基于偏置碰A柱與流水槽脫開的分析與研究

鐘芳 朱麗燕 李程 任立芳

奇瑞汽車股份有限公司 安徽省蕪湖市 241000

1 引言

隨著車輛的普及，交通事故頻發，對人員損傷嚴重，消費者對車輛安全的意識提高。中國對汽車碰撞安全性能的考察要求越來越嚴格，如中國新車評價規程（ChinaNew Car Assessment Programme，C-NCAP）對正面40%偏置碰撞的速度由56km/h增加為64 km/h。

在新車型開發中，碰撞安全是車身設計的基礎，本文從某車型在64km/h正面40%偏置碰試驗中，出現A柱與流水槽焊點脫開的問題，對車身結構進行優化，并實車驗證優化后方案的可靠性。

2 某車試驗出現的問題

2.1 存在問題

某車型在64km/h正面40%偏置碰試驗中，出現A柱與流水槽焊點脫開的現象：

（1）A柱與玻璃脫開，Y向偏轉大。

（2）流水槽左側與A柱豎板上內板焊點完全脫開。

此問題將導致：

（1）開裂很大可能會導致A柱變形。

（2）拉丁NCAP主觀評價，扣分。

2.2 原因分析

針對某車型偏置碰試驗中出現的問題，對前艙和A柱結構進行分析，發現A柱在碰撞過程中，受到下圖中①②③三條路徑的力（①輪罩側外板②前擋板支撐板③門檻連接板），如圖所示：

在碰撞過程中，A柱的Y向連接弱，可能存在A柱承受不住從前縱梁、前擋板斜撐和前輪罩側外板分散過來的力，導致A柱與流水槽拉裂或A柱型面凹陷，變形大，甚至影響前擋板侵入量。

3 優化方案及碰撞驗證

3.1 優化方案

常規方案，在A柱空腔內加隔板，增加空腔內的Y向支撐，增大A柱空腔抵抗變形的能力。針對此問題，本文通過利用儀表橫梁，形成一條Y向傳遞力的途徑④，從而使左右A柱空腔承受的力，通過儀表橫梁相互分散，相互制約，如下圖所示：

①力從輪罩側外板傳到A柱

②力從前擋板支撐板傳到A柱

③力從門檻連接板傳到A柱

④儀表橫梁對左右A柱的Y向拉扯力

3.2 具體實施方案：

如圖4，儀表橫梁與左右A柱腔體連接的結構示意圖。

如圖5，左A柱腔體與左儀表橫梁支架連接的結構局部剖面圖。

如圖6，左右A柱腔體與儀表橫梁連接的結構局部示意圖。

如圖4所示，車身通過儀表橫梁 9將左右兩端A柱腔體通過各3個螺栓連為一體。

如圖5所示，左前門上鉸鏈加強板1與左儀表橫梁支架5通過2個螺栓連接，左前門上鉸鏈加強板1與左A柱豎板7通過4個塞焊連接。右邊連接結構與左邊相同。

如圖6所示，左前門上鉸鏈加強板1是自焊接盒子件，且與左A柱豎板7燒焊，與左儀表橫梁支架5通過螺栓連接。

車身通過儀表橫梁將左右兩端A柱腔體連為一體，儀表橫梁支架不只附著在A柱豎板單個件上，而是通過前門上鉸鏈加強板與支架螺栓連接，前門上鉸鏈加強板與A柱豎板塞焊連接，實現儀表橫梁支架與A柱腔體的連接強度提升，而儀表橫梁與左右C儀表橫梁支架通過左右各3個螺栓連接，最終實現儀表橫梁與兩端A柱腔體的強連接。碰撞過程中，因儀表橫梁與兩端A柱腔體的強連接，使儀表橫梁起到了Y向拉扯左右A柱腔體的作用，使左右A柱腔體上的受力相互分散，相互制約。

經實車驗證，碰撞過程中，此加強方案，明顯改善流水槽與A柱之間焊點的損傷值，有效解決了流水槽與A柱拉裂的問題。同時因A柱腔體內，前門上鉸鏈加強板與A柱豎板的連接加強，前門上鉸鏈安裝點剛度提高。且儀表橫梁支架與左右A柱腔體單邊增加2個螺栓連接，儀表橫梁支架動剛度也得到明顯提升。

4 結語

本文闡述通過對前門上鉸鏈安裝加強板和儀表橫梁安裝支架連接結構的優化，很大程度上降低了A柱與流水槽的焊點損傷值，規避了A柱Y向拉裂的風險；同時此加強結構通過前門上鉸鏈加強板與儀表板橫梁支架相連，一定程度上加強了上鉸鏈安裝點和提高了儀表板橫梁固定點動剛度。