刘尚龙　孙凤梅　杨夏　饶成　沈启明

摘 要：自主动力总成的研发和整车搭载，对推进自主开发、降低整车成本及油耗都有着积极的影响。而且动力总成骡子车开发最主要的阶段是设计和试制，本文针对动力总成骡子车定义、方案设计、样车试制等方面进行了探讨，得出动力总成骡子车的开发方法，为后续整车搭载动力总成开发提供参考。

关键词：动力总成；骡子车；开发

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2016）05-0055-05

Abstract： The independent powertrain research and equipped in the vehicle， to promote the autonomous development， reduce the cost of the vehicle and fuel consumption. And powertrain mule car development work mainly includes design， prototype two-stage trial. In this paper， the definition， design， trial and other aspects are discussed. And the development method of the powertrain mule car is obtained， providing a reference for subsequent modification of the vehicle powertrain.

Key Words： Powertrain； mule car； development

1 前言

在汽车产品快速发展的新形势下，全球汽车制造企业之间的竞争日趋激烈。中国汽车市场近几年的飞速发展，使整车企业新品投放市场的速度不断加快，要想赢得竞争，就要以市场为中心，最快速地响应市场变化，并迅速赢得市场与用户[1]。这就对自主品牌的研发提出了更新、更高的要求，自主品牌要想适应这巨大的压力和面对这一行业快速发展的大好机遇，为适应这种形势，就必须在有限的产品开发周期中推出更多的新产品，这个重任首当其冲地赋予了自主品牌的研发设计。自主品牌要想缩短产品开发周期，可以在正在开发的车身整体试制工作完成之前，通过对同一平台的现有的成熟车型的车身改制，试制出骡子车，提前开始相关设计验证工作，这样，产品的开发周期就可以大大缩短。

动力总成作为汽车的核心，自主品牌对动力总成的要求不仅仅停留在同国外汽车企业的合作上，自主品牌发动机也有望成为自主品牌的“心脏”[2]。而且在科技、成本、消费群体等因素的要求下，更换动力总成，快速投放市场，占据市场份额，是很多汽车厂正在探索的发展道路[3]，而且自主动力总成的研发和搭载整车，对推进自主开发、降低整车成本及油耗都有着积极的影响，所以动力总成骡子车的需求也越来越大。

2 动力总成骡子车

所谓动力总成骡子车，是属于试制样车的一种，一般是在整车开发中实施。在整车开发的早期阶段，完成了动力总成、底盘等机械部件的基本开发之后，为了测试动力总成性能而制作的一辆可以行驶的整车样车。动力总成骡子车可以是在某一辆参考车型上修改，将新开发的动力总成安装上去；也可以是基于已开发的车身结构做部分样件，将待测试的动力总成安装上去，并借用部分参考车型上的零件拼装而成。此阶段的样车不代表未来产品的外观，制作该车的目的主要是在完成一个结构平台的研究后，需要对多辆样车进行系列分析、验证，从而确保下一阶段开发的顺利进展。

总体上，动力总成骡子车有以下几个特点：

①是一辆可行驶的汽车；

②应用在整车开发的早期阶段，是开发过程中的第一辆验证样车；

③主要是为了验证动力总成性能；

④对于非验证部分，可以借用其他车上的一些零件拼装，尤其是车身件（此阶段车身尚未开发完成）。

3 开发方法

动力总成匹配的开发工作同新车开发所经历的阶段大致相同，都会经历设计、试制两个大的阶段。

3.1 方案设计

方案设计指定了骡子车试制的大方向，使整个试制工作可以有条理，有顺序，有效率地实施。方案设计按照开发流程来分，可以分成确定设计原则、整车总布置方案设计及系统方案设计三个阶段，如图1所示：

3.1.1 设计原则

由于动力总成骡子车的试制，主要是为了收集动力总成的性能数据。所以为缩短开发周期、降低成本及风险，在充分满足开发目标的情况下，设计原则为：

①通用性：

a）基于模块化进行动力总成的布置（发动机及附件通用；变速器、离合器通用，离合器壳体及操纵机构尽可能通用）；

b）尽可能少发生大型模具零件；

c）新开发的总成尽可能与基础车型零件互换；

d）充分共用现生产零件。

②拓展性：

a）预留为后续车型动力总成匹配的可行性；

b）整车电器架构采用公司内成熟体系。

③其他：满足国家排放、油耗等法规要求。

3.1.2 整车总布置方案

对于新开发车型，整车总布置一般分类两个大项：机舱布置和人机布置，如表1所示。而动力总成骡子车的布置工作主要是为了掌握动力总成与车身的匹配状况与问题点，包括确认动力总成环境件设计的合理性、静态空间间隙、动力总成生产线的装配性、维修性、安全性等。以尽量不变更车体原有部件，保证悬置安装点不变为原则，但对应新动力总成要求，与总成匹配的相关系统，如进排气系统、空调系统、操纵系统、悬置等，因需做匹配性设计，仍需变更。因此在动力总成骡子车总布置时，重点应放在机舱布置上。

