；兩刃面同時(shí)切削，切削力較大；切削力大、剛性不足，易振顫、影響型面精度；采用增強(qiáng)刀具剛

4、性結(jié)構(gòu)、合理加工參數(shù)、有效管控刀刃精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量，保證圖樣要求；8缸孔鏜削缸孔加工，采用正向行程粗鏜、回程精鏜工藝；在正向行程，固定刀片粗鏜；缸孔精鏜：應(yīng)用氣液增壓控制，使精鏜刀刃凸起、高于粗鏜刀刃，回程完成精鏜；刀柄與主軸配合、密封，確?？刂茪鈮悍€(wěn)定；控制氣壓的精確控制，保證刀刃精度；刀柄頻繁裝卸是加工單元的固有特性，確保每次安裝的密封性能，是穩(wěn)定加工精度的技術(shù)難點(diǎn)；9缸孔珩磨珩磨網(wǎng)紋含油，潤(rùn)滑；傳統(tǒng)珩磨到平頂珩磨，省略磨合過(guò)程；粗珩修正鏜削誤差，統(tǒng)一的基礎(chǔ)精度；精珩形成含油網(wǎng)紋，達(dá)成艾伯特斜率要求；平頂珩磨，削平網(wǎng)紋尖峰，達(dá)成規(guī)范要求的支撐率；珩磨過(guò)程，在線主動(dòng)測(cè)量；分級(jí)、刻號(hào)，用于選

5、配；10缸蓋加工定位銷孔為加工基準(zhǔn)，應(yīng)用溫度補(bǔ)償技術(shù)，確保其位置精度（0.035）；氣門(mén)導(dǎo)管、座圈，采用組合鉸削加工，保證尺寸、同軸、表面精度；氣門(mén)座圈氣密性，采用氣動(dòng)量?jī)x （允許泄漏40-300毫升/分鐘）檢測(cè)凸輪軸孔采用粗、精鏜工藝，保證尺寸、同軸精度（0.016-0.02）；適配、調(diào)節(jié)刀柄，保證與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度；刀刃裝配，量?jī)x檢測(cè)，保證孔徑精度；凸輪軸孔刀具11缸蓋加工GDI噴觜安裝孔，安裝高壓燃油噴嘴，與燃燒室連通；安裝孔柱面、錐面密封，抵御燃燒室高溫、高壓 （95bar)，保證有效密封；為有效密封，保證柱面、錐面的尺寸、同軸精度及表面完整性高精度要求；復(fù)合鉸削加工，保證圖樣精度；氣

6、密性量?jī)x檢測(cè)；噴嘴密封面燃燒室12曲軸變壓滾壓技術(shù)主軸頸、連桿頸沉割槽是應(yīng)力集中、疲勞失效危險(xiǎn)區(qū)；在沉割槽要求采用滾壓工藝，獲得組織壓應(yīng)力，提升疲勞強(qiáng)度、滿足使用耐久要求；主軸頸與 主軸頸滾壓力不同；連桿頸圓周不同區(qū)域的壓力要求不同，因而采用變壓滾壓技術(shù)；采用主軸頸、連桿頸同步滾壓工藝；滾壓力伺服液壓控制；連桿頸沉割槽13曲軸頸沉割槽滾壓曲軸主軸頸、連桿頸沉割槽滾壓提升疲勞強(qiáng)度；按預(yù)計(jì)壓力、分布范圍，滾壓沉割槽，檢測(cè)沉壓量；若未能滿足疲勞耐久試驗(yàn)要求，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，再次耐久試驗(yàn)；達(dá)到耐久規(guī)范要求，確定相關(guān)參數(shù)；滾壓論連桿頸高應(yīng)力區(qū) 220270度、滾壓力12.515kN； 其余區(qū)域5.57.5

7、kN ； 主軸頸、 主軸頸分別12.5、7.5kN；14AT變速器殼體加工采用桁架機(jī)械手自動(dòng)物流；鋁材質(zhì)熱膨脹系數(shù)較大；采用溫度補(bǔ)償，減少環(huán)境溫度對(duì)孔徑、定位銷孔位置精度的影響；溫度傳感器殼體生產(chǎn)線15AT變速器殼體加工（續(xù)）液壓油路孔系采用高壓 （50MPa）、定點(diǎn)沖洗，去除飛邊、毛刺，避免工作過(guò)程脫落，妨礙電液控制；液壓油路氣密性測(cè)試，確保液壓油路的有效密封；氣密性NG件，允許浸滲堵漏；高壓清洗機(jī)定點(diǎn)沖洗機(jī)器人16AT變速器殼體加工（續(xù)）刻印殼體序號(hào)二維碼，記錄加工質(zhì)量信息、氣密性測(cè)試數(shù)據(jù)；上線裝配掃描二維碼，錄入AT總成質(zhì)量信息檔案，以便機(jī)加質(zhì)量追溯；下線前清洗，滿足清潔度要求；二維碼氣

