某轎車散熱器上護板卡接結構設計與分析

高東璇 肖 舉 王 韜

（四川工程職業技術學院，四川 德陽618000）

汽車散熱器上護板能起到裝飾美觀的作用；保持散熱器、發動機艙清潔；從NVH 來講，能夠提供一些聲學性能，降低發動機的噪聲。通常情況下，汽車散熱器上護板通過子母扣或螺栓與前保險杠、前上構件總成連接。

某汽車散熱器上護板總成的后端與前上構件總成連接，它的前端與前保險上總成連接，現有技術都是采用連接件固定連接。圖1 和圖2 展示出某款轎車散熱器上護板總成的具體連接結構，散熱器上護板總成后端通過7 個十字螺紋推釘固定在前上構件上，前端通過6 個十字螺紋推釘固定在前保險上上。

圖1 某款轎車散熱器上護板總成的連接結構

圖2 十字銷釘連接結構剖視圖

散熱器上護板總成與前保險杠總成通過十字推釘連接，兩個構件配合處間隙不均，導致上護板連接部位凹陷，上護板外觀不平整，影響外觀質量。并且，因連接件安裝點過多，車輛維修時，散熱器上護板總成拆卸、安裝極為不便，操作繁瑣，費工費時。若能改為卡接結構，產品外觀質量得以保證，且卡接結構牢固可靠，方便反復拆裝。同時，減少了螺紋連接件，能降低生產加工、維修的成本。

1 某轎車散熱器上護板總成的卡接結構

汽車散熱器上護板總成的前端連接方式如圖3 所示。散熱器上護板總成的前端與前保險總成的配合面上設有6 個卡接部位，卡子設在汽車散熱器上護板總成上，該卡子與前保險總成上的安裝孔對應匹配，用于限制上下、前后方向位移。除此之外，散熱器上護板總成的前端與前保險總成的配合面共有4 個限位結構，限位塊設在汽車散熱器上護板總成上，與前保險杠上的安裝孔對應匹配，用于限制左右向位移。汽車散熱器上護板總成的后端通過螺釘與水箱上上橫梁連接。卡接結構中，位于中間的兩個卡子的高度略高于其他卡子。安裝過程中，先將中間較高的卡子插入到前保險杠總成對應的安裝孔中，起到導向作用，再將其與卡子和限位塊插入到各自的安裝孔中，深度到位后，將上護板向前推，使得卡子的臺階卡住前保險杠上的安裝孔中，之后固定上護板后端。

圖3 卡接結構、限位結構位置示意圖

安裝時，先將散熱器上護板前端6 處卡接結構插進對應的前保險杠總成安裝孔，再將散熱器上護板總成朝車前方向推到位，最后將其它與前上構件總成連接處安裝點固定，從而完成裝配，裝配后效果如圖4 所示。卡接、限位塊位于散熱器上護板前面同排，相間布置，且左右對稱。卡接到位后斷面如圖5 所示。卡接部位留有適量的干涉量，以避免裝配后散熱器上護板因受力不均變形而導致的表面不平整。限位結構的搭接截面如圖6 所示。卡接結構和限位結構的細節如圖7 所示。

圖4 裝配完的外觀效果示意圖

圖5 卡接結構連接示意圖

圖6 限位結構連接示意圖

圖7 卡接結構和限位結構示意圖

由于上護板總成前端與前保險杠總成采用了卡接結構，不再使用傳統的螺紋連接件，且搭接部位有一定的干涉量，保證裝配后與前保險杠總成間隙均勻，既可保持上護板外觀平整美觀，還便于安裝、拆卸，給用戶提供了方便。

2 卡接結構受力分析

2.1 卡接結構受力分析

散熱器上護板前端6 處卡接結構，共同承受著保險杠的總重量，其中保險杠總成質量為m=9kg，卡接數量N=6，卡接的接觸面為厚度面，厚度為2.5mm，寬度為10mm，如圖8 所示，則接觸面積。

圖8 卡接的接觸面尺寸示意圖

卡子和限位塊與上護板總成為一體注塑成型，為聚丙烯PP材料，彈性模量E=0.8GPa。PP 具有較高的撓曲強度、抗沖擊強度和良好的抗疲勞性。根據下述公式，

求得應變0.00075，該變形量對設計卡接結構，可以忽略不計，其卡接結構的強度滿足設計要求。

2.2 限位結構受力分析

散熱器上護板前端4 處限位結構，限制前保險杠的左右向位移。根據產品設計要求，每個限位結構受力范圍為80～90N，其結構在受力下不允許有大的變形。限位結構為PP 材料，彈性模量E=0.8GPa。限位結構的受力面為側面，如圖9 所示，接觸面積A=10mm x 10mm+0.5 x 10mm x 5mm=125mm2。

根據下述公式：

求得應變0.0009，該變形量對設計限位機構，可以忽略不計，其限位結構的強度滿足設計要求。該卡接結構目前已應用在生產。在裝卸散熱器上護板過程中，操作方便；車輛工作狀態下，卡接結構無變形，與受力分析結果相一致。

3 結論

3.1 某轎車散熱器上護板總成與前保險杠總成的連接方式，設計了卡接結構，代替了原十字推釘方式，通過受力分析，驗證其強度的可靠性。

3.2 該卡接方式的替換，既可以改善散熱器上護板總成的外觀問題，又可以減少安裝時間、維修時間及成本。該卡接結構設計可為后續車型的開發設計提供參考。