汽車閉合件系統(tǒng)之前罩系統(tǒng)

1、1、概述 2、前罩總布置參數(shù)設(shè)計(jì) 3、前罩鈑金設(shè)計(jì) 4、前罩的設(shè)計(jì)驗(yàn)證5、翼子板設(shè)計(jì) 6、行人保護(hù),提綱,1、前罩系統(tǒng),前罩（又稱發(fā)動(dòng)機(jī)罩）系統(tǒng)是汽車車身結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的總成，是供用戶檢查和維修動(dòng)力系統(tǒng)的必要通道，其基本形狀及在車身上的位置如圖1所示。前罩系統(tǒng)主要由前罩焊接總成、前罩附件（開啟機(jī)構(gòu)、鎖、密封條、撐條或撐桿等）組成。,圖1 前罩總成的組成,前罩蓋,,,,2、前罩總布置參數(shù)設(shè)計(jì),2.1、前罩設(shè)計(jì)相關(guān)的總布置參數(shù),表

2、1 前罩總布置參數(shù)表,圖2 前罩總布置參數(shù),圖3 前罩總布置參數(shù),2.2、總布置參數(shù)設(shè)計(jì),總布置參數(shù)設(shè)計(jì)主要從前罩頂點(diǎn)位置和下前視野角入手：（1）前罩頂點(diǎn)位置：圖2中C1 的上頂點(diǎn)，C1一般取在950mm左右 （2）下前視野角：圖3中的 ，這個(gè)角度應(yīng)在7度以上為宜,圖2 前罩總布置參數(shù),圖3 前罩總布置參數(shù),3、前罩鈑金設(shè)計(jì),3.1、前罩主斷面設(shè)計(jì),圖4 前罩主斷面,前罩需要制作的主斷面分布（如圖 4）,A-A斷面,（1）如圖A-

3、A斷面，前罩板與前保險(xiǎn)杠（或格柵）之間的間隙一般為6~8(mm)，公差一般為±2mm。同時(shí)應(yīng)采取從視覺上可以減小間隙的設(shè)計(jì)。,（2）如圖B-B斷面，前罩與車體（或裝飾件）的最小間隙應(yīng)該大于5mm。若此區(qū)域有雨刮，車身零件與雨刮之間間隙應(yīng)保證10mm以上。,B-B斷面,(3)如圖C-C斷面，前大燈與前罩板的間隙一般為4~8(mm)，前大燈與翼子板的間隙一般為2~3(mm)，前大燈與前保險(xiǎn)杠的間隙一般為2~5(mm)，它們之間的高

4、差要考慮人的視角關(guān)系。使視覺上能夠減少間隙。,C-C斷面,D-D斷面,(4)如圖D-D斷面,前罩與翼子板之間的間隙一般為3~5(mm)，公差一般為±1.0mm或±1.５mm，設(shè)計(jì)此間隙和公差時(shí)要注意實(shí)車上此間隙最好為3~4(mm)時(shí)，段差公差要求前罩低于翼子板，使側(cè)視時(shí)不會(huì)看到間隙。,3.2、前罩鈑金件設(shè)計(jì),前罩鈑金件設(shè)計(jì),外板設(shè)計(jì),內(nèi)板設(shè)計(jì),密封條設(shè)計(jì),扣合面設(shè)計(jì),形狀面設(shè)計(jì),涂膠設(shè)計(jì),孔設(shè)計(jì),材料選擇,,4、前罩

5、的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,前罩蓋鉸鏈固定點(diǎn)剛性試驗(yàn)前罩蓋扭轉(zhuǎn)剛性試驗(yàn)前罩蓋彎曲變形試驗(yàn)前罩蓋彈性變形能力試驗(yàn)汽車前罩蓋加力開閉疲勞試驗(yàn)汽車前罩蓋完全開閉疲勞試驗(yàn)汽車前罩蓋側(cè)向加載疲勞試驗(yàn),表2 前罩CAE分析驗(yàn)證的項(xiàng)目、目的和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),4.1、CAE分析驗(yàn)證,4.2、試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)驗(yàn)證,,5、翼子板設(shè)計(jì),5.1、翼子板的設(shè)計(jì)主要集中在翼子板主斷面上，如圖5,,圖5 前罩主斷面,（1）如圖A-A斷面，翼子板與前保險(xiǎn)杠的間隙一般為0~2(mm

6、)，公差一般為±0.5mm，段差公差要求保險(xiǎn)杠高于翼子板。,,A-A斷面,（2）如圖B-B斷面，翼子板和前門的間隙范圍為3~6(mm)，但最好選擇在3.5~4.5(mm)之間，公差一般采用±1.0mm或±1.5mm，段差公差要求翼子板高于前門，一般為0~0.5(mm)。,B-B斷面,（3）如圖C-C斷面，前大燈與翼子板的間隙一般為2~3(mm)，公差一般為±0.5mm，段差及公差的設(shè)定應(yīng)考慮人的視

