汽车闭合件系统之前罩系统

1、概述2、前罩总布置参数设计3、前罩钣金设计4、前罩的设计验证5、翼子板设计6、行人保护提纲1、前罩系统前罩（又称发动机罩）系统是汽车车身结构中相对独立的总成，是供用户检查和维修动力系统的必要通道，其基本形状及在车身上的位置如图1所示。前罩系统主要由前罩焊接总成、前罩附件（开启机构、锁、密封条、撑条或撑杆等）组成。图1前罩总成的组成前罩盖2、前罩总布置参数设计2.1、前罩设计相关的总布置参数表1前罩总布置参数表图2前罩总布置参数图3前罩总布置参数2.2、总布置参数设计总布置参数设计主要从前罩顶点位置和下前视野角入手：（1）前罩顶点位置：图2中C1的上顶点，C1一般取在950mm左右（2）下前视野角：图3中的，这个角度应在7度以上为宜图2前罩总布置参数图3前罩总布置参数3、前罩钣金设计3.1、前罩主断面设计BBDDAACC图4前罩主断面前罩需要制作的主断面分布（如图4）63.0±1.5前罩前罩锁销格栅格栅装饰条A-A断面（1）如图A-A断面，前罩板与前保险杠（或格栅）之间的间隙一般为6~8(mm)，公差一般为±2mm。同时应采取从视觉上可以减小间隙的设计。R2.5前罩风窗装饰板前挡风玻璃风窗前罩板前罩(开启位置)12（2）如图B-B断面，前罩与车体（或装饰件）的最小间隙应该大于5mm。若此区域有雨刮，车身零件与雨刮之间间隙应保证10mm以上。B-B断面6.00±1.5前罩前大灯(3)如图C-C断面，前大灯与前罩板的间隙一般为4~8(mm)，前大灯与翼子板的间隙一般为2~3(mm)，前大灯与前保险杠的间隙一般为2~5(mm)，它们之间的高差要考虑人的视角关系。使视觉上能够减少间隙。C-C断面R2.7R1.23.8-1.0＋0－1前罩翼子板发动机舱侧板D-D断面(4)如图D-D断面,前罩与翼子板之间的间隙一般为3~5(mm)，公差一般为±1.0mm或±1.５mm，设计此间隙和公差时要注意实车上此间隙最好为3~4(mm)时，段差公差要求前罩低于翼子板，使侧视时不会看到间隙。3.2、前罩钣金件设计前罩钣金件设计外板设计内板设计密封条设计扣合面设计形状面设计涂胶设计孔设计材料选择4、前罩的设计验证前罩盖铰链固定点刚性试验前罩盖扭转刚性试验前罩盖弯曲变形试验前罩盖弹性变形能力试验汽车前罩盖加力开闭疲劳试验汽车前罩盖完全开闭疲劳试验汽车前罩盖侧向加载疲劳试验序号检测项目检测目的评价标准1前罩扭转刚度分析评价前罩的扭转刚度前罩的扭转刚度不能低于目标值2前罩铰链安装固定点刚度分析评价前罩铰链安装固定点的刚度前罩铰链安装固定点的刚度不能低于目标值3前罩锁安装固定点刚度分析评价前罩锁安装固定点的刚度前罩锁安装固定点的刚度不能低于目标值表2前罩CAE分析验证的项目、目的和评价标准4.1、CAE分析验证4.2、试验验证试验验证5、翼子板设计5.1、翼子板的设计主要集中在翼子板主断面上，如图5BBDDAACCEE图5前罩主断面（1）如图A-A断面，翼子板与前保险杠的间隙一般为0~2(mm)，公差一般为±0.5mm，段差公差要求保险杠高于翼子板。0±1.5R2.8R2.80.7翼子板前保险杠A-A断面（2）如图B-B断面，翼子板和前门的间隙范围为3~6(mm)，但最好选择在3.5~4.5(mm)之间，公差一般采用±1.0mm或±1.5mm，段差公差要求翼子板高于前门，一般为0~0.5(mm)。B-B断面（3）如图C-C断面，前大灯与翼子板的间隙一般为2~3(mm)，公差一般为±0.5mm，段差及公差的设定应考虑人的视角关系。R2.8R32.00±1.0翼子板前大灯C-C断面（4）如图A-A断面,前罩板与翼子板之间的间隙一般为3~5(mm)，公差一般为±1.0mm或±1.５mm，设计此间隙和公差时要注意实车上此间隙为3~4(mm)时为最佳，段差公差要求前罩板低于翼子板，可以使侧视时不会看到间隙。D-D断面（5）如图E-E断面,翼子板与侧围的间隙一般为2~3(mm)，公差一般为±1.0mm，段差一般设定为0，公差可设定为±1.0mm或±1.５mm。需要注意的是，翼子板在此处的翻边不宜过长，否则在安装调整时，容易将侧围斜面的涂层划破，一般不超过3mm，且翻边断口与侧围距离在5mm以上。E-E断面5.2、翼子板钣金设计整个翼子板由外表面和各边的翻边、沉台等结构组成。外表面由外A面及分块线决定，翼子板的设计实际上就是各边的翻边及沉台设计。主要由上部结构设计（图6）、后部结构设计（图7）、前部结构设计（图8）、翻边设计和材料选择组成。发动机舱边梁翼子板前上构件侧件图6翼子板上部结构翼子板侧围图7后部结构设计图8前部结构设计6、行人保护6.1、行人保护的研究范围（1）从车辆与行人的碰撞过程来看（图9），行人保护研究主要模拟的是行人横过马路的过程中与车辆发生的碰撞。首先是小腿与前保险杠或者大灯发生碰撞；接着行人会产生向前罩板斜上方飞出的运动，大腿与前保险杠、前罩发生碰撞；最后，人会往沿着车辆表面向下倒，头部就与车的前表面（前罩、翼子板、前挡风玻璃、风窗装饰件、A柱、雨刮等）产生碰撞。图9车辆与行人的碰撞表3各碰撞区域伤害指数损伤概率（2）车辆行人保护的研究范围也集中在车身前部，包括前保险杠、前罩、翼子板、前挡风玻璃、风窗装饰件、A柱、前大灯、雨刮，以及与之相关的周边零件与连接件。（3）行人保护试验模拟主要是针对车辆与行人的碰撞过程，抽取这三个碰撞阶段进行试验验证，它包括：小腿碰撞试验、大腿碰撞试验、头部碰撞试验（如图10所示）。在试验的过程中，针对实际交通事故的碰撞伤害概率，模拟实际会对人体产生大概率高伤害的碰撞区域进行试验，称为碰撞试验区域（testarea）图10行人保护碰撞试验类型6.2、行人保护的标准与法规行人保护的标准主要是以下三个体系：E-NCAP、J-NCAP、GTR。由于中国法规基本上是根据GTR所作的翻译，因此这里主要对GTR进行详细说明，并依据GTR法规，对涉及闭合件部分的零件设计和优化作相应讲解。6.3、基于GTR法规的闭合件设计（1）前罩铰链及加强件方法一：可抬升结构方法二：铰链区域优化图11前罩铰链布置方案图12前罩铰链削弱结构为满足行人保护要求，前罩锁的优化主要采取两种方式。第一是采用缓冲锁结构（图13），另一种是削弱锁销结构（图14）。（2）前罩锁图13缓冲锁结构图14锁销削弱结构（3）翼子板图15翼子板安装支架结构（4）前壁板上横梁传统结构优化结构图16前壁板上横梁优化（5）前罩强度图17前罩板的行人保护结构