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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 汽車翼子板輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——塑料翼子板 來源：東方汽車網(wǎng)發(fā)布時間：2012-07-20 分享到: 國內(nèi)外汽車輕量化發(fā)展現(xiàn)狀 實(shí)現(xiàn)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(jìn)汽車制造商所追求的重要目標(biāo)。據(jù)估計(jì)，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(zhì)材料是實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的鋼鐵材料外，塑料材料也被越來越多地應(yīng)用于汽車中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dá)300kg/輛?，F(xiàn)在，塑料在汽車中的應(yīng)用已從內(nèi)

2、飾件向外飾件、車身和功能結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展，如保險(xiǎn)杠、車門模塊、前端模塊、小腿防撞梁、備胎架、頂蓋以及背門系統(tǒng)等。而在國內(nèi)，塑料工業(yè)基礎(chǔ)還比較弱，與國外比還存在相當(dāng)大的差距，塑料零部件的應(yīng)用大部分還處在研究階段。加快汽車塑料的研究和應(yīng)用，對于提高汽車自主產(chǎn)品的競爭力，趕超世界汽車強(qiáng)國是一個很好的機(jī)會。 國內(nèi)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： 1.輕量化：塑料翼子板與金屬材料翼子板相比，減重效果可達(dá)45%以上，同時達(dá)到節(jié)能降耗環(huán)保功能。 2.模塊化：塑料翼子板可以和保險(xiǎn)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

3、險(xiǎn)杠裝配精度。 3.提高效率：采用模塊化供貨可以減少主機(jī)廠內(nèi)部相關(guān)零件的裝配工序，實(shí)現(xiàn)整體一次性裝配。 4.節(jié)約成本：可減少模具、工裝和設(shè)備的投資成本，提高OEM的競爭水平。 5.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(dá)到行人保護(hù)的要求。 6.造型自由度：塑料比金屬具有更大的設(shè)計(jì)自由度，能讓汽車制造商制造出外形優(yōu)美、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及配置最佳的汽車以吸引消費(fèi)者的眼球。 7.耐侵蝕和輕微碰撞：塑料翼子板的這一特點(diǎn)，可以進(jìn)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(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并得到了客戶的肯定。寶馬、奔

4、馳、大眾、雷諾、雪鐵龍、標(biāo)致等國際大公司都早已有塑料翼子板的實(shí)際應(yīng)用。 在國內(nèi)，塑料翼子板處于起步階段，汽車工程師對塑料翼子板的認(rèn)識還不夠，而翼子板采用塑料材質(zhì)也還不為大多數(shù)用戶所知曉。但是雪鐵龍、標(biāo)致等外資企業(yè)卻已經(jīng)有實(shí)際車型的應(yīng)用，并順利實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。在此推動下，塑料翼子板已經(jīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.塑料翼子板材料和工藝選擇 塑料翼子板在國內(nèi)外的通用制造方法有SMC和注塑成型兩種方式，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。 2.翼子板減重和成本分析 從零件重量、投資

5、和成本三方面，將鋼、鋁、塑料材質(zhì)的翼子板進(jìn)行比較(以鋼制翼子板為基準(zhǔn))，結(jié)果如圖1所示(以年產(chǎn)量10萬輛份、產(chǎn)品生命周期為5年來計(jì)算)。很顯然，塑料翼子板的整體優(yōu)勢是比較大的。 3.塑料翼子板模塊化設(shè)計(jì)分析 (1)塑料翼子板整體安裝定位系統(tǒng) 整體安裝定位系統(tǒng)的設(shè)置是確保翼子板安裝方便和使用的關(guān)鍵因素，對整個翼子板結(jié)構(gòu)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(jié)合翼子板Ｘ向尺寸最大和塑料材料線性膨脹系數(shù)較大的特點(diǎn)，一般將塑料翼子板定位點(diǎn)選擇在與前門縫中部偏上位置，塑料翼子板的結(jié)構(gòu)和安裝孔的公差都將以此定位點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖2所示，翼子板Z向定位

6、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(diǎn)安裝平面定位Y1、Y2、Y3、Y4、Y5，保證零件有足夠多的支撐點(diǎn)。 (2)翼子板與前保險(xiǎn)杠支架集成設(shè)計(jì) 保險(xiǎn)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(xiǎn)杠與翼子板的配合間隙，如圖3。翼子板與保險(xiǎn)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(xiǎn)杠翻邊上孔配合，保險(xiǎn)杠翻邊與支架結(jié)構(gòu)+Y7配合，共同定位Y向，進(jìn)而控制面差，通過支架卡接結(jié)構(gòu)與保險(xiǎn)杠翻邊配合達(dá)到控制間隙作用。 (3)與A柱和前門間隙配合控制 翼子板

7、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。 (4)與前組合燈間隙配合控制 翼子板與前照燈配合處，Y12、Y13與 Y14是Y向定位點(diǎn)，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(diǎn)，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(jié)構(gòu)，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，如圖5。 (5)與發(fā)動機(jī)罩間隙配合控制 翼子板與與發(fā)動機(jī)罩配合，通過Y15和

8、Y16定位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對翼子板與發(fā)動機(jī)罩間隙的控制，滿足尺寸工程要求。 (6)塑料翼子板行人保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(hù)的能力。通過SABIC公司的實(shí)驗(yàn)對比分析可知(圖7)，只要塑料翼子板的翻邊設(shè)計(jì)達(dá)到80mm以上，避免尖角結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就能夠輕易地降低頭部傷害指標(biāo)(HIC)，滿足行人保護(hù)法規(guī)要求。 結(jié)論 該種方法已成功應(yīng)用在神龍公司塑料翼子板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并已在國內(nèi)量產(chǎn)車型中得到應(yīng)用。 塑料翼子板輕量化和模塊化的特點(diǎn)是一般金屬翼子板不具備的，它的成功應(yīng)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(nèi)市場的應(yīng)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(shí)力也不斷增強(qiáng)，中國汽車業(yè)一定能在積極消化和應(yīng)用國外現(xiàn)有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)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(shù)。 專心---專注---專業(yè)