汽車翼子板輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、汽車翼子板輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料翼子板 來源：東方汽車網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2012-07-20 分享到： 新浪微博騰訊微博豆瓣網(wǎng)開心網(wǎng)搜狐微博網(wǎng)易微博 國(guó)內(nèi)外汽車輕量化發(fā)展現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，是節(jié)省能源的最有效的途徑之一，也是國(guó)際先進(jìn)汽車制造商所追求的重要目標(biāo)。據(jù)估計(jì)，汽車重量每減輕10%，就會(huì)節(jié)省8%~10%的燃料。 采用高性能輕質(zhì)材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的一條重要途徑。除了采用鎂鋁合金等替代傳統(tǒng)的鋼鐵材料外，塑料材料也被越來越多地應(yīng)用于汽車中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上很多轎車的塑料用量已超過120kg,德國(guó)高級(jí)轎車塑料使用量已達(dá)300kg/輛。現(xiàn)在，塑料在汽車中的應(yīng)用已從內(nèi)飾件向外飾件、車身和功能

2、結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展，如保險(xiǎn)杠、車門模塊、前端模塊、小腿防撞梁、備胎架、頂蓋以及背門系統(tǒng)等。而在國(guó)內(nèi)，塑料工業(yè)基礎(chǔ)還比較弱，與國(guó)外比還存在相當(dāng)大的差距，塑料零部件的應(yīng)用大部分還處在研究階段。加快汽車塑料的研究和應(yīng)用，對(duì)于提高汽車自主產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，趕超世界汽車強(qiáng)國(guó)是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。 國(guó)內(nèi)外塑料翼子板發(fā)展情況與金屬材料翼子板相比，塑料翼子板具有如下優(yōu)勢(shì)： 輕量化塑料翼子板與金屬材料翼子板相比，減重效果可達(dá)45%以上，同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗環(huán)保功能。 ffii不同材科K子板更呈和成木弁桁 表1不同材料巽子扳工藝對(duì)比 工藝SMC注遂■注 材料 熱圉性謝胳+玻舛（不可回收h 戶AFPO我評(píng)?長(zhǎng)紡頁(yè)厚2,

3、5mm 工藝 目曹覽和工藝在■并戰(zhàn)型中己經(jīng)疥所應(yīng)用.但國(guó)內(nèi)還沒存斑用 衽如續(xù) 配工藝己經(jīng)非寓威虬為目前國(guó)內(nèi)外常用的生產(chǎn)方式 在藝嘖涂 思塔 工更看耳目身的竝陷，知不町回收，裘面顧■不易握制以及廊錢噴涂所帶來的色差霉林箱 1. 模塊化：塑料翼子板可以和保險(xiǎn)杠支架組成模塊，整體裝配，減少零件增加所帶來的裝配誤差，從而提高保險(xiǎn)杠裝配精度。 提高效率：采用模塊化供貨可以減少主機(jī)廠內(nèi)部相關(guān)零件的裝配工序，實(shí)現(xiàn)整體一次性裝配。 2. 節(jié)約成本：可減少模具、工裝和設(shè)備的投資成本，提高OEM的競(jìng)爭(zhēng)水平。 安全：塑料材料良好的抗沖擊性能賦予塑料翼子板更好的能量吸收性能，輕松達(dá)到行人

4、保護(hù)的要求。 造型自由度：塑料比金屬具有更大的設(shè)計(jì)自由度，能讓汽車制造商制造出外形優(yōu)美、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及配置最佳的汽車以吸引消費(fèi)者的眼球。 3. 耐侵蝕和輕微碰撞：塑料翼子板的這一特點(diǎn)，可以進(jìn)一步減少汽車維修成本。 憑借上述七大優(yōu)勢(shì)，塑料翼子板在歐、美已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并得到了客戶的肯定。寶馬、奔馳、大眾、雷諾、雪鐵龍、標(biāo)致等國(guó)際大公司都早已有塑料翼子板的實(shí)際應(yīng)用。 在國(guó)內(nèi)，塑料翼子板處于起步階段，汽車工程師對(duì)塑料翼子板的認(rèn)識(shí)還不夠，而翼子板采用塑料材質(zhì)也還不為大多數(shù)用戶所知曉。但是雪鐵龍、標(biāo)致等外資企業(yè)卻已經(jīng)有實(shí)際車型的應(yīng)用，并順利實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。在此推動(dòng)下，塑料翼子板已經(jīng)逐漸被一部分客戶