8、動(dòng)量?jī)x檢測(cè)17閥體加工內(nèi)、外閥體集成17處多油路控制閥芯孔；閥芯孔為多階、多孔徑結(jié)構(gòu)，尺寸/同軸精度、表面完整性均有較高要求，保證困難；深孔加工，不利排屑，易劃傷孔壁；采用復(fù)合鉸削、強(qiáng)力內(nèi)冷沖洗工藝，以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn) 圖樣精度要求；閥芯孔截面18閥體加工（續(xù)）高壓鑄造毛坯，加工后閥芯孔壁難免疏松缺陷；采用內(nèi)窺、放大顯示系統(tǒng)，100檢查閥芯孔表面完整性；鋁質(zhì)閥芯孔硬度低，孔徑檢測(cè)，避免損傷表面；鑄造基準(zhǔn)一次定位裝夾，完成全部加工內(nèi)容；閥芯孔探入高壓沖洗，去除尖邊、毛刺，保證清潔度；閥芯孔內(nèi)窺檢測(cè)19柔性線高壓切削液系統(tǒng)加工單元，普遍采用高壓內(nèi)冷切削技術(shù)；以保證在高效切削條件下的冷卻、沖屑效果，延長(zhǎng)刀具

9、壽命，降低加工成本； 高壓內(nèi)冷切削液壓力通常要求在20bar以上；加工單元獨(dú)立配置一級(jí)高壓泵，達(dá)到切削液系統(tǒng)壓力，滿足自身加工需求；單級(jí)泵高壓供給，工作強(qiáng)度大、磨損快，有效壽命期短；單臺(tái)泵故障，影響整條線生產(chǎn)；獨(dú)立高壓切削液系統(tǒng)20柔性線高壓切削液集中供給系統(tǒng)加工單元單獨(dú)配置高壓泵系統(tǒng)，整線配置數(shù)量多，投資費(fèi)用高 ；加工單元按需求上線配置流量，對(duì)于低需求工位，供給冗余過(guò)大，運(yùn)行成本高；按生產(chǎn)線實(shí)際需求，配置高壓切削液集中供給系統(tǒng)，實(shí)施多加工單元集中供給；可有效解決運(yùn)行能耗高、單泵故障影響整線生產(chǎn)問(wèn)題；集中高壓切削液系統(tǒng)21高壓切削液集中供給系統(tǒng)兩級(jí)泵達(dá)到高壓需求，降低單級(jí)泵壓；泵可低配、延長(zhǎng)使

10、用壽命；集中供給系統(tǒng)，可采取“一用一備” 配置，系統(tǒng)故障，適時(shí)切換，保障供給；我公司采用“兩用一備”配置，供給20臺(tái)加工單元，停機(jī)故障大幅減少、運(yùn)行成本顯著降低；集中供液系統(tǒng)與生產(chǎn)線同步規(guī)劃、建設(shè)，效果最好；要點(diǎn)提示：采用集中過(guò)濾，需重點(diǎn)維護(hù)，確保過(guò)濾實(shí)效；22裝配物流案例兩種平臺(tái)機(jī)型共線裝配；要求平臺(tái)機(jī)型快速切換；生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)10萬(wàn)；現(xiàn)有生產(chǎn)面積改造，強(qiáng)制約束；滿足必要物流長(zhǎng)度，只能環(huán)線；更換支撐、共用托盤(pán)，難以滿足平臺(tái)機(jī)型快速切換時(shí)限要求；兩種平臺(tái)機(jī)型，分別配置托盤(pán)；23裝配物流案例（續(xù)）上層環(huán)線用于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配，需滿足必要物流長(zhǎng)度； 下層環(huán)線，存儲(chǔ)備用機(jī)型托盤(pán)；缸體線首上線；經(jīng)過(guò)“三邊”

