汽車翼子板輕量化結構設計

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1、汽車翼子板輕量化結構設計塑料翼子板來源：東方汽車網發(fā)布時間：2012-07-20分享到：新浪微博騰訊微博豆瓣網開心網搜狐微博網易微博國內外汽車輕量化發(fā)展現狀實現汽車輕量化，是節(jié)省能源的最有效的途徑之一，也是國際先進汽車制造商所追求的重要目標。據估計，汽車重量每減輕10%，就會節(jié)省8%10%的燃料。采用高性能輕質材料是實現汽車輕量化的一條重要途徑。除了采用鎂鋁合金等替代傳統的鋼鐵材料外，塑料材料也被越來越多地應用于汽車中。據統計，目前世界上很多轎車的塑料用量已超過120kg,德國高級轎車塑料使用量已達300kg/輛?，F在，塑料在汽車中的應用已從內飾件向外飾件、車身和功能結構件擴展，如保險杠、車門

2、模塊、前端模塊、小腿防撞梁、備胎架、頂蓋以及背門系統等。而在國內，塑料工業(yè)基礎還比較弱，與國外比還存在相當大的差距，塑料零部件的應用大部分還處在研究階段。加快汽車塑料的研究和應用，對于提高汽車自主產品的競爭力，趕超世界汽車強國是一個很好的機會。國內外塑料翼子板發(fā)展情況與金屬材料翼子板相比，塑料翼子板具有如下優(yōu)勢：輕量化塑料翼子板與金屬材料翼子板相比，減重效果可達45%以上，同時達到節(jié)能降耗環(huán)保功能。ffii不同材科K子板更呈和成木弁桁表1不同材料巽子扳工藝對比工藝SMC注遂注材料熱圉性謝胳+玻舛（不可回收h戶AFPO我評長紡頁厚2,5mm工藝目曹覽和工藝在并戰(zhàn)型中己經疥所應用.但國內還沒存斑用

3、衽如續(xù)配工藝己經非寓威虬為目前國內外常用的生產方式在藝嘖涂思塔工更看耳目身的竝陷，知不町回收，裘面顧不易握制以及廊錢噴涂所帶來的色差霉林箱1. 模塊化：塑料翼子板可以和保險杠支架組成模塊，整體裝配，減少零件增加所帶來的裝配誤差，從而提高保險杠裝配精度。提高效率：采用模塊化供貨可以減少主機廠內部相關零件的裝配工序，實現整體一次性裝配。2. 節(jié)約成本：可減少模具、工裝和設備的投資成本，提高OEM的競爭水平。安全：塑料材料良好的抗沖擊性能賦予塑料翼子板更好的能量吸收性能，輕松達到行人保護的要求。造型自由度：塑料比金屬具有更大的設計自由度，能讓汽車制造商制造出外形優(yōu)美、結構復雜以及配置最佳的汽車以吸引

4、消費者的眼球。3. 耐侵蝕和輕微碰撞：塑料翼子板的這一特點，可以進一步減少汽車維修成本。憑借上述七大優(yōu)勢，塑料翼子板在歐、美已經得到廣泛應用，并得到了客戶的肯定。寶馬、奔馳、大眾、雷諾、雪鐵龍、標致等國際大公司都早已有塑料翼子板的實際應用。在國內，塑料翼子板處于起步階段，汽車工程師對塑料翼子板的認識還不夠，而翼子板采用塑料材質也還不為大多數用戶所知曉。但是雪鐵龍、標致等外資企業(yè)卻已經有實際車型的應用，并順利實現了國產化。在此推動下，塑料翼子板已經逐漸被一部分客戶所接受，為塑料翼子板的發(fā)展帶來了希望。塑料翼子板結構設計塑料翼子板材料和工藝選擇塑料翼子板在國內外的通用制造方法有SMC和注塑成型兩種

