摘要： 本文論述了現(xiàn)代汽車可維修性設(shè)計(jì)要求，并重點(diǎn)從汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度就維修設(shè)計(jì)應(yīng)注意的若干問題進(jìn)行了分析和總結(jié)。
主題詞： 可維修性設(shè)計(jì) 汽車結(jié)構(gòu)
隨著現(xiàn)代汽車更多地進(jìn)入家庭，被更多企事業(yè)所擁有并使用，汽車可維修性就同時(shí)成為用戶評(píng)價(jià)、用戶投訴該產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)劣的試金石。
汽車可維修性為衡量汽車使用性能的一個(gè)重要指標(biāo)，屬于決定汽車完好性和持續(xù)性的主要素，也是設(shè)計(jì)時(shí)賦予汽車本身的固有屬性。汽車可維修性優(yōu)劣直接影響到車輛的維修時(shí)間、維修費(fèi)用，關(guān)系到出勤率高低，現(xiàn)在已經(jīng)愈來愈受到汽車設(shè)計(jì)院所和制造企業(yè)的高度重視。
1 汽車結(jié)構(gòu)可維修性設(shè)計(jì)要求
現(xiàn)代汽車可維修性優(yōu)劣源于設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師從方案論證、打樣設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)都非常重視可維修性設(shè)計(jì)。其中可達(dá)性、互換性、保養(yǎng)性、安全可靠性、防差錯(cuò)設(shè)計(jì)等均按規(guī)范進(jìn)行貫徹，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)座及其車蓋設(shè)計(jì)，均考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配性和可維修性，使它維護(hù)省時(shí)、省力，并盡可能地縮短拆裝時(shí)間。對(duì)汽車總成、系統(tǒng)布置及車身口蓋設(shè)計(jì)，也都按外場(chǎng)使用情況進(jìn)行精化。為降低汽車應(yīng)力水平，提高疲勞性，減少結(jié)構(gòu)破壞修理次數(shù)，多選用疲勞性好、強(qiáng)度高的預(yù)拉伸板。大量采用機(jī)器人焊接，增加車身結(jié)構(gòu)的整體性，減少裝配面，減少結(jié)構(gòu)掉釘修理概率，提高疲勞性能等，方便檢測(cè)和維修。
現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)的可維修性設(shè)計(jì)需要滿足以下要求：
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足汽車壽命要求。通常，結(jié)構(gòu)件壽命應(yīng)該長(zhǎng)于汽車壽命。
(2)方便汽車正常使用、檢測(cè)、維護(hù)。動(dòng)力裝置再次啟動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間、首次翻修期限、平均維護(hù)時(shí)間等要符合使用—技術(shù)指標(biāo)和要求。
(3)考慮汽車結(jié)構(gòu)破壞和斷裂造成使用維護(hù)費(fèi)用昂貴，重要結(jié)構(gòu)要按損傷容限和耐久性設(shè)計(jì)，以減少維修內(nèi)容和降低維修技能要求，并符合維修工程要求。
(4)汽車的關(guān)鍵受力和重要承載結(jié)構(gòu)要易于檢查。倘若確實(shí)檢查有困難，可按安全壽命設(shè)計(jì)。
(5)注重汽車的可達(dá)性設(shè)計(jì)。同類裝置、同一系統(tǒng)相對(duì)集中布置，盡量使其專業(yè)化、模塊化。汽車檢測(cè)、維修口蓋設(shè)置，要為汽車系統(tǒng)、設(shè)備、機(jī)件提供良好的可達(dá)性。
(6)經(jīng)常需要打開的汽車口蓋，如加油口蓋、充氣口蓋、電源插座口蓋等，無論是開啟和關(guān)閉必須保證迅速簡(jiǎn)便，且毋需使用復(fù)雜的一種以上工具。
(7)應(yīng)盡量保證維護(hù)人員站在地面(不必登高)就能進(jìn)行汽車日常維護(hù)的大部分工作。
(8)汽車維修所需要更換的機(jī)件應(yīng)能互換，并易于使用者更換?！ ?