11、裝配線，完成發(fā)動(dòng)機(jī)裝配，線尾下線；空托盤(pán)返回線首；平臺(tái)機(jī)型切換：下層托盤(pán)由升降機(jī)提升到線首；當(dāng)前機(jī)型空托盤(pán)線尾陸續(xù)下線；實(shí)現(xiàn)平臺(tái)機(jī)型快速切換；裝配線物流示意圖托盤(pán)升降機(jī)線首24測(cè)試物流案例多平臺(tái)機(jī)型共線測(cè)試：地面物流、托盤(pán)自動(dòng)輸送；總成線首上線；自動(dòng)輸送，轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)入測(cè)試工位；測(cè)試后進(jìn)入試后輸送線，線尾包裝下線；空托盤(pán)下層物流返回線首上線；方案特點(diǎn)：物流短小、投資少；適合小面積、多機(jī)臺(tái)布置；測(cè)試臺(tái)下層線下線 上線回轉(zhuǎn)臺(tái)25AT總成裝配、測(cè)試線殼體清洗、上線；ERP總成編號(hào)，寫(xiě)入ID、數(shù)據(jù)庫(kù)；傳動(dòng)系（離合器、行星架等）、泵、閥體裝配為AT總成；AT總成經(jīng)空中物流進(jìn)入測(cè)試線；裝變矩器、測(cè)試預(yù)裝，進(jìn)

12、入測(cè)試臺(tái)；總成包裝下線出廠；25裝配間殼體上線測(cè)試線總成下線清洗機(jī)AT總成裝配線26AT裝配清潔度控制行業(yè)清潔度一般要求：5mg/kg；供應(yīng)狀態(tài)滿足清潔度要求，原包裝上線裝配； 自產(chǎn)件清洗、上線裝配；總成測(cè)試過(guò)程同步?jīng)_洗；抽檢測(cè)試總成整體清潔度；專用清潔度檢測(cè)間、專用設(shè)備；經(jīng)沖洗、過(guò)濾、烘干、稱重；27AT裝配清潔度控制（續(xù)）原包裝上線，禁用產(chǎn)生碎屑污染的包裝材料；在壓裝、鉚接等工位，定點(diǎn)吸塵；采用熱脹孔、冷縮軸方式，間隙裝配，避免過(guò)盈裝配刮削污染；空氣經(jīng)過(guò)濾注入裝配間保持裝配間正壓，防止不潔空氣污染裝配環(huán)境定點(diǎn)吸塵28AT裝配符合性控制測(cè)量、選擇墊片級(jí)別；復(fù)測(cè)確認(rèn)所選墊片級(jí)別；裝配后確認(rèn)實(shí)際

13、間隙符合性；螺釘擰緊力矩確認(rèn)；過(guò)盈配合，壓裝力監(jiān)控；離合器、總成氣密性測(cè)試；泵、閥體總成性能測(cè)試；軸向尺寸測(cè)量機(jī)29AT裝配追溯信息系統(tǒng)殼體上線總成編號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、刻印二維碼；裝配間隙、擰緊力矩、壓裝力、氣密性測(cè)試數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)庫(kù)、寫(xiě)入托盤(pán)ID；總成下線前，讀取ID數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)核對(duì)，存儲(chǔ)信息漏、錯(cuò)，托盤(pán)導(dǎo)入返修區(qū)；確認(rèn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息完整，人工放行，總成下線；確保數(shù)據(jù)庫(kù)總成符合性信息完整，便于追溯；托盤(pán)ID、讀寫(xiě)器30AT裝配防錯(cuò)裝配防錯(cuò)最高境界是設(shè)計(jì)防錯(cuò)，難以錯(cuò)裝；殼體上線機(jī)型識(shí)別；掃描裝配件條碼，確認(rèn)符合裝配機(jī)型；拍照識(shí)別，防止形狀差異錯(cuò)、漏裝 、混型；止推軸承防錯(cuò)設(shè)計(jì)殼體上線機(jī)型識(shí)別31AT

14、裝配防錯(cuò)閥體裝配，成套料盤(pán)配送采用多頭電感探測(cè)裝置，檢測(cè)細(xì)小件是否漏裝；采用翻板定位裝配，防止液壓彈簧、鋼球，滾落、遺失；32AT總成下線測(cè)試模擬工作狀態(tài)，測(cè)試AT總成性能，確認(rèn)機(jī)、電、液控制性能符合性：獲取離合器、變矩器實(shí)際特性（電流液壓扭矩），用于車輛的匹配、標(biāo)定，完成下線學(xué)習(xí)；采用測(cè)試油體外循環(huán)、過(guò)濾方式，伴隨測(cè)試過(guò)程沖洗，清除裝配、測(cè)試過(guò)程產(chǎn)生的污染物，確?？偝汕鍧嵍葷M足規(guī)范要求；AT總成下線測(cè)試33AT動(dòng)力總成集成動(dòng)力總成的作用是滿足車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性需求；動(dòng)力性表現(xiàn)為車輪驅(qū)動(dòng)扭矩；車輪扭矩取決于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、變速器速比；按車輛動(dòng)力性需求，選配相應(yīng)扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)、適當(dāng)速比的AT變速器，

