结构增强胶块在汽车白车身中的应用与工艺探讨

徐 衍

（奇瑞汽车股份有限公司，汽车工程研发总院车身技术研究院，安徽 芜湖 241009）

结构增强胶块在汽车白车身中的应用与工艺探讨

徐 衍

（奇瑞汽车股份有限公司，汽车工程研发总院车身技术研究院，安徽 芜湖 241009）

近年来，随着汽车工业的不断发展和化学工业的进步，汽车工业用胶粘剂日益多样化，结构增强胶块是胶粘剂的衍生产品。本文主要论述了结构增强胶块在汽车白车身中的应用技术、实施工艺以及影响因素，同时对结构增强胶块在奇瑞汽车中的应用情况及发展前景进行了论述。

结构增强胶块；复合车体加强技术；刚度；模态

随着汽车工业的不断发展和化学工业的进步，胶粘剂产品的应用也越来越广泛。尤其近年来，由于对汽车的使用性和商品性要求越来越高，汽车生产用的材料日益多样化，胶粘剂产品的应用工艺已成为必不可少的工序，胶粘剂产品也成为汽车生产的必备材料。其中，结构增强胶块是汽车领域内的新产品，它是一种以热固性树脂、橡胶和聚合物合金为主的胶粘剂（如环氧、酚醛、不饱和聚酯及其改性树脂等胶粘剂）复合在以玻纤增强的尼龙材料上。它可提供光滑的外形，能传递较大的机械载荷应力，避免在钣金之间产生应力集中，从而可提高装配件的使用性能和耐久性。

1 结构增强胶块在汽车中的应用

1.1 复合车体加强技术

复合车体加强技术简称CBS（Composite Body Solutions），用来解决汽车结构方面的问题。核心是结构增强胶块的应用，结构增强胶块是由热激活可膨胀的高强度粘接层和负荷载体组成。结构增强胶块填充车体间的空隙，将各个单独的负荷载体粘接成一个复合结构，显著地提高了结构的刚度和强度以及改善碰撞安全性能。

1.2 BM车型用结构增强胶块

近些年来，研究一些BM车型发现，在其车身空腔内部经常会出现一些负荷载体层加粘接层的预成型件，多见于A柱、B柱、顶横梁和发舱及底板前纵梁空腔处。

1.3 结构增强胶块的组成及生产工艺

1.3.1 组成

结构增强胶块基本都是由负荷载体和粘接层组成，负荷载体层一般多用玻纤增强（GF30以上）的尼龙作为骨架，少数也有采用铝合金作为骨架，粘接层一般都是由环氧树脂改性而成（环氧树脂里加入少量的聚氨酯、橡胶等组合）。

1.3.2 生产工艺

结构增强胶块的负荷载体一般都采用注塑成型的生产工艺（铝合金除外），通过模具加工制成，而粘接层则采用将改性环氧树脂通过反应型注射的方式填充在负荷载体的表面。

2 结构增强胶块应用条件及性能

2.1 应用条件

结构增强胶块需在钣金上安装后才能发挥作用，故对其应用条件要明确：①有卡扣配合、定位孔、可焊接片等固定方式；②胶块安装过程中不允许有焊钳等碰触；③胶块禁止反复拆卸和安装，以免损伤胶块自带卡扣或可定位部位；④不能在胶块装配完后相应区域有高温烧焊工艺。

2.2 结构增强胶块零部件的相关性能

①NVH方面减振降噪声，因结构增强胶块在焊装装配后，经过涂装电泳高温固化，将车身空腔进行了密封和阻隔，噪声通过孔隙进入到空腔中，声音的传播途径受到其阻隔，不会影响钣金的共振，另外可将噪声进行反射和削弱。

②提高碰撞安全性，一般在车身数据冻结后，结构已固化，这时候通过更改结构或焊点等布置来解决碰撞安全问题比较困难，而此时采用复合车身加强技术即利用结构增强胶块以卡接、焊接等定位方式将结构增强胶块应用在碰撞相应薄弱区域，会提高碰撞安全性。

