整車集成設(shè)計(jì)指南(車身系統(tǒng)布置)

1、CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)14.1 14.1 前艙車身組成：前艙車身組成： 前水箱橫梁總成, 包含前大燈安裝支架、水箱上/下橫梁、鎖勾安裝支架、前保橫梁等; 前圍板總成, 包含空氣盒總成、前圍板、左/右前豎板、機(jī)罩鉸鏈安裝板、門檻前段、前擋橫向加強(qiáng)梁等; 左/右前縱梁輪罩總成, 包含前縱梁、前輪罩、前減震器安裝板、前保橫梁安裝板等。14.2 14.2 前艙車身設(shè)計(jì)考慮范疇：前艙車身設(shè)計(jì)考慮范疇：14.2.1 布置空間要求：需定義接近角（度）離去角（度）

2、前方街沿高度后方街沿高度底板高度縱向通過(guò)角（度）油箱 高度動(dòng)力總成最小離地間隙技術(shù)要求轎車 14 14150150130150需定義前風(fēng)擋玻璃傾角前保險(xiǎn)杠前造型線后保險(xiǎn)杠后造型線頂蓋最高造型線發(fā)動(dòng)機(jī)蓋邊界線備胎及后底板布置前懸后懸技術(shù)要求前保最前端與車身防撞梁距離70后保最前端與車身防撞梁距離60發(fā)動(dòng)蓋外板與發(fā)動(dòng)機(jī)包絡(luò)線距離70底板離地間隙130需定義輪距整車長(zhǎng)度整車高度客廂布置尺寸前排座椅的H點(diǎn)后排座椅的H點(diǎn)前H離前腳跟點(diǎn)的水平距離前H離前腳跟點(diǎn)的垂直距離后H離后腳跟點(diǎn)的水平距離技術(shù)要求需定義前輪中心離前腳跟點(diǎn)距離后H點(diǎn)離后輪中心距離前部伸腿空間后部伸腿空間前頭部空間后頭部空間前座肩側(cè)空間技

3、術(shù)要求結(jié)合BENCHMARK、VTS等輸入文件，制設(shè)定的假人模型初步的車身布置方案圖。 - 1 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)1.前圍板總成（具體要求參考典型截面數(shù)據(jù)庫(kù)） 一.前輪心作為已知硬點(diǎn)，通過(guò)左右輪心可以初步布置動(dòng)力總成（傳動(dòng)軸移動(dòng)節(jié)最小夾角要求低于6度），具體考慮動(dòng)力總成布置指南，根據(jù)動(dòng)力總成（排氣后排）到前擋板的距離要求大于70mm可以初步定前擋板的位置，定前擋板位置時(shí)需要結(jié)合人體位置、方向盤中心點(diǎn)、HAVC的固定、踏板的布置、轉(zhuǎn)向管的布置等

4、同步考慮，具體參考乘員艙布置指南。二. 前擋板位置初步確定時(shí)考慮流水槽的截面，應(yīng)考慮流水槽和前風(fēng)擋的配合，流水槽的高度及X方向?qū)挾戎饕芮帮L(fēng)擋和HAVC影響，當(dāng)然其最大泄水量、雨刮電機(jī)、空調(diào)進(jìn)風(fēng)口的布置等需同步考慮。三.發(fā)蓋的概念數(shù)據(jù)主要受兩方面影響：行人保護(hù)（發(fā)蓋外板到動(dòng)力總成建議大于70mm）和前方視野（不小于6.5），通過(guò)此兩條件基本可以確定發(fā)蓋截面。四.發(fā)蓋及流水槽初步確定后可以初步布置發(fā)蓋鉸鏈的結(jié)構(gòu)，結(jié)合發(fā)蓋開(kāi)啟人機(jī)要求及頭部碰撞定鉸鏈位置及結(jié)構(gòu)。前擋板前擋板流水槽流水槽前風(fēng)擋前風(fēng)擋HAVC發(fā)蓋發(fā)蓋IP- 2 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日

