汽車前機(jī)艙縱梁設(shè)計(jì)規(guī)范

1、前機(jī)艙縱梁設(shè)計(jì)規(guī)范前機(jī)艙縱梁設(shè)計(jì)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)包含機(jī)艙前縱梁總成設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其判定標(biāo)準(zhǔn)等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于轎車、SUV等新車型前機(jī)艙縱梁設(shè)計(jì)。規(guī)范性引用文件ECER33關(guān)于正面碰撞車輛結(jié)構(gòu)特性認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定術(shù)語和定義前縱梁前縱梁作為碰撞中的主要吸能部件，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙框架的重要組成部分，它與前保險(xiǎn)杠、A柱及前擋板相聯(lián)接，焊接在車身下部，其上再焊接輪罩等構(gòu)件。斷面斷面是反映整車性能、結(jié)構(gòu)、配合、法規(guī)等方面要求的截面。主要規(guī)定了車身主要部位的結(jié)構(gòu)形式、搭接關(guān)系、間隙設(shè)定、主要控制尺寸及公差、裝配、人機(jī)工程、法規(guī)等各方面信息，是車身設(shè)計(jì)工程可行性分析的重要手段和車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。NVHNVH是指車

2、輛工作條件下乘客感受到的噪聲(noise)、振動(dòng)(vibration)以及聲振粗糙度(harshness)，是衡量車身質(zhì)量的一個(gè)綜合性指標(biāo)。功能介紹4.1一般功能該系統(tǒng)提供發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱懸置、前副車架、前防撞梁、蓄電池支架、保險(xiǎn)絲盒、底盤及空調(diào)的管路，線束等總成的安裝結(jié)構(gòu)。4.1.1整車中相關(guān)區(qū)域固定點(diǎn)前縱梁子系統(tǒng)提供整車各個(gè)功能塊的安裝結(jié)構(gòu)。下圖1表達(dá)了前縱梁子系統(tǒng)在整車中的相關(guān)區(qū)域。底盤電器前防撞梁輪胎前懸架線束99內(nèi)外飾空調(diào)系統(tǒng)前輪罩擋泥皮空調(diào)管路動(dòng)力總成發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱懸置圖1整車中相關(guān)區(qū)域4.1.2車身中相關(guān)區(qū)域固定點(diǎn)前縱梁子系統(tǒng)需要滿足結(jié)構(gòu)和安全等要求。下圖2表達(dá)了前縱梁子系統(tǒng)在車身中

3、的前端區(qū)域。圖2車身中相關(guān)區(qū)域4.2特殊功能該系統(tǒng)的特殊功能是保證汽車的安全性要求，首先是發(fā)生正面碰撞或偏置碰撞時(shí)，能夠按一定規(guī)律變形，有效吸收并分散碰撞能量，從而最大程度地保證車輛和乘員的安全。其次是通過對車身的NVH(即噪音(Noise)、震蕩(Vibration)、平穩(wěn)(Harshness)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn))的有效控制，使乘員感到可靠和舒適。性能要求考慮到本系統(tǒng)的一般功能，固定時(shí)需滿足可靠耐久性?？紤]平臺策略時(shí)能為不同的動(dòng)力總成配置提供必須的空間?？紤]到本系統(tǒng)的特殊功能，還需要滿足以下安全性能要求：足夠的剛性前縱梁必須具有相當(dāng)高的剛性，以便有效的吸收和分散碰撞時(shí)的能量，防止發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等侵入駕

4、駛員艙。它包括扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度。足夠的強(qiáng)度能為動(dòng)力總成、懸掛、轉(zhuǎn)向及剎車系統(tǒng)提供足夠的強(qiáng)度，以便操控良好。因此關(guān)鍵部件通常采用高強(qiáng)度鋼板。下沉式發(fā)動(dòng)機(jī)碰撞后前縱梁與副車架能自動(dòng)脫開，使發(fā)動(dòng)機(jī)下沉。合理的變形導(dǎo)向?yàn)榱宋蛰^多的沖擊能量，在縱梁的前端設(shè)計(jì)一些壓潰筋，使得受沖擊擠壓時(shí)，該壓潰筋能隆起變形或呈現(xiàn)折疊式彎曲。耐腐蝕性能夠提供輕微碰撞后本系統(tǒng)的可修復(fù)性和防銹性。同時(shí)，鍍鋅鋼板的應(yīng)用也可以有效防止腐蝕。碰撞結(jié)果的輸出值限值保證CAE分析的碰撞結(jié)果的輸出值在有效范圍內(nèi)，主要包括乘客艙侵入值，和車身特定點(diǎn)的加速度波形。NVH性能滿足動(dòng)力總成懸置點(diǎn)和前副車架連接點(diǎn)等的噪聲、振動(dòng)、平穩(wěn)要求。前縱梁

