一種輕質(zhì)汽車底盤下護板的設(shè)計及應(yīng)用

1、一種輕質(zhì)汽車底盤下護板的設(shè)計及應(yīng)用前言汽車輕量化是保證及改善汽車使用性能、以及安全性、經(jīng)濟性、成本的前提下，將輕量化設(shè)計、輕量化材料、輕量化制造技術(shù)在整車產(chǎn)品上的綜合應(yīng)用。國家制定了油耗、排放的相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準，汽車輕量化成為國家為自主品牌創(chuàng)新研發(fā)所制定的新課題。整車性的輕量化研究不僅有車體、發(fā)動機、底盤這些重量集中部件，也包括以復(fù)合材料、塑料為主的內(nèi)外飾部件。據(jù)統(tǒng)?復(fù)合材料和塑料約占整車比例的12% 16%。本研究主要介紹LWRT底盤下護板輕量化的技術(shù)原理，探究LWRT底盤下護板的現(xiàn)狀與未來。1 底盤下護板行業(yè)現(xiàn)狀汽車底盤的平整化是一種趨勢，平整化的底盤對降低整車的風(fēng)阻系數(shù)有很大的貢獻，所以車

2、輛增加下護板配置是趨勢，部分韓系車在整個底盤實現(xiàn)了下護板安裝，包括發(fā)動機下護板，左右側(cè)護板以及后護板。傳統(tǒng)的下護板的材料是PP或 PP-T20，采用注塑成型，隨著整車輕量化的需求，輕質(zhì)降噪LWRT材料的下護板漸漸展露頭角，獲得廣泛的認可。相對于傳統(tǒng)PP材料，在滿足同等性能要求的情況下，LWRT材料輕量化效果明顯，能夠達到降重 30%-50%，并且具有一定的吸音性能。目前 LWRT材料的下護板已在合資車中廣泛應(yīng)用，部分合資品牌也在積極探索和研究應(yīng)用的可行性。2 底盤下護板設(shè)計要點底盤下護板的設(shè)計需求是遮擋底盤，實現(xiàn)底盤平整化，為整車風(fēng)阻試驗做貢獻。底盤下護板的安裝匹配周邊件一般包括前、后保險杠，

3、車身鈑金，副車架，以及前端模塊等，主要的設(shè)計點需要滿足以下四點：一、與周邊件的匹配安裝點布置合理，安裝標(biāo)準件盡量統(tǒng)一。目前汽車行業(yè)還是人工裝配為主，生長線全自動化機器裝配還只是存在于極少數(shù)汽車企業(yè)，多樣化的標(biāo)準件會導(dǎo)致操作員工頻繁更換操作工具，增加員工的勞動量和安裝時間；二、下護板的邊界要考慮到與周邊件的匹配搭接，設(shè)計上好多是兩個件邊界平整設(shè)計，這種設(shè)計在不穩(wěn)定的件上是不適用的，例如保險杠和輪罩是塑料件，在安裝過程中有可能會出現(xiàn)變形，導(dǎo)致兩件的邊界被拉開，出現(xiàn)漏縫或漏孔洞現(xiàn)象。設(shè)計中針對易變形件，靠考慮到邊界搭接設(shè)計，合理設(shè)計邊界搭接量來中和安裝中的變形量；三、下護板的安裝點要合理布置，安裝點

4、的個數(shù)、位置一定要合理，另外件的定位點的選擇也要注意，主定位和輔定位一定要定位到相對穩(wěn)定的件上，不要定位在保險杠和輪罩這種易變形件上，否則會出現(xiàn)安裝偏孔現(xiàn)象；四、針對空間合理布置下護板，下護板向上距離發(fā)動機的距離和向下距離水平線的距離都需要設(shè)計校核，需要同時滿足設(shè)計要求，否則在可靠性試驗中會出現(xiàn)問題，在不能同時滿足的情況下要對下護板進行切割處理。以上，是下護板設(shè)計中需要考慮的主要設(shè)計要點，具體的車型要根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用。3 LWRT材料底盤下護板技術(shù)原理LWRT材料底盤下護板是直接對LWRT輕型復(fù)合板材進行加工形成的零部件，LWRT輕型復(fù)合板材的形成原理簡單講就是將 PP，添加劑和玻璃纖維混

5、合形成PP/玻璃纖維水基泡沫，通過軋輥形成復(fù)合板材。軋輥過程中可以根據(jù)需求表面增加無紡布。LWRT輕型復(fù)合板材目前有兩種，根據(jù)玻纖含量劃分一種是 PP-LGF40，另外一種是 PP-LGF55， 40%玻纖主要應(yīng)用在頂棚，發(fā)泡厚度在 8mm以下； 55%玻纖發(fā)泡厚度在 4mm以下，從輕量化以及成本角度考慮， 底盤下護板一般采用 PP-LGF55的板材。將 LWRT輕型復(fù)合板材進行加熱處理使其膨脹，在該工序中，板材中的 PP融化，單根玻纖恢復(fù)直線狀態(tài)，形成直線網(wǎng)狀，玻纖通過 PP連接，形成良好強度的復(fù)合板材。將膨脹后的板材放在成型模具上進行壓制成型，形成初步樣品成型。然后在沖切模具上對初步樣品進

6、行切邊沖孔，形成4 LWRT底盤下護板的技術(shù)方案傳統(tǒng)的 PP材料下護板是模具注塑成型，設(shè)計中主要考慮能否出模問題。 LWRT材料下護板產(chǎn)品成型需要壓制模具和沖切模具，產(chǎn)品設(shè)計中在考慮上文提到的設(shè)計點后，區(qū)別于PP 設(shè)計需要還需要考慮以下三點： 一、在下護板表面通過增加特征來增加件的整體強度； 二、為防止下護板打緊時變形，安裝點局部增加壓縮量來增加局部強度；三、為保證下護板沖切成型，零部件表面特征設(shè)計時需要注意，一般情況下特征圓角要滿足 10mm，拔模角度滿足 10°。5 性能要求底盤下護板因安裝在車身底部，試驗上需要滿足的主要性能有抗石子沖擊性能，耐水性性能，低溫抗沖擊性能，耐化學(xué)腐蝕性能和禁限用物質(zhì)要求。其中抗石子沖擊試驗要用成品件或成品切割樣件進行試驗，試驗結(jié)果不允許在安裝部位松動或出現(xiàn)龜裂、破裂。有的第三方實驗室做試驗采用的是板材件， 這是不能起到驗證作用的。針對有無紡布的LWRT板材還要考慮無紡布的層剝離強度，具體的車型根據(jù)實際情況進行要求。6 結(jié)束語LWRT新材料下護板已經(jīng)逐步在合資品牌車型上使用和推廣，部分合資