5、期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)五.前擋板的設(shè)計(jì)入侵量的影響因素：1、前縱梁后端截面大小，強(qiáng)度要求足夠支撐前碰撞力 2、前縱梁前部吸能變形合理3、車身碰撞傳力路徑合理其中，1和2主要取決于前縱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，前擋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是車身碰傳力路徑設(shè)計(jì)的重要組成部分。左/右加強(qiáng)板：在碰撞中把部分力傳導(dǎo)到A以支撐前擋板;外加強(qiáng)板：連接左右縱梁在碰撞中維持駕駛艙的平衡性，并把部分力傳到另一側(cè);玻璃安裝面流水槽本體流水槽上加強(qiáng)梁，橫向封閉截面，提高側(cè)向剛度前蓋密封條安裝，防機(jī)艙廢氣通過(guò)空氣室進(jìn)入乘員艙六.流水槽上加強(qiáng)梁，提高側(cè)向剛度，共時(shí)

6、可以在上面布置VIN碼VIN碼碼- 3 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)2.左/右前縱梁輪罩總成一.根據(jù)BENCHMARK、VTS等輸入文件已初步確定前輪距及輪胎的選用，根據(jù)前懸架做出輪胎包絡(luò)，由輪胎包絡(luò)設(shè)計(jì)輪罩護(hù)板，縱梁輪罩總成總成與輪罩護(hù)板要求至少保證5mm的間隙要求。 WHL二. 縱梁的概念數(shù)據(jù)需要考慮動(dòng)力總成的布置空間要求，縱梁到動(dòng)力總成間隙要求大于20mm，可參考前艙法規(guī)校核-動(dòng)力總成包絡(luò)，還需結(jié)合動(dòng)力總成設(shè)計(jì)懸置的位置，具體考慮動(dòng)力總成布置指南

7、，在縱梁上布置懸置。 尺寸卡羅拉高爾夫邁騰鋒范1.4T1.6L1.4TSI1.8TFSI1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)L（Y方向）588550610550530發(fā)動(dòng)機(jī)寬w（X方向）643603550625580發(fā)動(dòng)機(jī)高H（Z方向635650660630627左縱梁左縱梁右縱梁右縱梁輪罩鈑金輪罩鈑金shotgun翼子板翼子板動(dòng)力總成動(dòng)力總成輪胎包絡(luò)輪胎包絡(luò)- 4 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)三. 縱梁設(shè)計(jì)要因： 1.前縱梁要盡量直、截面盡量避免突變，以利于碰撞力的傳導(dǎo)

8、避免折彎。2. 前縱梁設(shè)計(jì)要求吸能區(qū)要比后部軟，保證前部吸能區(qū)一層層折疊，確保最佳的吸能效果：a、前縱梁后部增加加強(qiáng)板以加強(qiáng)后部的強(qiáng)度，前部吸能區(qū)相對(duì)較軟b、激光拼焊技術(shù)應(yīng)用：前部用軟點(diǎn)的材料后部用硬些的材料c、前縱梁分兩件點(diǎn)焊而成，分別采用不同材料，前軟后硬。d、前部吸能區(qū)設(shè)計(jì)Z向的變形誘導(dǎo)槽前縱梁本體前縱梁內(nèi)加強(qiáng)板變形誘導(dǎo)槽B340/590DP/1.8B340/590DP/2.0變形誘導(dǎo)槽激光焊縫3.前縱梁后部折彎區(qū)是前碰撞車身脆弱區(qū)域，在此處很容易發(fā)生折彎導(dǎo)致前擋板侵入量過(guò)大。轉(zhuǎn)向橫拉桿活動(dòng)區(qū) 由前縱梁后部本體、加強(qiáng)板及前擋板本體組成，縱梁后部本體及加強(qiáng)板采用高強(qiáng)度剛板B340MP,料厚