5、設(shè)計(jì)要點(diǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)前縱梁總成系統(tǒng)主要由四部分組成，即前縱梁外板總成、前縱梁內(nèi)板總成、縱梁后部延伸板總成(前副車架安裝部位)、前保險(xiǎn)杠安裝支架總成，見圖3。前縱梁總成系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)剖析見圖4。1$躥k出h:也務(wù)爺:撿車左前織旱急戰(zhàn)in?.:53aD01522QE儉5*30001522電：3殿3購TOWERpJtehttER梆M默毘狀肢與舸埶采幷戳忌成3JOOD0ST_C3/CBELDEKEKEESA55EK3LY-11；旺$爭渙COJB22_06F06flDEWEHEEREK?EM；ICNQSY152_06.QATPurt/?ft)杯電3OCCI3E6303/D3CAPTOTERAS5EKE1T前

6、懸培此益扳f】3ODO0E5S_&5/陽HDEHEIfiERASSEMBLY-OUTER前縱峯怦橫皐底|吩SL5KIJS0他汛7】(?1l3KCffi3_0MSECEffiff.ffiJKRAST-Dflfflh!SJ?SBAl2XK613CtG班:肝FELTO.也羿-E133EHTGjamjJLaFart/t?fc發(fā)軸密Kin世嫌i城和咖昭衛(wèi)丄口陰“刃住I紂總-宣動(dòng)機(jī)蠶驀把趣朮軸紳刪興口他rt出叩奮*圮為機(jī)童裝3軽醫(yī)i嚇血如他曲.隕PECNF陀UWT踴-刖口!rerTi$：S動(dòng)札罐血鞋艮論涼他譏刃刃富動(dòng)機(jī)左藝E雀惶；K-CCOIESS04.ClTPart$幻?逞懂楫成JU讎扳啟戰(zhàn)3ffiCC

7、e5-7_QG/G2SIWHEW：.EI_C4.CATFart/?k、AHH5Ki】CL0撲OF5miHE5：ASSTiHfc,13ffiCM2fiB_aE/0&5TIHFMIDSUBFiEHTGITlA|t：|車萊iSNMOOH&lCATTart/JPJi噸；KCCI4S34_D6.CXTPart/7門師副玉黑!中胡1S加強(qiáng)蘆iO.CCi.aTPart/7?時(shí)奪-發(fā)動(dòng)機(jī)玄毬卽辱扳丄町i|RFM&XhCl口智加加加泅.鼎SY浮動(dòng)螺請扳K總或MJ3OM剛B8JK.CATFSJt/?tt函副王弟K裝如強(qiáng)16*畔;：0詢帀鶴jx.br柱打也肚）比腫刪1_址5?吐感刃丹J5申發(fā)瓣L夫牡to皆梭噸乳CO

8、OflS復(fù)CITFar打?1丫曲瓠舉內(nèi)題直警虛|啓掃D22一誕/&SECIEEEEEljEMilC+l曲擔(dān)曙丘已圧|申權(quán)Ki3KH225l-aT?art/?罰呻3DIM宜S6他SIEUEXHIKi-血牛出因址堤抵律袒酸蛭爭總卓d*3MK1_MLCJTT?art/Bfi*崛:畑預(yù)-址口蝕詵刃岡打QJEAEKETAIffiKA53T%吸飆_g厲1恤I7D|3KB33J口IFarM為|馬;DDCttffiBJtCATFaiM刃|心D0D0ETJ131復(fù)irart/W】SXCOfiSTOXCATFart/?iXflK&l5_fl7/ffrHTG3RD-HX-FRTftaw隔勒貞虱報(bào)紙呻桎.語咼粗母貳期

9、直貳邂-feStS-&SH-W；-2fi1：前晦憚?wù)尭寡┓绰牻?用保檢FI盍圣豆桑&般當(dāng)5.2前縱梁截面設(shè)計(jì)要求5.2.1前縱梁吸能區(qū)截面應(yīng)滿足：寬度a大于70mm（不包括焊接邊），高度b大于90mm，且寬高比a/b大于0.7，如圖5。5.2.2前縱梁截面最小處寬度應(yīng)大于50mm。前縱梁典型斷面如表1所示表1前縱梁的斷面結(jié)構(gòu)圖車型前段中段（避讓輪胎前側(cè)）后段（安裝前懸處）Y向剖視IOE客燉74mm車型前段中段（避讓輪胎前側(cè)）后段（安裝前懸處）Y向剖視IOE客燉74mm前縱梁外板前縱梁外板提供底盤、電器等的安裝結(jié)構(gòu)，并與前縱梁內(nèi)板形成前縱梁系統(tǒng)總成，以滿足車身碰撞及NVH性能的要求。5.3.2設(shè)