5、所接受，為塑料翼子板的發(fā)展帶來了希望。 塑料翼子板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料翼子板材料和工藝選擇塑料翼子板在國(guó)內(nèi)外的通用制造方法有SMC和注塑成型兩種方式，采用的噴涂工藝有在線噴涂和離線噴涂?jī)煞N方式，如表1所示。 圖2Kite整體是烷系統(tǒng) 圖M舅子板孤前保險(xiǎn)杠配合處結(jié)構(gòu) 圖4倉(cāng)子板與霉比和前門配合邊定隹:結(jié)構(gòu) 翼子板減重和成本分析從零件重量、投資和成本三方面，將鋼、鋁、塑料材質(zhì)的翼子板進(jìn)行比較（以鋼制 翼子板為基準(zhǔn)），結(jié)果如圖1所示（以年產(chǎn)量10萬輛份、產(chǎn)品生命周期為5年來計(jì)算）。很顯然，塑料翼子板的整體優(yōu)勢(shì)是比較大的。 塑料翼子板模塊化設(shè)計(jì)分析（1）塑料翼子板整體安裝定位系統(tǒng) 整體

6、安裝定位系統(tǒng)的設(shè)置是確保翼子板安裝方便和使用的關(guān)鍵因素，對(duì)整個(gè)翼子板結(jié)構(gòu)和公差定義起著決定性作用。鑒于翼子板與A柱和前門配合間隙的重要性，結(jié)合翼子板X向尺寸最大和塑料材料線性膨脹系數(shù)較大的特點(diǎn)，一般將塑料翼子板定位點(diǎn)選擇在與前門縫中部偏上位置，塑料翼子板的結(jié)構(gòu)和安裝孔的公差都將以此定位點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖2所示，翼子板Z向定位在上部Z1處，方便安裝；X向定位在前門縫配合中上位置X1處，保證與前門和A柱配合間隙；Y向定位采用多點(diǎn)安裝平面定位Y1、Y2、Y3、Y4Y5,保證零件有足夠多的支撐點(diǎn)。 (2) 翼子板與前保險(xiǎn)杠支架集成設(shè)計(jì) 保險(xiǎn)杠支架集成安裝在翼子板上，形成模塊，既能減少零件節(jié)約成

7、本，又可以保證保險(xiǎn)杠與翼子板的配合間隙，如圖3。翼子板與保險(xiǎn)杠的配合主要是間隙和面差，這里通過在翼子板上增加圓柱凸臺(tái)-Y6和-Y8與保險(xiǎn)杠翻邊上孔配合，保險(xiǎn)杠翻邊與支架結(jié)構(gòu)+Y7配合，共同定位Y向，進(jìn)而控制面差，通過支架卡接結(jié)構(gòu)與保險(xiǎn)杠翻邊配合達(dá)到控制間隙作用。 與A柱和前門間隙配合控制翼子板與A柱和前門配合間隙和面差是汽車很重要外觀要求，這里通過長(zhǎng)圓孔定位(X2)X向保證配合間隙，通過三個(gè)安裝面(Y9、Y10、Y11)保證翼子板與周圍零件面差，同時(shí)Y9和Y11處為大孔，方便安裝，如圖4所示。 (3) 與前組合燈間隙配合控制 翼子板與前照燈配合處，丫12、Y13與Y14是Y向定位點(diǎn)，能夠

8、控制前照燈與翼子板Y向間隙，X3是前照燈X向定位點(diǎn)，控制X向間隙，+Z2控制+Z向，防止前照燈向上跳動(dòng)。通過以上定位安裝結(jié)構(gòu)，既可以方便前照燈的裝配，又可以保證翼子板與前照燈外觀尺寸定義要求，如圖5。 (4) 與發(fā)動(dòng)機(jī)罩間隙配合控制 翼子板與與發(fā)動(dòng)機(jī)罩配合，通過Y15和Y16定位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)翼子板與發(fā)動(dòng)機(jī)罩間隙的控制，滿足尺寸工程要求。 塑料翼子板行人保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料翼子板可以利用自身很好的抗沖擊性能來降低發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)行人的沖擊，提高對(duì)行人頭部碰撞保護(hù)的能力。通過SABIC公司的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析可知(圖7)，只要塑料翼子板的翻邊設(shè)計(jì)達(dá)到80mm以上，避免尖角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就能夠輕易地降低頭部傷害指標(biāo)(HIC),滿足行人保護(hù)法規(guī)要求。 結(jié)論 圖巧■子板與發(fā)動(dòng)機(jī)*配合處宦槍結(jié)構(gòu) 該種方法已成功應(yīng)用在神龍公司塑料翼子板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并已在國(guó)內(nèi)量產(chǎn)車型中得到 應(yīng)用。 塑料翼子板輕量化和模塊化的特點(diǎn)是一般金屬翼子板不具備的，它的成功應(yīng)用凸顯了汽車輕量化和模塊化的未來發(fā)展趨勢(shì)。隨著塑料翼子板逐漸被客戶所接受，塑料翼子板給國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的應(yīng)用發(fā)展帶來了希望，其在我國(guó)汽車市場(chǎng)也會(huì)越來越普及。 隨著中國(guó)汽車業(yè)的不斷發(fā)展和對(duì)外交往的不斷深入，中國(guó)OEM自身研發(fā)的實(shí)力也不斷增強(qiáng)，中國(guó)汽車業(yè)一定能在積極消化和應(yīng)用國(guó)外現(xiàn)有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，把握汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，研發(fā)出屬于自己的核心技術(shù)。