汽車下車身平臺化設(shè)計方法研究

湯湧，王叢，麻桂艷

（華晨汽車工程研究院白車身工程室，遼寧 沈陽 110141）

前言

平臺化的結(jié)構(gòu)概念不僅可以滿足頻繁的車型變換需求，而且可以降低開發(fā)及生產(chǎn)成本，保證車型的競爭力[1]。研究一種平臺化的下車身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，可滿足平臺車型變化造型、軸距、后懸及配置的需求。該平臺化的設(shè)計方法已經(jīng)應(yīng)用于我公司某平臺的三款SUV車型。

下車身結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，將分別針對上述變化闡述平臺化設(shè)計方法。

1　造型變化

1.1　流水槽總成

將流水槽總成拆分為流水槽、風(fēng)擋橫梁上板和風(fēng)擋橫梁下板。流水槽全系通用，風(fēng)擋橫梁上、下板隨玻璃造型全系開發(fā)。流水槽總成斷面說明圖見圖2。

1.2　A柱內(nèi)板總成

將A柱內(nèi)板總成拆分為A柱上內(nèi)板和A柱下內(nèi)板兩個零件，A柱上內(nèi)板與造型相關(guān)，通過新開發(fā)A柱上內(nèi)板匹配不同的造型。A柱下內(nèi)板平臺通用。上、下內(nèi)板分縫設(shè)計時盡量靠近Z向下方，這樣對前門止口不會有過多約束；又要將線束過孔設(shè)計在一個零件上，這樣能保證膠堵的密封性能。A柱內(nèi)板總成示意圖見圖3。

圖2　流水槽總成結(jié)構(gòu)示意圖

圖3　A柱內(nèi)板總成結(jié)構(gòu)示意圖

2　軸距變化

2.1　前地板總成

圖4　前地板總成

將前地板總成后端設(shè)計為長度可變結(jié)構(gòu)，通過此處結(jié)構(gòu)實現(xiàn)軸距的變化。我公司某平臺車型存在三種軸距，差值分別為 100mm和 170mm。在前地板總成后端分縫處前移100mm和170mm設(shè)計分縫，保證每次分縫的斷面相同，即可采用開口拉延的形式使用最大零件的模具，不同的料片尺寸實現(xiàn)同模具生產(chǎn)三款軸距車型的零件。前地板總成說明圖見圖4。使用這種設(shè)計方法可以保證前地板總成上五個零件：左右前地板、中通道、左右前地板下縱梁同模具生產(chǎn)不同車型零件。

2.2　門檻內(nèi)板總成

將門檻內(nèi)板總成在后門止口右下角圓角前端 145mm處分縫，設(shè)計為門檻前段與門檻后段。門檻前段設(shè)計為平臺通用，門檻后段為適應(yīng)不同造型的后門止口走勢全新開發(fā)。平臺通用的門檻前段X長度為1374mm。門檻內(nèi)板總成示意圖見圖5。

圖5　門檻內(nèi)板總成結(jié)構(gòu)示意圖

3　后懸變化

3.1　后地板總成

將后地板總成拆分為后地板及后地板左右補板。通過后地板前端的伸長和縮短實現(xiàn)后懸的變化，因保證輪罩的位置不變，通過后地板補板后端長度的變化實現(xiàn)后懸的變化。后地板總成上的零件同樣采用相同的模具生產(chǎn)不同的零件。后地板總成結(jié)構(gòu)示意圖見圖6。

圖6　后地板總成結(jié)構(gòu)示意圖

3.2　后縱梁總成

圖7　后縱梁總成結(jié)構(gòu)示意圖

將后縱梁總成拆分為后縱梁前段及后縱梁后段，后縱梁前段為平臺通用件，通過全新開發(fā)后縱梁后段實現(xiàn)后懸長度的變化。后縱梁前段考慮布置下三個定位孔的空間，后縱梁后段的長度設(shè)計時考慮最短車型可以布置下后拖車鉤的結(jié)構(gòu)。后縱梁總成結(jié)構(gòu)說明圖見圖7。

4　配置變化

4.1　懸置安裝點

變速器懸置安裝點：通過在相同零件上同時將兩款變速器安裝點同時設(shè)計出的形式實現(xiàn)配置的變化。不同配置的變速器懸置安裝點X向間距為41mm。

發(fā)動機懸置安裝點：通過X向移動懸置安裝支架的形式實現(xiàn)配置變化。不同配置的變速器懸置安裝點 X向間距為20mm。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。

圖8　懸置安裝點結(jié)構(gòu)示意圖

4.2　二排座椅安裝點

在中地板前橫梁上同時設(shè)計座椅前安裝點，通過沖頭切換的形式匹配不同的二排座椅位置，在中地板上設(shè)計不同的支架實現(xiàn)二排座椅的后安裝點。在該平臺中，二排座椅X向的位置差為40mm。

圖9　二排座椅安裝點結(jié)構(gòu)示意圖

5　結(jié)論

通過平臺化結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法可以實現(xiàn)同平臺車型不同造型、不同軸距、不同后懸及不同配置車型的生產(chǎn)。該種設(shè)計方法使下車身的通用化率最高可達(dá) 99%以上[2]。同時，平臺化的設(shè)計方法可縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，增加車型上市的速度，提高車型市場競爭水平[3]。

[1] 黃金陵.汽車車身設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2007.

[2] 林程.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社,2016.

[3] 朱茂濤.汽車車身現(xiàn)代設(shè)計.北京:國防工業(yè)出版社.2017.