(9)注意汽車零部件的防差錯(cuò)設(shè)計(jì)，以唯一性來保證裝配的正確性，確保使用維護(hù)的安全性。
2 汽車結(jié)構(gòu)維護(hù)性設(shè)計(jì)
在早期的汽車設(shè)計(jì)中，可維修性還沒有引起足夠的重視。在使用—技術(shù)要求中，也只有維護(hù)使用簡(jiǎn)便和對(duì)再次啟動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間的要求?，F(xiàn)代汽車將可維修性提高到與汽車性能同等重要的程度。設(shè)計(jì)之初，就需要與用戶、可維修性專家討論其可維修性，并制定維修大綱，參照規(guī)范對(duì)汽車結(jié)構(gòu)可維修性要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括總成、系統(tǒng)布置；裝配結(jié)構(gòu)形式；重要零部件、關(guān)鍵零部件、安全零部件的材料選擇；工藝保證；工裝保證；車身口蓋位置、大小、數(shù)量、開啟方式等。
2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)備布置
(1)汽車總成、系統(tǒng)按專業(yè)和維修頻度相對(duì)集中布置。維修頻度不高的總成、系統(tǒng)、裝置、管路、線路可以布置在下層，需要經(jīng)常維修、檢查的總成、系統(tǒng)、裝置、管路、線路應(yīng)布置在上層，以方便檢測(cè)和維修?？梢圆扇≤囕d設(shè)備集成化、模塊化、專業(yè)化，拆裝為抽屜式，按維修頻度及重要程度進(jìn)行合理布置。
(2)人員進(jìn)入大型汽車、專用汽車底盤的一些重要總成、系統(tǒng)段應(yīng)有專門的快卸式維修通道，使得各專業(yè)的維護(hù)人員能夠同時(shí)作業(yè)，以提高維修效率。
(3)提高維修設(shè)備利用率。注意采用統(tǒng)一設(shè)計(jì)的總成、裝置的安裝支架，以方便直接使用設(shè)備拆裝，以縮短維修時(shí)間，提高維修效率。
(4)汽車使用的加油口、充氣嘴、電源接線嘴等要布置在人員容易接近的位置，操作方便，相應(yīng)的口蓋應(yīng)該不用工具即可快卸開啟。
(5)在汽車使用過程中，有些零部件容易造成偶然損傷，不能與車身同壽命，應(yīng)設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，便于維修。
2.2 可達(dá)性、可檢性設(shè)計(jì)
可達(dá)性的具體指標(biāo)是用汽車的開敞率來表示的，即汽車表面可打開的艙蓋和口蓋凈開口面積占汽車表面積的百分比，也就是汽車開敞率的高低標(biāo)志著汽車可達(dá)性的好壞。開敞率高的汽車不僅便于拆裝、檢查，還可大大縮短排除故障的時(shí)間，從而提高汽車的良好率、出勤率?，F(xiàn)代汽車的開敞率已達(dá)到50%以上。對(duì)重要的接頭設(shè)計(jì)要有一定的可檢性、可達(dá)性；無法檢測(cè)的重要結(jié)構(gòu)選用性能好的材料和增加剩余強(qiáng)度系數(shù)，以減少結(jié)構(gòu)損傷的可能性。
2.3 互換性設(shè)計(jì)
對(duì)故障率高、容易損壞、關(guān)鍵性的汽車零部件要具有良好的互換性和必要的通用性。修改零、部件設(shè)計(jì)時(shí)，不要任意更改安裝的結(jié)構(gòu)要素，以免破壞互換性而造成整個(gè)裝置或系統(tǒng)不配套。若需做某些更改或改進(jìn)，應(yīng)及時(shí)征求訂購方的意見，盡量做到新老產(chǎn)品之間能夠互換使用。常用的互換性項(xiàng)目——如車門、車身口蓋、通用標(biāo)準(zhǔn)件、輪胎、保險(xiǎn)杠等，以備外場(chǎng)更換，適應(yīng)搶修需要，提高可維修性。
2.4 防差錯(cuò)設(shè)計(jì)
防差錯(cuò)設(shè)計(jì)是汽車可維修性的重要內(nèi)容之一。如果旅行車車身口蓋的快卸鎖存在假鎖緊現(xiàn)象，或鎖舌片搭接量偏小，或口蓋自身剛度不夠，在行駛中就會(huì)飛掉。按防差錯(cuò)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)避免或消除在使用操作和維修時(shí)，造成人為差錯(cuò)的可能，即使發(fā)生差錯(cuò)也能立即發(fā)覺和糾正。外形相近而功能不同的零件、重要連接部位和安裝時(shí)容易發(fā)生差錯(cuò)零部件，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)加以限制或有明顯的識(shí)別標(biāo)記。實(shí)踐已證明，事故原因往往是人為差錯(cuò)引起的，也是設(shè)計(jì)不完善造成的。只有在設(shè)計(jì)上采取措施，即使發(fā)生差錯(cuò)，也能馬上發(fā)現(xiàn)，及時(shí)糾正。因此必須做到：
(1)避免采用對(duì)稱形狀的車身口蓋。如長(zhǎng)方形口蓋不采用四邊直角，而是一邊為直角，另一邊為圓角，或采用五邊形；
(2)對(duì)稱形狀車身口蓋不采用對(duì)稱緊固件布置；
(3)采用明顯標(biāo)志，如標(biāo)明車身口蓋名稱，快卸鎖上鎖后有明顯標(biāo)志；
(4)對(duì)于用戶在外場(chǎng)使用中容易發(fā)生維修差錯(cuò)的重要裝置，或關(guān)鍵部件采用“錯(cuò)位即裝不上”措施。
3 車身口蓋設(shè)計(jì)
