汽車(chē)前圍裝飾板設(shè)計(jì)淺析*

任 帥

(江淮汽車(chē)股份有限公司，安徽合肥 230009)

0 引言

前圍裝飾板是汽車(chē)重要外部裝飾件，安裝在車(chē)外引擎蓋與前風(fēng)窗之間，基本不受外力，經(jīng)受風(fēng)吹日曬雨淋等自然因素作用。汽車(chē)前圍裝飾板不僅影響著汽車(chē)的外觀品質(zhì)，同時(shí)還具有進(jìn)氣排水等功能。筆者主要結(jié)合產(chǎn)品講述前圍裝飾板的功用、設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、試驗(yàn)要求，并且對(duì)前圍裝飾板的性能提出了全面的要求。

由于前圍裝飾板是汽車(chē)上的重要裝飾件與功能件，因此，對(duì)于前圍裝飾板設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和應(yīng)用是尤為重要的。筆者將會(huì)結(jié)合產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，對(duì)前圍裝飾板的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 前圍裝飾板的功用

(1)作為汽車(chē)重要外部裝飾件使整車(chē)更加美觀。

(2)用來(lái)遮擋前圍區(qū)域，防止小動(dòng)物或者其他異物入侵車(chē)身。

(3)前圍裝飾板外表面上開(kāi)孔，為空調(diào)外循環(huán)提供足夠的進(jìn)氣量。

(4)引導(dǎo)水流流入前圍鈑金流水槽，防止過(guò)多水流進(jìn)入發(fā)艙內(nèi)部。

(5)隔絕發(fā)艙內(nèi)部污氣及熱空氣進(jìn)入車(chē)身內(nèi)部。

(6)為洗滌軟管及洗滌液噴嘴提供安裝支撐。

明確前圍裝飾板的功用即相當(dāng)于為前圍裝飾板的設(shè)計(jì)提出了具體的結(jié)構(gòu)要求，前圍裝飾板的結(jié)構(gòu)需能實(shí)現(xiàn)其功用。

前圍裝飾板所在位置溫度變化范圍在－40～80℃之間，其使用環(huán)境對(duì)前圍裝飾板的結(jié)構(gòu)、材料性能提出了相應(yīng)要求，后文會(huì)有詳細(xì)論述。

前圍裝飾板在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中需注意防水、防塵以及避免各種雜質(zhì)進(jìn)入部件中，以保證部件性能;同時(shí)需要注意禁止部件受到外力作用而導(dǎo)致變形。

2 前圍裝飾板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2．1 前圍裝飾板分塊形式

前圍裝飾板分塊形式主要包含分體式和整體式兩種結(jié)構(gòu)形式。

分體式的前圍裝飾板由左前圍裝飾板和右前圍裝飾板兩塊板組成。如圖1所示，安裝時(shí)先安裝左前圍裝飾板，之后安裝右前圍裝飾板，二者之間設(shè)有定位結(jié)構(gòu)以保證二者的配合。

整體式的前圍裝飾板由前圍裝飾板主體和兩端橡膠塊組成。如圖2所示，兩端的橡膠塊由廠家總成供貨，安裝時(shí)整體安裝。

圖1 分體式前圍裝飾板

圖2 整體式前圍裝飾板

把分體式前圍裝飾板和整體式前圍裝飾板進(jìn)行對(duì)比分析:分體式的前圍裝飾板相對(duì)整體式前圍裝飾板結(jié)構(gòu)而言裝配多一道工序，同時(shí)左右前圍裝飾板二者在中間配合時(shí)容易出現(xiàn)偏差影響外觀。整體式的前圍裝飾板相對(duì)分體式的前圍裝飾板安裝較方便，同時(shí)整體式的前圍裝飾板中間無(wú)需配合，較美觀。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)建議按照整體式前圍裝飾板進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2．2 前圍裝飾板的安裝方式

前圍裝飾板的安裝方式主要包含前部緊固后部卡接和中部緊固后部卡接兩種結(jié)構(gòu)形式。

前部緊固連接、后部卡接的安裝方式，如圖3所示。前圍裝飾板安裝前部無(wú)固定、中間緊固連接、后部卡接連接的安裝方式，如圖4所示。

圖3 前部緊固和后部卡接

圖4 中部緊固和后部卡接

對(duì)以上這兩種安裝方式進(jìn)行對(duì)比分析:采用前部緊固后部卡接的前圍裝飾板，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、安裝牢靠。采用中部緊固后部卡接安裝方式的前圍裝飾板結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)車(chē)身精度要求及材料性能要求較高，因此一般采用前部固定后部卡接的固定方式。

2．3 前圍裝飾板擋水膠條布置

前圍裝飾板擋水膠條可以阻止發(fā)艙中的廢氣由發(fā)艙進(jìn)入車(chē)身，也可以阻止水流從外部侵入發(fā)艙，同時(shí)其與安裝點(diǎn)的相對(duì)位置也會(huì)對(duì)密封效果有影響。

前圍裝飾板擋水膠條布置主要有相對(duì)安裝點(diǎn)位置在前、在后兩種方式。前圍裝飾板擋水膠條布置在安裝點(diǎn)前方，如圖5所示。前圍裝飾板擋水膠條布置在安裝點(diǎn)后方，如圖6所示。