7、角關(guān)系。,,C-C斷面,（4）如圖A-A斷面,前罩板與翼子板之間的間隙一般為3~5(mm)，公差一般為±1.0mm或±1.５mm，設(shè)計(jì)此間隙和公差時(shí)要注意實(shí)車上此間隙為3~4(mm)時(shí)為最佳，段差公差要求前罩板低于翼子板，可以使側(cè)視時(shí)不會(huì)看到間隙。,D-D斷面,（5）如圖E-E斷面,翼子板與側(cè)圍的間隙一般為2~3(mm)，公差一般為±1.0mm，段差一般設(shè)定為0，公差可設(shè)定為±1.0mm或

8、7;1.５mm。 需要注意的是，翼子板在此處的翻邊不宜過長，否則在安裝調(diào)整時(shí)，容易將側(cè)圍斜面的涂層劃破，一般不超過3mm，且翻邊斷口與側(cè)圍距離在5mm以上。,E-E斷面,5.2、翼子板鈑金設(shè)計(jì),整個(gè)翼子板由外表面和各邊的翻邊、沉臺(tái)等結(jié)構(gòu)組成。外表面由外A面及分塊線決定，翼子板的設(shè)計(jì)實(shí)際上就是各邊的翻邊及沉臺(tái)設(shè)計(jì)。主要由上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖6） 、后部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖7）、前部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖8）、翻邊設(shè)計(jì)和材料選擇組成。,,,,,,,發(fā)動(dòng)

9、機(jī)艙邊梁,翼子板,前上構(gòu)件側(cè)件,圖6 翼子板上部結(jié)構(gòu),,,,翼子板,,,側(cè)圍,,圖7 后部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),圖8 前部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),6、行人保護(hù),6.1、行人保護(hù)的研究范圍 （1）從車輛與行人的碰撞過程來看（圖9），行人保護(hù)研究主要模擬的是行人橫過馬路的過程中與車輛發(fā)生的碰撞。首先是小腿與前保險(xiǎn)杠或者大燈發(fā)生碰撞；接著行人會(huì)產(chǎn)生向前罩板斜上方飛出的運(yùn)動(dòng)，大腿與前保險(xiǎn)杠、前罩發(fā)生碰撞；最后，人會(huì)往沿著車輛表面向下倒，頭部就與車的前表面（前罩

10、、翼子板、前擋風(fēng)玻璃、風(fēng)窗裝飾件、A柱、雨刮等）產(chǎn)生碰撞。,圖9 車輛與行人的碰撞,表3 各碰撞區(qū)域傷害指數(shù)損傷概率,（2）車輛行人保護(hù)的研究范圍也集中在車身前部，包括前保險(xiǎn)杠、前罩、翼子板、前擋風(fēng)玻璃、風(fēng)窗裝飾件、A柱、前大燈、雨刮，以及與之相關(guān)的周邊零件與連接件。,（3）行人保護(hù)試驗(yàn)?zāi)M主要是針對(duì)車輛與行人的碰撞過程，抽取這三個(gè)碰撞階段進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，它包括：小腿碰撞試驗(yàn)、大腿碰撞試驗(yàn)、頭部碰撞試驗(yàn)（如圖10所示）。在試驗(yàn)的過程中，針

11、對(duì)實(shí)際交通事故的碰撞傷害概率，模擬實(shí)際會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生大概率高傷害的碰撞區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，稱為碰撞試驗(yàn)區(qū)域（test area）,圖10 行人保護(hù)碰撞試驗(yàn)類型,6.2、行人保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī),行人保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)主要是以下三個(gè)體系：E-NCAP、J-NCAP、GTR。 由于中國法規(guī)基本上是根據(jù)GTR所作的翻譯，因此這里主要對(duì)GTR進(jìn)行詳細(xì)說明，并依據(jù)GTR法規(guī)，對(duì)涉及閉合件部分的零件設(shè)計(jì)和優(yōu)化作相應(yīng)講解 。,6.3、基于GTR法規(guī)的閉合件設(shè)計(jì)

12、,（1）前罩鉸鏈及加強(qiáng)件 方法一：可抬升結(jié)構(gòu) 方法二：鉸鏈區(qū)域優(yōu)化,圖11 前罩鉸鏈布置方案,圖12 前罩鉸鏈削弱結(jié)構(gòu),為滿足行人保護(hù)要求，前罩鎖的優(yōu)化主要采取兩種方式。第一是采用緩沖鎖結(jié)構(gòu)（圖13），另一種是削弱鎖銷結(jié)構(gòu)（圖14）。,（2）前罩鎖,圖13 緩沖鎖結(jié)構(gòu),圖14 鎖銷削弱結(jié)構(gòu),（3）翼子板,圖15 翼子板安裝支架結(jié)構(gòu),（4）前壁板上橫梁,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),優(yōu)化結(jié)構(gòu),圖16 前壁板上橫梁優(yōu)化,（5）前罩強(qiáng)度,圖17 前罩板的行人