③可紧固周围加强件，起到“化学焊接”作用，极大地改善钣金受到外界应力引起的侵入量变化。

④提高车身刚度，在车身一些局部区域，如前纵梁、底部门槛等处采用结构增强胶块，可大幅提升车身的弯曲刚度；在车内地板横梁、顶盖横梁等处采用结构增强胶块，则可提升车身的扭转刚度。

3 结构增强胶块在奇瑞汽车上的应用

3.1 在车身上应用

1）结构模态和刚度不满足设计要求，车身的结构模态和刚度需在性能目标中分解并体现，往往因钣金零部件冲压工艺、材料、重量等原因会影响到车身的模态和刚度，这时可在一些关键区域可采用结构增强胶块来提升车身的结构模态和刚度；

2）碰撞安全性达不到法规要求，工业工程中由于造型、制造工艺等影响，零部件的部分性能不满足整车性能设计要求，这时可考虑使用结构增强胶块来提升性能；

3）钣金加强件存在设计、工艺应用等风险，这是由于零部件本身状态造成的，在一些条件下如不能实施钣金加强件，比如焊接困难、重量过大、结构应力集中、耐久性不好等，可考虑使用结构增强胶块来替代钣金加强件；

4）满足车身轻量化的要求，相比车身钣金件的加强作用，同样的结构增强胶块在质量上可大大优于前者，一般单件可降低质量50%或以上。

3.2 使用结构增强胶块解决方案

奇瑞公司经过10多年的发展，在结构增强胶块的使用上摸索出一套完整的经验和一些使用案例，并编制了相应的产品标准要求。

2009年公司某款车在上市前，因工艺、模具投入等原因，致使车身结构不好更改，在安全碰撞时得分不高。为了改善此性能，考虑增加结构增强胶块。先利用安全碰撞模拟分析、零部件单元化设计、工装开模、批量验证等过程，以改善车身结构问题，最终满足了安全碰撞要求，达到了性能目标。

4 结语

结构增强胶块产品的开发和车身复合加强技术的使用给车身结构提升提供了一种新思路，目前这种产品和技术在国外主机厂已应用，但国内在这方面还处于摸索和试验阶段，相信在不远的将来这种产品和技术会得到更多的青睐和推广。

为了适应汽车工业发展的需要，应做好以下工作：

1）开发新品种。开发一些技术领先的胶粘剂产品。掌握国外科技新动态及分析研究BM车型，参照采用新胶种、新工艺，以加速我国车用胶粘剂产品工业水平的提高。

2）更新设备，满足胶粘剂产品的使用要求，提高生产效率。

3）制定产品及材料的行业标准。我国汽车用胶粘剂的品种已经比较齐全，应尽早统一制订出与此相适应的、规范性能测试方法，建立完善质量保证体系。

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［3］常保华，史耀武，董仕节.胶接技术及其应用［J］.工艺与新技术，1998（1）：9-11.Application of structural reinforced rubber blocks in BIW and discussion of their production process

XU Yan
（Body Technology Institute of Automotive Engineering and Research Institute， Chery Automobile Co.， Ltd.， Wuhu， Anhui 241009，China）

In recent years， with the continuous development of automotive industry and chemical industry， the automotive adhesives were increasingly diversified， the structural adhesives reinforced rubber blocks are a class of derivative products. This article discussed the application of structural reinforced rubber blocks in the automotive BIW， their implementation process and influencing factors， while the application of structural reinforced rubber blocks in the Chery automobiles and the future prospects were discussed..

structural reinforced rubber block； composite body reinforcing technology； stiffness； mode

TQ436+.2

A

1001-5922（2015）07-0073-02

2014-10-31

徐衍（1981-），男，工程师。主要从事汽车车身用胶粘剂及NVH产品的开发和应用工作。E-mail：towershadow@163.com。