汽车前端支架模块化研究

辽宁曙光汽车集团股份有限公司 冷 伟 孟相阳

1.前言

随着技术的发展前端模块越来越多地被应用于汽车上，目前50%以上的欧洲车型已经采用了前端模块，其集中体现了追求高集成度、降低成本、造型创新和高标准行人保护思路，具有一个提高外观质量、造型高度自由的无缝前围。同时随着各种创新技术的不断推出，油漆是各种用于提高驾驶安全和行人保护的敏感元器件的逐步推广，更进一步提高了前端模块的系统集成度。一般而言，前端模块可以包括以下六大部件：

(1)前端支架(系统集成的平台)；(2)冷却空调系统；(3)信号和照明系统；(4)车身保护和外观造型结构系统；(5)传感器和驾驶辅助系统；(6)行人保护系统。

2.系统分析

作为前端模块的安装和支撑平台，与传统的钢板、铝合金、镁合金想必各种塑料材料在制作前端支架上具有明显优势。主要表现在以下几个方面：

(1)更轻的产品重量；(2)更高的尺寸精度；(3)更好的安装性能；(4)更低的产品价格；(5)更高的集成程度。

2.1 系统优势

汽车制造商之所以采用前端模块方式组装汽车，是因为它有三大优点：减少整车厂因零部件物流所需的面积；降低整车厂生产和管理的复杂度；通过专业化达到优化集成并减少重量和尺寸误差的目的。

现有整车厂产能和面积的局限性也往往是决定采用模块化供货方式的一个原因。模块供应商通常承包前端模块中各个构件的安装、物流和质量管理，并将它及时甚至按正确序列送到整车厂总装线上的指定位置，再由整车厂组装到车身，这不仅缩简了总装线，减少了所需生产和储存空间，降低了整车厂生产和管理的复杂程度，而且扩大了产能并提高了生产线的灵活度。另外，还可以进一步扩大模块供应商的责任范围，比如将前端模块的整体开发和集成设计以及零部件的采购承包给模块供应商。通过模块化的专业设计常常能有效减少模块重量和尺寸误差。跟钢板焊接件相比，塑料注塑件具有重量轻和误差小的优点。

2.2 设计内容

(1)汽车前端支架(系统集成平台)模型设计，主要包括如下部分：

1)冷却空调系统；2)信号和照明系统；3)车身保护和外观造型结构系统；4)传感器和驾驶辅助系统；5)行人保护系统。

(2)通过软件绘制模型图样，完成如图1所示的各种安装性能指标，并加以安装调试。

图1 一体成型的全塑（半塑）前端支架

(3)前端模型的性能测试：

1)环境试验

①短期耐热性；②长期耐热性；③耐热冲击性；④耐寒性；⑤耐候性。

2)强度试验

①锁扣刚度；②扭转刚度；③散热器支撑力；④前照灯负载。

3)装车性能试验

①引擎盖自然跌落实；②引擎盖开关耐久实验；③嵌件牢固度测试。

3.结论

(1)从质量上看

1)模块化质量控制，降低零件的PPM值，提高一次交检合格率；2)发舱前部敞开，更利于总装装配的接近性。

(2)从成本上看

1)减少焊接工序，减少总装主线工位，从而降低人力成本；2)做到模块内零件的通用，减少零件数量，降低开发成本。

[1]赵高明.德国HBPO模块系统公司[J].汽车与配件，2010(21).

[2]http：//mag.oauto.com/news/html/?2871.html.

[3]严正峰.华中科技大学机械科学与工程学院[J].世界汽车，2002(01).