5、方式，采用的噴涂工藝有在線噴涂和離線噴涂兩種方式，如表1所示。圖2Kite整體是烷系統圖M舅子板孤前保險杠配合處結構圖4倉子板與霉比和前門配合邊定隹:結構翼子板減重和成本分析從零件重量、投資和成本三方面，將鋼、鋁、塑料材質的翼子板進行比較（以鋼制翼子板為基準），結果如圖1所示（以年產量10萬輛份、產品生命周期為5年來計算）。很顯然，塑料翼子板的整體優(yōu)勢是比較大的。塑料翼子板模塊化設計分析（1）塑料翼子板整體安裝定位系統整體安裝定位系統的設置是確保翼子板安裝方便和使用的關鍵因素，對整個翼子板結構和公差定義起著決定性作用。鑒于翼子板與A柱和前門配合間隙的重要性，結合翼子板X向尺寸最大和塑料材料線性

6、膨脹系數較大的特點，一般將塑料翼子板定位點選擇在與前門縫中部偏上位置，塑料翼子板的結構和安裝孔的公差都將以此定位點為基準進行設計。如圖2所示，翼子板Z向定位在上部Z1處，方便安裝；X向定位在前門縫配合中上位置X1處，保證與前門和A柱配合間隙；Y向定位采用多點安裝平面定位Y1、Y2、Y3、Y4Y5,保證零件有足夠多的支撐點。(2) 翼子板與前保險杠支架集成設計保險杠支架集成安裝在翼子板上，形成模塊，既能減少零件節(jié)約成本，又可以保證保險杠與翼子板的配合間隙，如圖3。翼子板與保險杠的配合主要是間隙和面差，這里通過在翼子板上增加圓柱凸臺-Y6和-Y8與保險杠翻邊上孔配合，保險杠翻邊與支架結構+Y7配合

7、，共同定位Y向，進而控制面差，通過支架卡接結構與保險杠翻邊配合達到控制間隙作用。與A柱和前門間隙配合控制翼子板與A柱和前門配合間隙和面差是汽車很重要外觀要求，這里通過長圓孔定位(X2)X向保證配合間隙，通過三個安裝面(Y9、Y10、Y11)保證翼子板與周圍零件面差，同時Y9和Y11處為大孔，方便安裝，如圖4所示。(3) 與前組合燈間隙配合控制翼子板與前照燈配合處，丫12、Y13與Y14是Y向定位點，能夠控制前照燈與翼子板Y向間隙，X3是前照燈X向定位點，控制X向間隙，+Z2控制+Z向，防止前照燈向上跳動。通過以上定位安裝結構，既可以方便前照燈的裝配，又可以保證翼子板與前照燈外觀尺寸定義要求，如

8、圖5。(4) 與發(fā)動機罩間隙配合控制翼子板與與發(fā)動機罩配合，通過Y15和Y16定位結構實現對翼子板與發(fā)動機罩間隙的控制，滿足尺寸工程要求。塑料翼子板行人保護結構設計塑料翼子板可以利用自身很好的抗沖擊性能來降低發(fā)生碰撞時對行人的沖擊，提高對行人頭部碰撞保護的能力。通過SABIC公司的實驗對比分析可知(圖7)，只要塑料翼子板的翻邊設計達到80mm以上，避免尖角結構設計，就能夠輕易地降低頭部傷害指標(HIC),滿足行人保護法規(guī)要求。結論圖巧子板與發(fā)動機*配合處宦槍結構該種方法已成功應用在神龍公司塑料翼子板的結構設計中，并已在國內量產車型中得到應用。塑料翼子板輕量化和模塊化的特點是一般金屬翼子板不具備的，它的成功應用凸顯了汽車輕量化和模塊化的未來發(fā)展趨勢。隨著塑料翼子板逐漸被客戶所接受，塑料翼子板給國內市場的應用發(fā)展帶來了希望，其在我國汽車市場也會越來越普及。隨著中國汽車業(yè)的不斷發(fā)展和對外交往的不斷深入，中國OEM自身研發(fā)的實力也不斷增強，中國汽車業(yè)一定能在積極消化和應用國外現有成熟技術的基礎上，把握汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢，研發(fā)出屬于自己的核心技術。