智数汽车大数据麦克恒通汽车轻量化在线
查看: 103|回复: 0
收起左侧

[分享] 浅谈新能源客车轻量化结构及生产工艺

[复制链接]
发表于 2020-5-26 09:43:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

亲,赶快注册吧,有更多精彩内容分享!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
浅谈新能源客车轻量化结构及生产工艺

刘称意,谢小娟*

(中兴智能汽车有限公司,广东 珠海 519000)

【中国汽车材料网】摘 要:随着国家对环保要求日趋严格,低能耗客车开发成行业的发展趋势。为此,文章以某汽车单位开发的GT6105BEVB纯电动公交为例,重点论述铝合金车身及高强度钢底盘结构及生产工艺。
关键词:新能源客车;轻量化;铝合金车身;高强度钢底盘;结构;生产工艺


1 铝合金车身结构及生产工艺
目前国内量化车身一般采用铝合金材料,铝合金材料相对传统碳钢车身来说,优势显著,铝合金材料在轻量化客车制造中被广泛应用,但是相对碳钢材料而言,铝合金车身结构及生产工艺较为复杂。铝合金车身一般分为前围、后围、顶盖、左侧围、右侧围,具体如下。
1.1 前、后围
为了增加前后围的强度,同时减轻重量,一般前后围采用钢骨架配合玻璃钢蒙皮的结构形式,即利用玻璃树脂与玻璃纤维在前围模具上涂覆成型,成型后的玻璃钢蒙皮与前围骨架粘接。制作工艺流程:
(1)首先根据前后围弯弧件设计图纸分别用二维、三维弯管机制作前后围弯弧件,再利用弯弧板对零件进行检验,检验合格后使用前后围焊接工装进行前后围骨架总成焊接,焊接完后对有焊接变形的骨架进行整形、复检。
(2)使用3维软件编程,将前后围蒙皮的加工数据导入数控加工中心制作玻璃钢凸模,制作完后利用三坐标仪器对前后围模具进行3D检验,在前后围凸模具上敷树脂制作前后围蒙皮模具。
(3)利用模具制作前后蒙皮成品,最后将做好的前后围玻璃钢蒙皮与前后围骨架裱糊连为一体,完全干燥后利用玻璃止口检具检验前后围骨架总成的贴合状态。
1.2 顶盖
顶盖为全铝结构,左右侧顶采用成型件,侧顶与顶骨架之间、顶骨架相互之间用铆钉铆接在一起。左右侧顶成型件优点在于减少了型材弯曲成型误差,同时因采用中空结构,配合加强板,截面呈蜂窝状,最大限度的节省材料,减轻重量,保证了侧定的强度。成型件还可以将流水槽与侧顶设计为成一体式结构,减少了制作流水槽与粘接流水槽的作业,同时还能提高流水槽与侧顶之间的密封性能并提高流水槽使用寿命。侧顶成型件结构,顶骨架间连接件结构。
1.3 左右侧围
侧围骨架相互之间靠特制的连接件、连接板用螺栓连接或铆接。铆接方式与顶盖骨架总成铆接方式相同,但也有部分车厂采用螺栓连接的方式,如采用螺栓连接则需要在铝型材生产时预制特定的工艺槽,然后用嵌入菱形挡块+螺栓的形式实现连接,全铝车身因自身防腐性能较好,不再做电泳等防腐处理,故左右侧围、顶盖均采用防腐性能较好的铝蒙皮。铝蒙皮为了保证密封性能及平整度采用胶粘后铆接的工艺方式。顶蒙皮粘接后为防止鼓动,采用冷涨拉工艺保证平整度。侧围蒙皮窗立柱下沿部分,需要提前折出玻璃止口,并将止口折边与窗下沿横梁铆接。


2 高刚度钢底盘结构及生产工艺
高强度钢底盘主要是利用高强度钢强度优势,减小其钢板厚度。为最大限度减重,半承载式结构:一般会将传统的槽形纵梁梁和工字型横梁、牛腿改成钢板或U型件,在保证强度的前提下,最大限度的减少材料用量。高强钢底盘相对说,半成品加工件冲压作业量较多且各件之间连接方式多为焊接,螺栓连接很少应用。采用焊接方式连接,需要注意的是,焊接需要切换为高强钢专用度焊丝。为方便后道车身大片的扣合,需要提前预埋连接板或折弯件,此种预埋方式对车架的制造精度要求较高,车架组装过程中,要用专用的胎模具对其进行定位。[3]


3 铝合金车身与高强钢底盘合装方式
铝车身与底盘车架之间的合装,与传统钢车身相比,有一定的区别,一般在行业内采用两种方式:铆接、焊接。无论是铆接还是焊接,为保证合装的精度,都需要有专门合装设备来保证,目前行业使用较多的为数控六面体合装机,合装方式及注意点为:
(1)合装开始前需要将底盘放置到合装胎举升机的定位装置上,然后以地板骨架为基准,通过前后( X向)将底盘定好位,同时调整好宽度(Y向)位置保证底盘定位符合侧围定位要求,必要时可用两侧架体推底盘装置将底盘推正。
(2)底盘位置调整好,将底盘调平,并调平底盘高度(Z向)与侧围骨架定位高度一致。检查定位尺寸并确认调整到所生产车型定位尺寸位置。
(3)侧围骨架上料,用桁车将左、右侧骨架吊放到左右侧围定位器上,左右侧围分别输入5个关键定位点,根据纵向定位装置( X方向)和高度定位装置(Z方向)安装好侧围骨架,然后用夹紧器夹紧窗上梁、腰梁。左右夹具体推进合拢至宽度定位限位装置,侧围骨架与底盘及底架结合。
(4)用行车分别吊起顶骨架、前后围骨架按图纸定位,然后进行六大片焊接,焊接完成后松开所有夹紧器。
(5)完成六大片合装后为防止变形,需要在焊缝完全冷却后再次检验验证,如变形超出误差要校正至合格方可进行后道封板等的操作。


4 封板制作工艺及防腐
六大片合装及校正完成后,封板舱门等附件需要逐步安装。铝车身舱门采用铝合金材质,封板采用1.5mm薄铝板,车架上的封板一般使用2.0mm镀锌板以方便焊接,车内其他位置封板一般采用铝板。舱门外表面随整车进行油漆处理,内表面与封板一起喷涂黑色防腐漆。封板安装保证密封性,要先在与骨架上打密封胶,然后用铆枪进行铆接。车内的过道立面处封板需要预留地板止口,一般8-10mm 高。封板完成后需要检查是否有漏光,防止漏水、漏尘。封板安装尤其需要注意的是前后轮罩处,尽量采用打胶后满焊,防止车辆运行过程中,雨水会甩入车内。


5 结束语
轻量化发展到现在,如何优化结构,简化生产工艺、提高制作精度,改进材料及加工性能已迫在眉睫。本文中所阐述的铝车身配合高强度钢的技术方案,目前在行业内应用较多,但是因设计水平及工艺方案的不同,减重效果各客车厂会有较大区别,本文中介绍的结构及工艺方案为目前经过对比和验证,效果较好的一种,希望能为客车行业轻量化的实现与改进,贡献出一份力量,为客车界同行提供一份参考。

参考文献
[1] 陈家瑞.汽车构造.北京:机械工业出版社,2000.
[2] 丁群基.客车技术与研究.冷轧钢板蒙皮和玻璃钢蒙皮的制造工艺与成本分析,2008.
[3] 孙贵斌.客车制造工艺.北京:机械工业出版社,2014.


您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则