汽車前端支架模塊化研究

遼寧曙光汽車集團股份有限公司 冷 偉 孟相陽

1.前言

隨著技術的發展前端模塊越來越多地被應用于汽車上，目前50%以上的歐洲車型已經采用了前端模塊，其集中體現了追求高集成度、降低成本、造型創新和高標準行人保護思路，具有一個提高外觀質量、造型高度自由的無縫前圍。同時隨著各種創新技術的不斷推出，油漆是各種用于提高駕駛安全和行人保護的敏感元器件的逐步推廣，更進一步提高了前端模塊的系統集成度。一般而言，前端模塊可以包括以下六大部件：

(1)前端支架(系統集成的平臺)；(2)冷卻空調系統；(3)信號和照明系統；(4)車身保護和外觀造型結構系統；(5)傳感器和駕駛輔助系統；(6)行人保護系統。

2.系統分析

作為前端模塊的安裝和支撐平臺，與傳統的鋼板、鋁合金、鎂合金想必各種塑料材料在制作前端支架上具有明顯優勢。主要表現在以下幾個方面：

(1)更輕的產品重量；(2)更高的尺寸精度；(3)更好的安裝性能；(4)更低的產品價格；(5)更高的集成程度。

2.1 系統優勢

汽車制造商之所以采用前端模塊方式組裝汽車，是因為它有三大優點：減少整車廠因零部件物流所需的面積；降低整車廠生產和管理的復雜度；通過專業化達到優化集成并減少重量和尺寸誤差的目的。

現有整車廠產能和面積的局限性也往往是決定采用模塊化供貨方式的一個原因。模塊供應商通常承包前端模塊中各個構件的安裝、物流和質量管理，并將它及時甚至按正確序列送到整車廠總裝線上的指定位置，再由整車廠組裝到車身，這不僅縮簡了總裝線，減少了所需生產和儲存空間，降低了整車廠生產和管理的復雜程度，而且擴大了產能并提高了生產線的靈活度。另外，還可以進一步擴大模塊供應商的責任范圍，比如將前端模塊的整體開發和集成設計以及零部件的采購承包給模塊供應商。通過模塊化的專業設計常常能有效減少模塊重量和尺寸誤差。跟鋼板焊接件相比，塑料注塑件具有重量輕和誤差小的優點。

2.2 設計內容

(1)汽車前端支架(系統集成平臺)模型設計，主要包括如下部分：

1)冷卻空調系統；2)信號和照明系統；3)車身保護和外觀造型結構系統；4)傳感器和駕駛輔助系統；5)行人保護系統。

(2)通過軟件繪制模型圖樣，完成如圖1所示的各種安裝性能指標，并加以安裝調試。

圖1 一體成型的全塑（半塑）前端支架

(3)前端模型的性能測試：

1)環境試驗

①短期耐熱性；②長期耐熱性；③耐熱沖擊性；④耐寒性；⑤耐候性。

2)強度試驗

①鎖扣剛度；②扭轉剛度；③散熱器支撐力；④前照燈負載。

3)裝車性能試驗

①引擎蓋自然跌落實；②引擎蓋開關耐久實驗；③嵌件牢固度測試。

3.結論

(1)從質量上看

1)模塊化質量控制，降低零件的PPM值，提高一次交檢合格率；2)發艙前部敞開，更利于總裝裝配的接近性。

(2)從成本上看

1)減少焊接工序，減少總裝主線工位，從而降低人力成本；2)做到模塊內零件的通用，減少零件數量，降低開發成本。

[1]趙高明.德國HBPO模塊系統公司[J].汽車與配件，2010(21).

[2]http：//mag.oauto.com/news/html/?2871.html.

[3]嚴正峰.華中科技大學機械科學與工程學院[J].世界汽車，2002(01).