對(duì)以上兩種方式進(jìn)行對(duì)比分析:前圍裝飾板擋水膠條布置在安裝點(diǎn)前方時(shí)，當(dāng)車(chē)身精度較低或者螺栓在打緊的時(shí)候出現(xiàn)偏差，水流就會(huì)從安裝點(diǎn)出入侵車(chē)身。市場(chǎng)上的一些車(chē)型就曾出現(xiàn)過(guò)此類(lèi)問(wèn)題，此處需要較高的車(chē)身精度并對(duì)裝配進(jìn)行嚴(yán)格控制。前圍裝飾板擋水膠條布置在安裝點(diǎn)后方時(shí)，避免了水流從安裝點(diǎn)入侵車(chē)身的可能，提高了產(chǎn)品性能。因此一般建議采用擋水膠條布置在安裝點(diǎn)后方的方式。

圖5 擋水膠條布置在安裝點(diǎn)前方

圖6 擋水膠條布置在安裝點(diǎn)后方

2．4 前圍裝飾板進(jìn)氣面積

前圍裝飾板進(jìn)氣孔面積需滿(mǎn)足空調(diào)外循環(huán)要求，需空調(diào)分組根據(jù)空調(diào)性能計(jì)算提出要求，然后在前圍裝飾板上進(jìn)行開(kāi)孔。如圖7所示某車(chē)型前圍裝飾板開(kāi)孔面積為14 390 mm2，且經(jīng)過(guò)計(jì)算滿(mǎn)足空調(diào)性能要求。

2．5 前圍裝飾板排水結(jié)構(gòu)

前圍裝飾板排水結(jié)構(gòu)需要在保證各搭接零部件之間密封的前提下，設(shè)計(jì)水流的道路，將水流排出車(chē)外，如圖8所示。

圖7 擋水膠條布置在安裝點(diǎn)后方

圖8 排水示意

圖8 中，雨水從前風(fēng)窗流下，部分雨水從①②③處流入前圍鈑金，排出車(chē)外。未排出的剩余雨水越過(guò)前圍裝飾板凸臺(tái)進(jìn)入凹槽區(qū)域，進(jìn)入凹槽區(qū)域后水流流向兩邊，從④⑤處流入前圍鈑金排出車(chē)外。未排出的剩余雨水流向翼子板兩邊，在橡膠塊的阻擋下不會(huì)進(jìn)入發(fā)艙，而是從翼子板兩邊流出車(chē)外。

綜上所述，根據(jù)上述較優(yōu)化的方案，通過(guò) CATIA進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并建立前圍裝飾板模型。

3 前圍裝飾板材料選擇

在前圍裝飾板設(shè)計(jì)完成之后，即開(kāi)始考慮制造的實(shí)施。首先需要確定前圍裝飾板材料的選擇，主要考慮以下幾個(gè)方面。

(1)塑膠材料的適應(yīng)性［1］:各種材料的性能比較，不宜選用塑料的條件，選用塑料的適宜條件。

(2)塑料制品的使用性能:①塑料制品的使用條件:塑料制品的受力情況，塑料制品的電性能，塑料制品的尺寸精度要求，塑料制品的滲透性要求，塑料制品的透明性要求，塑料制品的外觀要求;②塑料制品的使用環(huán)境:環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，接觸介質(zhì)，環(huán)境的光、氧及輻射。

(3)塑料的加工性能:塑料的可加工性，塑料的加工成本，塑料加工的廢料。

(4)塑料制品的成本:塑料原料的價(jià)格，塑料制品的使用壽命，塑料制品的維護(hù)費(fèi)用。

前圍裝飾板裝在車(chē)外，暴露于自然環(huán)境當(dāng)中，不受力但對(duì)耐熱性及耐候性要求較高，要求有較好的表面質(zhì)量，同時(shí)要求原料易加工、成本經(jīng)濟(jì)，綜合以上因素前圍裝飾板材料選取改性PP［2］。

改性PP是最輕的塑料之一，其屈服、拉伸、壓縮強(qiáng)度和硬度均優(yōu)于低壓聚乙烯，有很突出的剛性，高溫(90℃)抗應(yīng)力松弛性能良好，耐熱性能較好，可在100℃以上使用，如無(wú)外力150℃也不變形，除濃硫酸、濃硝酸外，在許多介質(zhì)中很穩(wěn)定，低分子量的脂肪烴、芳香烴、氯化烴，對(duì)它有軟化和溶脹作用，幾乎不吸水，成型容易。

4 前圍裝飾板試驗(yàn)驗(yàn)證

在前圍裝飾板設(shè)計(jì)完成，選定材料，制造完成之后，即開(kāi)始考慮對(duì)前圍裝飾板的性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

前圍裝飾板使用PP材料，為了保證零部件具備這些性能，前圍裝飾板須滿(mǎn)足零部件試驗(yàn)的各項(xiàng)要求，具體性能及試驗(yàn)要求見(jiàn)表1所列。

表1 試驗(yàn)要求

續(xù)表1 試驗(yàn)要求

5 結(jié)語(yǔ)

主要講述了前圍裝飾板的功用、設(shè)計(jì)要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、試驗(yàn)要求，根據(jù)公司研發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題，重點(diǎn)說(shuō)明前圍裝飾板的結(jié)構(gòu)形式、固定搭接方式設(shè)計(jì)，舉例說(shuō)明了各種形式前圍裝飾板的具體結(jié)構(gòu)，并具體說(shuō)明其優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。最后，對(duì)前圍裝飾板的性能做出了全面的要求，希望本文對(duì)新車(chē)型的開(kāi)發(fā)有一定的指導(dǎo)作用。

［1］ 肖 軍．汽車(chē)報(bào)廢回收及循環(huán)利用［J］．交通與運(yùn)輸，2013(6):28－29．

［2］ 李紅霞．上海報(bào)廢汽車(chē)回收體系研究［D］．上海:復(fù)旦大學(xué)，2011．