机舱布置应遵从从主到次、从大到小、从重到轻的顺序进行，具体如下：

①布置动力总成；

②布置蓄电池、前级催化器及排气管、真空助力器带制动总泵、散热器等位置相对固定的零部件；

③布置ABS（ESP）控制阀、风窗洗涤液壶、ECU及TCU等位置相对灵活的零部件；

④排布各类管线；

⑤确定发动机下护板、发动机顶部装饰罩盖、机舱装饰罩盖的设计要求。

3.1.3 系统方案设计

以设计原则为指导思想，整车总布置为边界条件，各系统设计师开展零部件的详细设计。设计原则分解是通过如图2所示树状结构逐级分解。

以A车型骡子车进气系统设计为例，由于该车型搭载的动力总成，同样需要在B车型上搭载，所以专业在充分解析整车设计原则的情况下，提出了专业的设计原则：

①进气系统布置方案参考B车型；

②进气系统性能不低于B车型；

③满足整车布置的要求。

明确设计原则后，专业以此为设计边界进行设计指标的分析，最终确定进气系统的设计指标，如表2所示：

设计指标是执行设计的指导性思想，为设计专业开展零部件方案设计指明了方向，会体现在产品的细节当中，有利于保证产品的准确性。进气系统设计师在设计指标的指引下，提出零部件的设计方案构想，如表3所示，并以此为基础，逐步完善零部件的设计方案。

3.2 样车试制

3.2.1 样车试制要求

骡子车试制不同于全新样车试制，不必完全按照商品定义进行样车试制，只需要按照阶段性要求进行试制，表4所示为A车型动力总成骡子车试制的基本要求。

3.2.2 样车试制工艺

样车试制的目的是为了验证设计。如果能在较短时间内，以较低费用，试制出具备代表性的样车来验证产品设计，必将大大减轻产品开发的压力，支持产品更快投放市场。因此对骡子车试制来说，试制工艺方案制定原则应遵守：短周期、低费用、具备代表性。在此原则的指导下，往往选择量产件改制和快速成型这两种方式去试制零部件，对无法使用这两种方式去试制的零部件，才会选择投入一定的工装去试制，这样能使得样车试制的质量、成本、周期得到最佳匹配。

以A车型骡子车为例，总共288种试制件，量产件改制的零部件占34%，比例最高，这样大大提高了样车的试制效率。

3.2.3 样车装配

样车装配分成三个阶段：工艺文件准备、实车装配、样车检查。

在骡子车装配之前，试制总装工艺人员会和专业师会针对骡子车与基础车不同或差异较大的部分编制相应工艺文件，工艺文件的编制方式无需按照生产线或者系统进行划分。工艺文件的目的主要有两个：一是指导现场的装配工作，保证现场的装配质量；二是对重保项进行点检，确保可追溯。

实车装配过程中不可避免遇到零件不匹配，装配困难等问题。并且骡子车试制除了验证整车性能，测试样件可靠性外，更重要的是发掘设计问题。所以实车装配过程中需要遵循的基本原则是：①发掘设计问题；②保证装配质量；③满足试验要求。

骡子车装配完成后，需要对整个样车的状态进行检查和评价，主要包括力矩、油辅料加注、基本功能、保安防灾等。由于骡子车的造型、结构和最终商品车差距比较大，因此一般不做外观和感知评价。同时，为了更好地满足试验要求，使试验更具代表性，需要针对试验项目有侧重地进行检查。

4 总结

一款全新车型的开发，需要大量的资金及时间，而且乘用车的自主开发面临整车成本、油耗等压力。因此，在一款车型的生命周期内，更多的汽车厂倾向于基于成熟样车，不对其车身总体结构进行大的变更，匹配新的动力总成，大大加快新产品的市场投放。本文结合开发实例，对动力总成骡子车的开发方法进行简述，为动力总成匹配样车开发提供有效的手段，使得整个项目的开发周期能够得到有效控制，质量得到很好的保障。

参考文献：

[1]李黎. 同步工程在长安汽车开发中的运用[J].高科技与产业化，1996，11-12，68-69.

[2]张有. 商用车动力总成匹配研究[J]. 商用汽车， 2011 （8）： 88-90.

[3]孙华连，黄治民，林泽湖. 动力总成成车数模搭载之研究[J]. 海峡科学， 2010， （12） ： 112-115.