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 3、前罩鈑金設(shè)計 4、前罩的設(shè)計驗證5、翼子板設(shè)計 6、行人保護,提綱,1、前罩系統(tǒng),前罩（又稱發(fā)動機罩）系統(tǒng)是汽車車身結(jié)構(gòu)中相對獨立的總成，是供用戶檢查和維修動力系統(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,2.1、前罩設(shè)計相關(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,總布置參數(shù)設(shè)計主要從前罩頂點位置和下前視野角入手：（1）前罩頂點位置：圖2中C1 的上頂點，C1一般取在950mm左右 （2）下前視野角：圖3中的 ，這個角度應在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,3.1、前罩主斷面設(shè)計,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，前罩板與前保險杠（或格柵）之間的間隙一般為6~8(mm)，公差一般為±2mm。同時應采取從視覺上可以減小間隙的設(shè)計。,（2）如圖B-B斷面，前罩與車體（或裝飾件）的最小間隙應該大于5mm。若此區(qū)域有雨刮，車身零件與雨刮之間間隙應保證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)計此間隙和公差時要注意實車上此間隙最好為3~4(mm)時，段差公差要求前罩低于翼子板，使側(cè)視時不會看到間隙。,3.2、前罩鈑金件設(shè)計,前罩鈑金件設(shè)計,外板設(shè)計,內(nèi)板設(shè)計,密封條設(shè)計,扣合面設(shè)計,形狀面設(shè)計,涂膠設(shè)計,孔設(shè)計,材料選擇,,4、前罩

5、的設(shè)計驗證,前罩蓋鉸鏈固定點剛性試驗前罩蓋扭轉(zhuǎn)剛性試驗前罩蓋彎曲變形試驗前罩蓋彈性變形能力試驗汽車前罩蓋加力開閉疲勞試驗汽車前罩蓋完全開閉疲勞試驗汽車前罩蓋側(cè)向加載疲勞試驗,表2 前罩CAE分析驗證的項目、目的和評價標準,4.1、CAE分析驗證,4.2、試驗驗證,試驗驗證,,5、翼子板設(shè)計,5.1、翼子板的設(shè)計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)計此間隙和公差時要注意實車上此間隙為3~4(mm)時為最佳，段差公差要求前罩板低于翼子板，可以使側(cè)視時不會看到間隙。,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，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,整個翼子板由外表面和各邊的翻邊、沉臺等結(jié)構(gòu)組成。外表面由外A面及分塊線決定，翼子板的設(shè)計實際上就是各邊的翻邊及沉臺設(shè)計。主要由上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（圖6） 、后部結(jié)構(gòu)設(shè)計（圖7）、前部結(jié)構(gòu)設(shè)計（圖8）、翻邊設(shè)計和材料選擇組成。,,,,,,,發(fā)動

9、機艙邊梁,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,圖8 前部結(jié)構(gòu)設(shè)計,6、行人保護,6.1、行人保護的研究范圍 （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杠或者大燈發(fā)生碰撞；接著行人會產(chǎn)生向前罩板斜上方飛出的運動，大腿與前保險杠、前罩發(fā)生碰撞；最后，人會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、前擋風玻璃、風窗裝飾件、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）車輛行人保護的研究范圍也集中在車身前部，包括前保險杠、前罩、翼子板、前擋風玻璃、風窗裝飾件、A柱、前大燈、雨刮，以及與之相關(guān)的周邊零件與連接件。,（3）行人保護試驗模擬主要是針對車輛與行人的碰撞過程，抽取這三個碰撞階段進行試驗驗證，它包括：小腿碰撞試驗、大腿碰撞試驗、頭部碰撞試驗（如圖10所示）。在試驗的過程中，針

11、對實際交通事故的碰撞傷害概率，模擬實際會對人體產(chǎn)生大概率高傷害的碰撞區(qū)域進行試驗，稱為碰撞試驗區(qū)域（test area）,圖10 行人保護碰撞試驗類型,6.2、行人保護的標準與法規(guī),行人保護的標準主要是以下三個體系：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GTR進行詳細說明，并依據(jù)GTR法規(guī)，對涉及閉合件部分的零件設(shè)計和優(yōu)化作相應講解 。,6.3、基于GTR法規(guī)的閉合件設(shè)計

12、,（1）前罩鉸鏈及加強件 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）前罩強度,圖17 前罩板的行人