10、計(jì)過程中，外板面主要滿足輪胎包絡(luò)間隙（210mm）和擋泥板的布置安裝間隙。前縱梁外板前端通常根據(jù)碰撞吸能要求布置相應(yīng)吸能筋。5.4前縱梁內(nèi)板總成5.4.1前縱梁內(nèi)板提供滿足底盤、動(dòng)總、電器等的安裝結(jié)構(gòu)、同時(shí)滿足車身碰撞及NVH性能的要求。在設(shè)計(jì)過程中，主要體現(xiàn)布置間隙控制、固定孔布置、焊接關(guān)系等。5.4.2前縱梁內(nèi)板與動(dòng)力總成裝配間隙，一般要求215mm。5.4.3在半載下，前縱梁上表面h應(yīng)低于530mm，如圖6。圖6圖6前縱梁結(jié)構(gòu)位置5.5縱梁后部延伸板總成縱梁后部延伸板總成主要起到連接前縱梁和乘客艙的作用，將碰撞力從前縱梁傳遞到地板系統(tǒng)。5.5.2前縱梁與縱梁后部延伸板應(yīng)圓滑過渡，A應(yīng)大于

11、135、B應(yīng)小于45。為宜，如圖6。5.5.3前縱梁與縱梁后部延伸板過渡處截面高度h1不小于70mm如圖7。圖75.5.5縱梁后部延伸板中心線應(yīng)在前縱梁Y圖75.5.5縱梁后部延伸板中心線應(yīng)在前縱梁Y方向?qū)挾确秶鷥?nèi)，如圖8所示就是不合理的設(shè)計(jì)。前縱梁與縱梁后部延伸板Y向跨度盡可能小，右下圖中P角小于10，如圖8所示。圖85.5.6縱梁后部延伸板推薦的截面和連接方式如圖9，料厚和材料強(qiáng)度等級不低于推薦的材料和厚度。i.Ji.J前底板木體士B34OLA，2.Oiiini逼）上B34OLA;1.5nni：SAPH440Z2.0mmo護(hù)點(diǎn)圖95.6懸置安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)5.6.1懸置安裝點(diǎn)是動(dòng)力總成與車身連接

12、點(diǎn)，對車身的NVH性能有直接影響，因此懸置安裝點(diǎn)需要通過CAE計(jì)算滿足強(qiáng)度、剛度、NVH性能要求。5.6.2如圖10所示為B11懸置安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)，懸置安裝螺紋管二保焊與懸置安裝加強(qiáng)板焊接后將懸置安裝加強(qiáng)板與前縱梁內(nèi)板、前縱梁內(nèi)板加強(qiáng)板焊接。注：不是所有車型都必須使用螺紋管，也可使用焊接螺母，此處根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求確定。&前副車架安裝板圖11&前副車架安裝板圖11前副車架安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖圖10B11車型懸置安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖副車架安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)5.7.1前副車架安裝板是前副車架與車身連接點(diǎn)，對強(qiáng)度、剛度都有較高要求，需要通過CAE計(jì)算滿足強(qiáng)度、剛度、NVH性能要求。5.7.2如圖11所示為B11懸置安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)，前

13、副車架安裝螺紋管二保焊與前副車架安裝板焊接后將前副車架安裝板與前縱梁總成焊接。注：不是所有車型都必須使用螺紋管，也可使用焊接螺母，此處根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求確定。蓄電池支架安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)蓄電池支架安裝于前縱梁總成上，由蓄電池安裝板和蓄電池安裝板支撐板組成。支架與車身連接分為螺接和焊接兩種形式。螺接式蓄電池支架安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)螺接式蓄電池支架安裝點(diǎn)布置于前縱梁內(nèi)板上，在縱梁內(nèi)板上焊接凸焊螺母，蓄電池支架通過螺栓與前縱梁內(nèi)板連接，如圖12所示。凸焊螺母焊接式蓄電池支架焊接在前縱梁內(nèi)板及前擋泥板上，如圖13所示。凸焊螺母5.8.2焊接式蓄電池支架安裝結(jié)構(gòu)0蓄電池安裝板蓄電池安裝板支撐板圖135.8.2焊接式蓄電池支架安裝結(jié)構(gòu)0蓄電池安裝板蓄電池安裝板支撐板圖13前防撞梁安裝支架要和前縱梁總成前端形成封閉腔體。A01車型B11車型5.9.2前防撞梁安裝螺栓要均勻布置在前保險(xiǎn)杠安裝支架外邊緣，通常布置3到4個(gè)安裝點(diǎn)，如圖A01車型B11車型圖14前保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)構(gòu)圖前機(jī)艙縱梁工藝性沖壓工藝：拉延無負(fù)角；零件表面不允許有麻點(diǎn)、劃痕、裂紋、暗傷、起皺等缺陷5.10.1.3沖壓件極限偏差符合QC/T2681999要求；5.10.1.4沖壓件表面毛刺高度符合JB/T41291999要求；5.10.1.5產(chǎn)品標(biāo)識應(yīng)符合Q/B025-2011的規(guī)定；焊接工藝：5.10.2.1零件定位孔面平行坐標(biāo)平面，定位充分；5.