9、T2mm，截面高度一般要求在H80mm，轉(zhuǎn)向橫拉桿包羅面的布置直接影響此截面高度，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置時(shí)應(yīng)充分考慮。B21因轉(zhuǎn)向橫拉桿布置偏后，此處截面高度40mm左右，導(dǎo)致偏置碰撞結(jié)構(gòu)不理想。- 5 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)3.前水箱橫梁總成一.動(dòng)力總成初步布置完成后，根據(jù)冷卻風(fēng)扇到發(fā)動(dòng)機(jī)（排氣后排）間隙大于25mm、（排氣前排）間隙大于50mm要求布置冷卻風(fēng)扇、散熱器，從而可以布置水箱上、下橫梁。二.鎖體一般布置在上下上橫梁上，布置在內(nèi)側(cè)還是外側(cè)

10、根據(jù)需求定，一般布置在內(nèi)側(cè)行人保護(hù)方面更好，不過(guò)需要結(jié)合鎖鉤在發(fā)蓋內(nèi)板的布置及鎖手柄開(kāi)啟的人機(jī)要求來(lái)考慮。25mm三. 大燈橫梁的設(shè)計(jì)需要注意行人保護(hù)，注意讓固定點(diǎn)避開(kāi)頭部碰撞區(qū)域M11的前大燈如下圖安裝位置如上圖，前大燈安裝點(diǎn)A位于行人頭部碰撞區(qū)域中，點(diǎn)B位于上腿部與發(fā)動(dòng)機(jī)罩前沿碰撞區(qū)域中。A點(diǎn)大燈安裝螺栓距離發(fā)蓋外板的距離只有14.2，不利于行人保護(hù) 。- 6 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)四. 前保橫梁結(jié)構(gòu)組成： 前保橫梁分總成、左右吸能盒、及安裝

11、板組成；前保橫梁分總成從工藝上分沖壓焊接成型和滾軋成型兩類。1、沖壓焊接成型由多個(gè)沖壓件焊接而成，其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)靈活，可變截面設(shè)計(jì)，沖壓件自制生產(chǎn)。缺點(diǎn)是材料利用率低，由多件零件焊接而成，重量較大，高強(qiáng)度鈑金沖壓成型困難。2、滾軋成型是由鈑金等截面由滾軋模具成型，優(yōu)點(diǎn)材料利用率高，可設(shè)計(jì)成單個(gè)零件，重量輕，可適用于特高強(qiáng)度的鈑金成型。布置要求（建議值）：前保蒙皮到前保橫梁的最小距離Hmin60mm，前保蒙皮到前保橫梁的距離Y=0處Hy80mm，吸能盒長(zhǎng)度L100mm.HminHyL- 7 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布

12、置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)14.2.2碰撞安全要求： 1.車輛100%正面碰撞傳力路徑車輛40%正面碰撞傳力路徑 從上圖可以看出，碰撞過(guò)程中隨著碰撞力地傳導(dǎo)，車身前部結(jié)構(gòu)逐步變形潰散從而能量被吸收。S1區(qū)域結(jié)構(gòu)相對(duì)較軟，在發(fā)生輕微碰撞中可以有效控制車體的侵入性，同時(shí)也是高速碰撞中的主要吸能結(jié)構(gòu)之一。S2區(qū)域結(jié)構(gòu)剛性相對(duì)S1區(qū)域結(jié)構(gòu)較大，是壓潰區(qū)域，也是高速碰撞中的主要吸能區(qū)域，在碰撞過(guò)程中與S1區(qū)域的壓潰表現(xiàn)形式一樣是漸進(jìn)的折疊壓潰式，這樣壓潰形式具有很好的能量吸收效果。S3和S4區(qū)域是第二壓潰區(qū)域，在碰撞過(guò)程中要求具有良好的剛度，為漸進(jìn)折疊壓潰區(qū)域提供一個(gè)