車身口蓋設(shè)計(jì)好壞直接影響到汽車可維修性、可達(dá)性、安全性，對(duì)于轎車、商務(wù)車、旅游車等設(shè)計(jì)尤其如此。應(yīng)按照汽車總體布置、行李箱位置、系統(tǒng)設(shè)備安裝等協(xié)調(diào)口蓋位置、大小、開啟方式、頻度等，在車身上設(shè)置各種各樣的使用維護(hù)口蓋，它們主要用于每次啟動(dòng)前、后檢查的項(xiàng)目，如發(fā)動(dòng)機(jī)蓋；定期檢查的項(xiàng)目，用于檢測(cè)、調(diào)整、填充、修理、分解或更換系統(tǒng)、裝置的項(xiàng)目，如加油口蓋；為車身結(jié)構(gòu)本身定期進(jìn)行檢查的項(xiàng)目，如為檢查關(guān)鍵件和重要件的裂紋、變形、腐蝕等方面而提供的良好通道。經(jīng)常對(duì)外場(chǎng)使用的車身口蓋已經(jīng)出現(xiàn)的、可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、研究、改進(jìn)設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)踐證明良好的方法要繼承。對(duì)車身口蓋剛度、合頁布置要綜合考慮設(shè)計(jì)，提高口蓋鎖搭接量和口蓋剛度。此外，對(duì)維修車身口蓋的連接件，盡量統(tǒng)一品種、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)化，盡可能地減少連接件的數(shù)量，使外場(chǎng)易于更換維修。
貫徹汽車維修品質(zhì)規(guī)范一般要求對(duì)維修車身口蓋有明確的要求。如日常維護(hù)經(jīng)常使用的油液氣體充填口蓋，接地電源口蓋，電子電器設(shè)備檢測(cè)口蓋等，應(yīng)安全開啟；行駛前后維修及排除故障時(shí)使用的，最多用一件工具開啟；鉸接的口蓋關(guān)閉方向一般應(yīng)朝向汽車尾部等。
合理布置車身口蓋的位置、形狀、大小及與車身的連接形式，盡量避免在曲度較大的部位布置不使用工具開啟的口蓋。要盡量考慮到口蓋及其連接件被飛掉的可能性及被飛掉后對(duì)行駛安全和任務(wù)完成造成的影響，尤其要考慮車身前段口蓋及其連接件被飛掉可能擊穿車廂玻璃，因此應(yīng)盡力避免和減少在最危險(xiǎn)區(qū)域布置口蓋。當(dāng)各方面要求有矛盾時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮其在各種行駛狀態(tài)下的連接可靠性，其次是維護(hù)使用方便，最后才是減輕重量。選用合頁鉸接的口蓋，只要結(jié)構(gòu)、外形、系統(tǒng)等允許，應(yīng)盡可能采用合頁順行駛方向鉸接。
盡量選用開啟方便又能鎖閉可靠的口蓋鎖?？煨舵i對(duì)外形不敏感，較適用于有曲度的部位，一旦鎖閉不易自動(dòng)開鎖，但需使用工具，特別是當(dāng)口蓋處于關(guān)閉位置時(shí)，必須觀察其一字槽和在結(jié)構(gòu)外表面輔助做的紅標(biāo)線是否對(duì)正來判斷是否上鎖，當(dāng)口蓋剛度較小時(shí)，必須使用多點(diǎn)連接。口蓋鎖適用于平面口蓋，鎖鍵寬且伸出長(zhǎng)，搭接量大，鎖閉可靠，一旦鎖閉不到位較易發(fā)現(xiàn)，但鎖體積大，較笨重。
車身口蓋必須要有足夠的剛度，否則在氣動(dòng)力或壓力差作用下變形，導(dǎo)致快卸鎖鎖鍵被拉脫離口框，或口蓋撕裂飛掉或損壞。同時(shí)，在裝配車身口蓋鎖時(shí)，必須嚴(yán)格按鎖的裝配要求，確保鎖鍵與口框墊板的搭接量。
4 繼續(xù)改進(jìn)和完善
總之，現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)應(yīng)完全貫徹總設(shè)計(jì)師系統(tǒng)關(guān)于可維修性要求，并將用戶使用可維修性反饋意見落實(shí)到設(shè)計(jì)中，同時(shí)按可維修性中可達(dá)性、防差錯(cuò)、互換性等完善細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)罩、發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝要簡(jiǎn)便順利，以縮短維修時(shí)間。容易損傷的、不與車身同壽的、需要互換的零部件應(yīng)設(shè)計(jì)為可拆卸式，所有車門、車身口蓋、系統(tǒng)檢測(cè)部位進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，改善可維修性。同時(shí)，大量采用疲勞性好的預(yù)拉伸鋁板，降低應(yīng)力水平，對(duì)難檢測(cè)重要結(jié)構(gòu)部位加大剩余強(qiáng)度系數(shù)，減少裂紋出現(xiàn)概率。
現(xiàn)代汽車的可維修性優(yōu)劣是設(shè)計(jì)出來的，而可維修性差的汽車是不受用戶歡迎的，也是沒有市場(chǎng)的?？梢哉f，后天的汽車維修保養(yǎng)只能恢復(fù)其固有水平，而不能提高其水平。因此，現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)師務(wù)必對(duì)可維修性給予足夠的重視。尤其是那些年產(chǎn)量幾十萬輛至上百萬輛的車型，更需要下功夫不斷地改進(jìn)和完善可維修性設(shè)計(jì)，努力使自己的車型成為受廣大用戶歡迎的產(chǎn)品，成為有市場(chǎng)、有前途的好車。
