乘用車白車身平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

潘承鵬

摘要：對汽車企業(yè)來講，一個長期可持續(xù)開發(fā)的車身平臺非常重要，企業(yè)會基于產(chǎn)品平臺開發(fā)大量的車型數(shù)據(jù)、CAE分析模型及驗證報告等，對后續(xù)二次開發(fā)車型具有指導(dǎo)意義，節(jié)約后續(xù)車型的開發(fā)時間及成本。本文通過對白車身平臺全新開發(fā)實(shí)列的研究和總結(jié)，介紹了幾種在后續(xù)二次開發(fā)情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)方案。

關(guān)鍵詞：白車身平臺;結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：U462文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

當(dāng)今的汽車企業(yè)，需要用最快的時間將新設(shè)計的多種變型車型推向市場。同時，還要控制自身成本，向客戶交付高質(zhì)量、高性能和高安全性的汽車。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，車企需要有一個或者多個產(chǎn)品平臺。白車身平臺的開發(fā)，在概念階段將對后續(xù)車型的固有結(jié)構(gòu)及動態(tài)特性產(chǎn)生影響。因此在概念階段，設(shè)計師及工程師都需要考慮即將投放市場的車型情況，還必須確保此平臺在最大限度的滿足成本、輕量化及性能等各種條件的情況下，平臺能適用于后續(xù)開發(fā)的其他不同類型車型。

1白車身平臺開發(fā)實(shí)例

1.1平臺開發(fā)需求及目標(biāo)

新平臺的基礎(chǔ)車定義為SUV車型，而且根據(jù)不同的底盤布置要求，需要開發(fā)出18款白車身下車體有以下要求。

（1）滿足3種不同軸距的布置需求。

（2）滿足2種車體空間（寬體/窄體）的布置需求。

（3）滿足轎車布置需求。

（4）滿足純電動車布置需求。

（5）滿足成本、輕量化及性能要求。

1.2不同軸距開發(fā)實(shí)例

根據(jù)開發(fā)需求，下車體有3種軸距。為了在軸距變換的同時滿足成本需求，并盡可能提高通用化率，采取的設(shè)計方案如下。

（1）發(fā)動機(jī)艙總成和前地板總成沿用基礎(chǔ)車型。

（2）后地板總成局部變更，其中前后地板連接板總成根據(jù)總布置所布置的第2排人機(jī)位置做相應(yīng)的調(diào)整來滿足座椅安裝（基礎(chǔ)車設(shè)計時候應(yīng)盡可能考慮后續(xù)軸距變換時零件的通用性，或者通過更改切邊模具等來實(shí)現(xiàn)通用性）。后地板面板分總成根據(jù)軸距的變換平移相應(yīng)距離，后地板骨架總成平移相應(yīng)距離，同時后縱梁前端需要根據(jù)前后地板連接板總成重新匹配設(shè)計（圖1）。

1.3不同車體空間開發(fā)實(shí)例

為了滿足不同客戶對車體空間的要求，需要開發(fā)2種不同車體寬體/窄體的下車體，其中基礎(chǔ)車為窄體車，寬體車在基礎(chǔ)車基礎(chǔ)上單邊加寬20mm。為了盡可能的通用基礎(chǔ)車型零件，需要對底盤布置及下車體各子系統(tǒng)（機(jī)艙總成、前地板總成和后地板總成）進(jìn)行充分分析。

1.3.1機(jī)艙總成方案分析

底盤機(jī)艙部分布置具體為：前減安裝位置沿Y向平移20mm、三踏安裝位置沿Y向平移20mm（圖2）。

在滿足加寬的同時，盡可能提高通用化率，發(fā)動機(jī)艙總成設(shè)計方案如下（圖3）。

（1）機(jī)艙縱梁不變，前縱梁下支撐板與前地板搭接重新設(shè)計。

（2）水箱框架總成不變。

（3）前減安裝板、前減振器座加強(qiáng)板沿Y向平移20mm。

（4）前輪罩、前機(jī)艙封板和彈簧支座加強(qiáng)板重新設(shè)計。

（5）前圍板與側(cè)圍搭接邊、三踏位置重新設(shè)計。

（6）前圍板加強(qiáng)橫梁重新設(shè)計。

1.3.2前地板總成方案分析

由于前地板下的底盤布置基本不做變動，只是為了滿足空間增大的需求，因此設(shè)計了如下的前地板總成加寬方案（圖4）。

（1）中央通道不變。

（2）左/右前地板分總成沿Y向平移20mm，同時修改切邊，滿足與中央通道搭接（左/右前地板原則上為通用件，在修改切邊模的條件下實(shí)現(xiàn)寬窄體通用。與中央通道搭接的法蘭邊設(shè)計為可切換模式）。

