汽車前機艙縱梁設計規(guī)范

1、前機艙縱梁設計規(guī)范前機艙縱梁設計規(guī)范1范圍本標準包含機艙前縱梁總成設計要點及其判定標準等。本標準適用于轎車、SUV等新車型前機艙縱梁設計。規(guī)范性引用文件ECER33關于正面碰撞車輛結構特性認證的統(tǒng)一規(guī)定術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)動機艙框架的重要組成部分，它與前保險杠、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件。斷面斷面是反映整車性能、結構、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構形式、搭接關系、間隙設定、主要控制尺寸及公差、裝配、人機工程、法規(guī)等各方面信息，是車身設計工程可行性分析的重要手段和車身結構設計的重要依據(jù)。NVHNVH是指車

2、輛工作條件下乘客感受到的噪聲(noise)、振動(vibration)以及聲振粗糙度(harshness)，是衡量車身質量的一個綜合性指標。功能介紹4.1一般功能該系統(tǒng)提供發(fā)動機變速箱懸置、前副車架、前防撞梁、蓄電池支架、保險絲盒、底盤及空調的管路，線束等總成的安裝結構。4.1.1整車中相關區(qū)域固定點前縱梁子系統(tǒng)提供整車各個功能塊的安裝結構。下圖1表達了前縱梁子系統(tǒng)在整車中的相關區(qū)域。底盤電器前防撞梁輪胎前懸架線束99內外飾空調系統(tǒng)前輪罩擋泥皮空調管路動力總成發(fā)動機和變速箱懸置圖1整車中相關區(qū)域4.1.2車身中相關區(qū)域固定點前縱梁子系統(tǒng)需要滿足結構和安全等要求。下圖2表達了前縱梁子系統(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，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)三項標準)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，固定時需滿足可靠耐久性?？紤]平臺策略時能為不同的動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高的剛性，以便有效的吸收和分散碰撞時的能量，防止發(fā)動機、變速箱等侵入駕

4、駛員艙。它包括扭轉剛度和彎曲剛度。足夠的強度能為動力總成、懸掛、轉向及剎車系統(tǒng)提供足夠的強度，以便操控良好。因此關鍵部件通常采用高強度鋼板。下沉式發(fā)動機碰撞后前縱梁與副車架能自動脫開，使發(fā)動機下沉。合理的變形導向為了吸收較多的沖擊能量，在縱梁的前端設計一些壓潰筋，使得受沖擊擠壓時，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)的可修復性和防銹性。同時，鍍鋅鋼板的應用也可以有效防止腐蝕。碰撞結果的輸出值限值保證CAE分析的碰撞結果的輸出值在有效范圍內，主要包括乘客艙侵入值，和車身特定點的加速度波形。NVH性能滿足動力總成懸置點和前副車架連接點等的噪聲、振動、平穩(wěn)要求。前縱梁

5、設計要點產品結構前縱梁總成系統(tǒng)主要由四部分組成，即前縱梁外板總成、前縱梁內板總成、縱梁后部延伸板總成(前副車架安裝部位)、前保險杠安裝支架總成，見圖3。前縱梁總成系統(tǒng)的詳細結構剖析見圖4。1$躥k出h:也務爺:撿車左前織旱急戰(zhàn)in?.:53aD01522QE儉5*30001522電：3殿3購TOWERpJtehttER梆M默毘狀肢與舸埶采幷戳忌成3JOOD0ST_C3/CBELDEKEKEESA55EK3LY-11；旺$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-宣動機蠶驀把趣朮軸紳刪興口他rt出叩奮*圮為機童裝3軽醫(yī)i嚇血如他曲.隕PECNF陀UWT踴-刖口!rerTi$：S動札罐血鞋艮論涼他譏刃刃富動機左藝E雀惶；K-CCOIESS04.ClTPart$幻?逞懂楫成JU讎扳啟戰(zhàn)3ffiCC

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8、OflS復CITFar打?1丫曲瓠舉內題直警虛|啓掃D22一誕/&SECIEEEEEljEMilC+l曲擔曙丘已圧|申權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-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irart/W】SXCOfiSTOXCATFart/?iXflK&l5_fl7/ffrHTG3RD-HX-FRTftaw隔勒貞虱報紙呻桎.語咼粗母貳期

9、直貳邂-feStS-&SH-W；-2fi1：前晦憚諏腹雪反聽皆:用保檢FI盍圣豆桑&般當5.2前縱梁截面設計要求5.2.1前縱梁吸能區(qū)截面應滿足：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大于50mm。前縱梁典型斷面如表1所示表1前縱梁的斷面結構圖車型前段中段（避讓輪胎前側）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）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、電器等的安裝結構，并與前縱梁內板形成前縱梁系統(tǒng)總成，以滿足車身碰撞及NVH性能的要求。5.3.2設

10、計過程中，外板面主要滿足輪胎包絡間隙（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吸能筋。5.4前縱梁內板總成5.4.1前縱梁內板提供滿足底盤、動總、電器等的安裝結構、同時滿足車身碰撞及NVH性能的要求。在設計過程中，主要體現(xiàn)布置間隙控制、固定孔布置、焊接關系等。5.4.2前縱梁內板與動力總成裝配間隙，一般要求215mm。5.4.3在半載下，前縱梁上表面h應低于530mm，如圖6。圖6圖6前縱梁結構位置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圓滑過渡，A應大于

11、135、B應小于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在前縱梁Y圖75.5.5縱梁后部延伸板中心線應在前縱梁Y方向寬度范圍內，如圖8所示就是不合理的設計。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護點圖95.6懸置安裝點結構5.6.1懸置安裝點是動力總成與車身連接

12、點，對車身的NVH性能有直接影響，因此懸置安裝點需要通過CAE計算滿足強度、剛度、NVH性能要求。5.6.2如圖10所示為B11懸置安裝點結構，懸置安裝螺紋管二保焊與懸置安裝加強板焊接后將懸置安裝加強板與前縱梁內板、前縱梁內板加強板焊接。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)強度設計要求確定。&前副車架安裝板圖11&前副車架安裝板圖11前副車架安裝點結構圖圖10B11車型懸置安裝點結構圖副車架安裝點結構5.7.1前副車架安裝板是前副車架與車身連接點，對強度、剛度都有較高要求，需要通過CAE計算滿足強度、剛度、NVH性能要求。5.7.2如圖11所示為B11懸置安裝點結構，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)強度設計要求確定。蓄電池支架安裝點結構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結構螺接式蓄電池支架安裝點布置于前縱梁內板上，在縱梁內板上焊接凸焊螺母，蓄電池支架通過螺栓與前縱梁內板連接，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構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構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杠安裝支架外邊緣，通常布置3到4個安裝點，如圖A01車型B11車型圖14前保險杠安裝支架結構圖前機艙縱梁工藝性沖壓工藝：拉延無負角；零件表面不允許有麻點、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產品標識應符合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平面，定位充分；5.