汽车前围装饰板设计浅析*

2015-05-11任帅

机械研究与应用 2015年6期

任帅

(江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230009)

0 引言

前围装饰板是汽车重要外部装饰件，安装在车外引擎盖与前风窗之间，基本不受外力，经受风吹日晒雨淋等自然因素作用。汽车前围装饰板不仅影响着汽车的外观品质，同时还具有进气排水等功能。笔者主要结合产品讲述前围装饰板的功用、设计要求、结构设计、材料选择、试验要求，并且对前围装饰板的性能提出了全面的要求。

由于前围装饰板是汽车上的重要装饰件与功能件，因此，对于前围装饰板设计的经验总结和应用是尤为重要的。笔者将会结合产品的开发，对前围装饰板的设计和应用进行阐述。

1 前围装饰板的功用

(1)作为汽车重要外部装饰件使整车更加美观。

(2)用来遮挡前围区域，防止小动物或者其他异物入侵车身。

(3)前围装饰板外表面上开孔，为空调外循环提供足够的进气量。

(4)引导水流流入前围钣金流水槽，防止过多水流进入发舱内部。

(5)隔绝发舱内部污气及热空气进入车身内部。

(6)为洗涤软管及洗涤液喷嘴提供安装支撑。

明确前围装饰板的功用即相当于为前围装饰板的设计提出了具体的结构要求，前围装饰板的结构需能实现其功用。

前围装饰板所在位置温度变化范围在－40～80℃之间，其使用环境对前围装饰板的结构、材料性能提出了相应要求，后文会有详细论述。

前围装饰板在储存和运输过程中需注意防水、防尘以及避免各种杂质进入部件中，以保证部件性能;同时需要注意禁止部件受到外力作用而导致变形。

2 前围装饰板结构设计

2．1 前围装饰板分块形式

前围装饰板分块形式主要包含分体式和整体式两种结构形式。

分体式的前围装饰板由左前围装饰板和右前围装饰板两块板组成。如图1所示，安装时先安装左前围装饰板，之后安装右前围装饰板，二者之间设有定位结构以保证二者的配合。

整体式的前围装饰板由前围装饰板主体和两端橡胶块组成。如图2所示，两端的橡胶块由厂家总成供货，安装时整体安装。

图1 分体式前围装饰板

图2 整体式前围装饰板

把分体式前围装饰板和整体式前围装饰板进行对比分析:分体式的前围装饰板相对整体式前围装饰板结构而言装配多一道工序，同时左右前围装饰板二者在中间配合时容易出现偏差影响外观。整体式的前围装饰板相对分体式的前围装饰板安装较方便，同时整体式的前围装饰板中间无需配合，较美观。因此在结构设计时建议按照整体式前围装饰板进行设计。

2．2 前围装饰板的安装方式

前围装饰板的安装方式主要包含前部紧固后部卡接和中部紧固后部卡接两种结构形式。

前部紧固连接、后部卡接的安装方式，如图3所示。前围装饰板安装前部无固定、中间紧固连接、后部卡接连接的安装方式，如图4所示。

图3 前部紧固和后部卡接

图4 中部紧固和后部卡接

对以上这两种安装方式进行对比分析:采用前部紧固后部卡接的前围装饰板，设计简单、安装牢靠。采用中部紧固后部卡接安装方式的前围装饰板结构也比较简单，但是对车身精度要求及材料性能要求较高，因此一般采用前部固定后部卡接的固定方式。

2．3 前围装饰板挡水胶条布置

前围装饰板挡水胶条可以阻止发舱中的废气由发舱进入车身，也可以阻止水流从外部侵入发舱，同时其与安装点的相对位置也会对密封效果有影响。

前围装饰板挡水胶条布置主要有相对安装点位置在前、在后两种方式。前围装饰板挡水胶条布置在安装点前方，如图5所示。前围装饰板挡水胶条布置在安装点后方，如图6所示。

对以上两种方式进行对比分析:前围装饰板挡水胶条布置在安装点前方时，当车身精度较低或者螺栓在打紧的时候出现偏差，水流就会从安装点出入侵车身。市场上的一些车型就曾出现过此类问题，此处需要较高的车身精度并对装配进行严格控制。前围装饰板挡水胶条布置在安装点后方时，避免了水流从安装点入侵车身的可能，提高了产品性能。因此一般建议采用挡水胶条布置在安装点后方的方式。

图5 挡水胶条布置在安装点前方

图6 挡水胶条布置在安装点后方

2．4 前围装饰板进气面积

前围装饰板进气孔面积需满足空调外循环要求，需空调分组根据空调性能计算提出要求，然后在前围装饰板上进行开孔。如图7所示某车型前围装饰板开孔面积为14 390 mm2，且经过计算满足空调性能要求。

2．5 前围装饰板排水结构

前围装饰板排水结构需要在保证各搭接零部件之间密封的前提下，设计水流的道路，将水流排出车外，如图8所示。

图7 挡水胶条布置在安装点后方

图8 排水示意

图8 中，雨水从前风窗流下，部分雨水从①②③处流入前围钣金，排出车外。未排出的剩余雨水越过前围装饰板凸台进入凹槽区域，进入凹槽区域后水流流向两边，从④⑤处流入前围钣金排出车外。未排出的剩余雨水流向翼子板两边，在橡胶块的阻挡下不会进入发舱，而是从翼子板两边流出车外。

综上所述，根据上述较优化的方案，通过 CATIA进行结构设计并建立前围装饰板模型。

3 前围装饰板材料选择

在前围装饰板设计完成之后，即开始考虑制造的实施。首先需要确定前围装饰板材料的选择，主要考虑以下几个方面。

(1)塑胶材料的适应性［1］:各种材料的性能比较，不宜选用塑料的条件，选用塑料的适宜条件。

(2)塑料制品的使用性能:①塑料制品的使用条件:塑料制品的受力情况，塑料制品的电性能，塑料制品的尺寸精度要求，塑料制品的渗透性要求，塑料制品的透明性要求，塑料制品的外观要求;②塑料制品的使用环境:环境温度，环境湿度，接触介质，环境的光、氧及辐射。

(3)塑料的加工性能:塑料的可加工性，塑料的加工成本，塑料加工的废料。

(4)塑料制品的成本:塑料原料的价格，塑料制品的使用寿命，塑料制品的维护费用。

前围装饰板装在车外，暴露于自然环境当中，不受力但对耐热性及耐候性要求较高，要求有较好的表面质量，同时要求原料易加工、成本经济，综合以上因素前围装饰板材料选取改性PP［2］。

改性PP是最轻的塑料之一，其屈服、拉伸、压缩强度和硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性，高温(90℃)抗应力松弛性能良好，耐热性能较好，可在100℃以上使用，如无外力150℃也不变形，除浓硫酸、浓硝酸外，在许多介质中很稳定，低分子量的脂肪烃、芳香烃、氯化烃，对它有软化和溶胀作用，几乎不吸水，成型容易。