（3）左/右門檻配合前板分總成沿Y向平移20mm。

（4）重新設(shè)計座椅橫梁。

1.3.3后地板總成方案分析

底盤后地板部分布置具體為，后副車架安裝點(diǎn)沿Y向平移20mm，后懸架安裝點(diǎn)沿Y向平移20mm。

根據(jù)分析結(jié)果，在滿足在加寬的同時，盡可能提高通用率，設(shè)計方案如下。

（1）縱梁不變，沿Y向平移20mm。

（2）地板面板與側(cè)圍搭接處重新設(shè)計。

（3）后地板面板后連接板不變，沿Y向平移20m m。

（4）前后地板連接板總成、后地板骨架前加強(qiáng)橫梁連接板和后地板骨架后加強(qiáng)橫梁連接板重新設(shè)計。

1.4車身有SUV切換為轎車的開發(fā)方案

根據(jù)平臺定位，需要利用基礎(chǔ)車開發(fā)出合適的轎車車身。由于SUV與轎車的離地間隙及發(fā)動機(jī)蓋的趨勢走向不同，因此需要對底盤布置做調(diào)整，使其能滿足轎車的需求。具體的調(diào)整為如下。

（1）動力總成、前/后副車架、前/后懸架和轉(zhuǎn)向器沿Z向上移30mm，車輪系統(tǒng)整體上移45mm。

（2）冷卻模塊調(diào)整。

（3）油箱重新設(shè)計。

（4）排氣中間段沿用SUV。

（5）三踏位置沿用SUVo

（6）備胎下移。

（了）后排座椅位置人機(jī)調(diào)整。

1.4.1機(jī)艙總成方案分析

為滿足底盤的布置需求，需要對基礎(chǔ)車機(jī)艙做如下改動（圖5）。

（1）水箱框架總成根據(jù)冷卻模塊調(diào)整，重新開發(fā)設(shè)計。

（2）根據(jù)動力總成、前副車架沿Z向上移30mm，縱梁總成前段沿Z向上移30mm。

（3）由于排氣中間段沿用SUV，前地板沿用，因此后段配合前段上抬而重新設(shè)計。

（4）根據(jù)前懸架沿Z向上移30mm，前減振器座沿Z向上移30mm，前輪罩、前減振器座加強(qiáng)板及前機(jī)艙封板總成重新設(shè)計。

（5）根據(jù)車輪系統(tǒng)沿Z向上拾45mm，前輪罩、彈簧支座加強(qiáng)板、懸置安裝支架和前輪罩前連接板重新設(shè)計。

（6）轉(zhuǎn)向器沿Z向上移30mm，車輪系統(tǒng)沿Z向上抬45mm。

1.4.2前地板總成方案分析

根據(jù)布置由于排氣中間段沿用SUV，且前排人機(jī)位置不做調(diào)整，因此前地板沿用。

1.4.3后地板總成方案分析

根據(jù)人機(jī)布置，底盤布置，備胎位置從車內(nèi)變?yōu)椴贾玫杰嚿硐路?，且油箱與基礎(chǔ)車不同，因此后地板總成需要全新設(shè)計。

2白車身平臺開發(fā)展望

模塊化設(shè)計是將車身平臺的各個子系統(tǒng)都以功能性來區(qū)別，各個子系統(tǒng)將以堆積木形式結(jié)合，令它們可以在不同品牌和不同級別的車型中實(shí)現(xiàn)共享，可以用相對較少的開發(fā)時間來實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的升級及替換，確?？蛻舻男枨竽茉谧羁斓臅r間得以實(shí)現(xiàn)。

3總結(jié)

通過本文介紹的開發(fā)實(shí)例可以看出，基于平臺化開發(fā)可以提高白車身的零件通用化率，節(jié)約開發(fā)成本，同時也能減少開發(fā)時間，提高工程師的效率。這對于當(dāng)今越來越激烈的汽車市場而言，能使汽車廠鞏固現(xiàn)有市場份額，且能保證自己的領(lǐng)先地位。