13、穩(wěn)定的支撐平臺(tái)，確保乘員艙的安全性。且在S1到S2區(qū)域車輛加速度逐漸增加，在S2區(qū)域到達(dá)第一個(gè)峰值；在S2到S3區(qū)域車身結(jié)構(gòu)剛度較大，并布置有發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱等剛性部件，車輛加速度又急劇增大，達(dá)到第二個(gè)峰值，最后車輛慢慢停止。 - 8 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)3.動(dòng)力總成相關(guān)安全尺寸的建議值如下來(lái)表所示。俯視圖L1L2L3動(dòng)力總成相關(guān)安全尺寸動(dòng)力總成相關(guān)安全尺寸代號(hào)代號(hào)描述描述要求值要求值備注備注中國(guó)市場(chǎng)中國(guó)市場(chǎng)美國(guó)市場(chǎng)美國(guó)市場(chǎng)L1動(dòng)力總成（含懸置）

14、硬物最前端到前保最前端距離300mm435mm此區(qū)域應(yīng)避免防礙碰撞變形的硬物(不可潰縮，無(wú)法變形)L1+L2動(dòng)力總成最后端到防火墻最前端距離425mm560mmL3動(dòng)力總成（含懸置）硬物最前端到吸能盒前端距離200mm335mm2. 前艙吸能空間前艙的吸能空間是前碰中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)，是決定碰撞性能好壞的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)前期，布置得出前艙吸能空間的大小，可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式：a=0.5*v2/sa-平均加速度；v-碰撞初始速度；s-前保橫梁前端到前擋板的距離D1減去動(dòng)力總成X方向的長(zhǎng)度D2再加上前擋板允許的侵入量100mm再乘以0.9；假設(shè)車輛撞擊剛性墻后做勻減速運(yùn)動(dòng)，且末速度為0。計(jì)算出碰撞過(guò)程中的平

15、均加速度，初步衡量空間是否充足。下面以奇瑞公司某車型為例，按50km/h正面剛性墻碰撞計(jì)算，車輛前保橫梁前端到前擋板的距離L1為952mm，動(dòng)力總成X方向的長(zhǎng)度L2為596mm。a=0.5*v2/s=0.5*13.892/0.9*0.356=30.72g（試驗(yàn)后前擋板無(wú)侵入量）- 9 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)Running order+1 front 地面線H1ODB壁障壁障530mmA1A2200mmH2前縱梁(平直部分)框式副車架側(cè)視圖底板縱梁

16、前縱梁(傾斜部分)H34.前縱梁相關(guān)安全尺寸前縱梁相關(guān)安全尺寸主要考慮到ODB的要求，建議值如下所示。W1前縱梁底板縱梁俯視圖A3前縱梁相關(guān)安全尺寸前縱梁相關(guān)安全尺寸代號(hào)代號(hào)描述描述要求值要求值備注備注H1前縱梁頂部距地面線的距離530mm地面線為前2人H2框式副車架前端底部距地面線的距離200mm地面線為前2人H3前縱梁與底板縱梁在Z向的落差/沒(méi)有特別的要求，僅建議在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能小， 前縱梁與底板縱梁盡量圓滑過(guò)渡。W1前縱梁與底板縱梁在Y向的落差/A1前縱梁 (平直部分) 與前縱梁(傾斜部分) 在Z向所呈的角度135A2前縱梁 (傾斜部分)底板縱梁在Z向所呈的角度45A3前縱梁 (傾斜部分) 與底板縱梁在Y向所呈的的角度10- 10 -CH-VI-PL-EB-GUIDELINE-P2-001編制 : 更新日期 : 所屬范圍 : 總布置 前艙布置 設(shè)計(jì)指南15 電子電器系統(tǒng)電子電器系統(tǒng)14車身結(jié)構(gòu)車身結(jié)構(gòu)5.前保橫梁相關(guān)安全尺寸前保橫梁相關(guān)安全尺寸主要考慮到低速碰 (低速前碰的要求詳見(jiàn)A 整車集成設(shè)計(jì)指南(03 前艙法規(guī)校核篇)-P2，03-低速碰撞) 的要求，建議值如下所示。注意： 前艙內(nèi)零部件應(yīng)盡量離前保險(xiǎn)杠橫梁