15、構(gòu)建適合目標(biāo)扭矩需求的AT動(dòng)力總成；AT動(dòng)力總成34AT動(dòng)力總成集成（續(xù)）變矩器性能適配：選擇大扭矩比變矩器強(qiáng)化起步動(dòng)力；液力變矩器特性比較選擇液力效率高的變矩器，利于改善經(jīng)濟(jì)性；選擇大轉(zhuǎn)角、低剛度減振器，有效克服發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速扭振，盡早直結(jié)，提升傳動(dòng)效率；選擇滑差性能鎖止離合器，實(shí)施滑差控制，在有效減振前提下，提升效率；傳動(dòng)效率扭矩比系數(shù)35AT動(dòng)力總成智能控制自動(dòng)擋車智能控制的目標(biāo)是實(shí)時(shí)判斷駕駛意圖，快速響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)駕駛意圖；TCU通過(guò)局域網(wǎng)（CAN）從ECU獲取油門(mén)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門(mén)變化率信息；從AT轉(zhuǎn)速傳感器獲取渦輪轉(zhuǎn)速、車速信息；通過(guò)策略分析、邏輯判斷，確定駕駛意圖；駕駛意圖對(duì)應(yīng)策略

16、：急踩油門(mén)降檔增扭、加速超車；緊急制動(dòng)鎖止離合器解鎖；上坡行駛延遲升檔；坡路停車延緩制動(dòng)解除；正常工況按標(biāo)定換檔線行駛；降耗策略：鎖止離合器滑差、低速鎖止、滑行直結(jié)控制36AT動(dòng)力總成性能AT動(dòng)力總成的液力變矩器性能，是業(yè)界爭(zhēng)論的交點(diǎn)；贊譽(yù)者看重的是：液力傳動(dòng)優(yōu)異的減振性能，是應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭振的良方；避免了擁堵工況，離合器高頻次、長(zhǎng)時(shí)間滑摩傳扭，可靠性得天獨(dú)厚；液力增扭，起步加速性能改善明顯；棄選者認(rèn)為：液力傳動(dòng)效率低，油耗較高；熱衷AT動(dòng)力者，致力于改進(jìn)液力變矩器的結(jié)構(gòu)、性能，采用滑差控制、低速直結(jié)、滑行直結(jié)等控制技術(shù)，使AT傳動(dòng)效率顯著提高；奧迪Q5配置2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)、分別搭配AT、DC

17、T動(dòng)力總成，百公里加速性、油耗相當(dāng)；知名車廠回歸選擇沒(méi)有血緣關(guān)系的AT動(dòng)力總成表明，AT動(dòng)力總成更適合中國(guó)路況，特別是城市路況；37AT動(dòng)力總成性能駕駛舒適性：駕駛舒適性主要體現(xiàn)在換檔沖擊控制；有效控制換檔過(guò)程的車輛加速度變化率，滿足駕駛舒適性需求；駕駛舒適性：主觀評(píng)價(jià)，10分制，7分及格；客觀評(píng)價(jià)采用加速度分析評(píng)價(jià)（DRIVE）系統(tǒng)；為改善換檔舒適性，同時(shí)實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制、鎖止離合器解鎖控制，使換檔過(guò)程在液力傳動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行，發(fā)揮液力傳動(dòng)優(yōu)異的緩沖特性，獲得更好的駕駛舒適性；即使在擁堵的城市路況，液力傳動(dòng)也會(huì)使駕駛者，充分享受其獨(dú)有的駕駛舒適性；38D20TGDI發(fā)動(dòng)機(jī)新動(dòng)力 DAE量產(chǎn)的D20TGDI發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)應(yīng)用渦輪增壓、缸內(nèi)直噴技術(shù)；缸內(nèi)直噴技術(shù)：配置高壓泵、軌系統(tǒng)，將高壓燃油噴入燃燒室直接燃燒，以獲得優(yōu)異的扭矩特性；高壓泵、軌系統(tǒng)DAE新GDI發(fā)動(dòng)機(jī)39動(dòng)力強(qiáng)勁GDIAT動(dòng)力總成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性曲線表明：D20TGDI不僅具有優(yōu)異的低轉(zhuǎn)速扭矩特性，高峰值扭矩覆蓋常用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，具