轿车行李箱盖轻量化设计

俞燕，孙成武

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)



轿车行李箱盖轻量化设计

俞燕，孙成武

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)

介绍树脂压铸成型RTM工艺及行李箱盖的可行性分析过程。基于油耗、排放等压力，为了实现轿车行李箱盖轻量化，结合RTM工艺及结构优化设计，完成以塑代钢行李箱盖的设计开发，最终实现轿车行李箱盖的轻量化，为整车降重提供支持并且形成统一的设计规范和标准，为其他车型提供技术支持及轻量化设计技术储备。

行李箱盖；RTM；以塑代钢；结构优化；轻量化

0 引言

随着环保、经济性要求的逐渐提高以及油耗、排放相关法规及标准的制定实施，汽车轻量化成为国家为自主品牌创新研发所制定的新课题。以塑代钢作为 轻量化的重要方向，越来越多的重要零部件，如轿车行李箱盖、塑料行李箱盖优势体现在轻量化、安全、集成化、造型自由度高、耐侵蚀和轻微碰撞上，已成为今后一个新的发展创新领域。

1 RTM(Resin Transfer Molding)塑料行李箱盖结构设计

1.1 造型可行性分析

造型设计是车辆开发过程中重要阶段之一。为保证造型的美观、工艺成型可行性，在造型设计阶段需要在人机工程、法规的基础上对其进行条件约束、可行性分析。造型可行性分析过程如图1所示。

图1 造型分析过程

首先根据总布置输入(地面线、后视野线等)分析行李箱盖造型的人机工程可行性，初步确定铰链轴线的位置及开启角度；

再根据初定的铰链轴线及角度，对行李箱盖进行过开、过关运动校核分析，验证与侧围等周边件间隙面差设定的可行性。

因RTM塑料行李箱盖采取浇注模压成型方式，相比钣金冲压件成型自由度较高，在结构设计时需考虑拔模角度。

1.2 间隙面差的设定

根据造型可行性分析及运动校核，设定间隙面差值。一般建议设定如图2所示。

图2 间隙面差示意图

1.3 结构设计构想

根据造型CAS可行性分析，完成RTM结构设计构想。RTM塑料行李箱盖采用单个零部件“三明治”的结构形式，此阶段主要完成塑料行李箱的方案设计及设计构想书制作。

在轻量化方面，塑料的应用具有得天独厚的优势，根据使用材料性能及比例的不同，降重比例不同。根据降重及成本综合考虑，建议相对钣金减重比例为30%～40%。

1.4 主断面结构设计

行李箱盖断面设计主要包含6个断面，图3对断面位置及示意图作简单介绍，具体数值需满足设计需求。

具体位置断面与相应的推荐设计数值如图4—9所示。

图4 断面1及相应的推荐设计数值

图5 断面2及相应的推荐设计数值

图6 断面3及相应的推荐设计数值

图7 断面4及相应的推荐设计数值

图8 断面5及相应的推荐设计数值

图9 断面6及相应的推荐设计数值

2 RTM行李箱盖材料设计

RTM对材料要求较高，特别是满足要求的浇注树脂及纤维的铺层设计。RTM工艺材料选择主要分为填充材料和浇注树脂，如图10所示。

图10 RTM工艺材料选择示意图

填充材料选择。不同的填充材料，直接影响零部件的性能。为保证零部件拥有良好的拉伸和冲击性能，兼顾考虑轻量化以及成本等因素，RTM行李箱盖填充材料一般以20～30 mm长玻纤为主(约95%)，局部辅以碳纤(5%)加强。纤维性能对比如图11—12所示。

图11 不同纤维长度之间的性能对比

图12 不同纤维长度之间的抗冲性能对比

浇注树脂选择。树脂是RTM工艺实现的关键，基本要求有：黏度低、活性高、不含溶剂、收缩率低。黏度低有利于树脂对纤维的浸渍，并且可以使树脂以较小的流动阻力快速充满模具空间。树脂黏度与温度的关系曲线如图13所示，环氧树脂等温黏度特性曲线如图14所示。

图13 树脂黏度与温度的关系曲线图

图14 环氧树脂等温黏度特性曲线图

3 总结

随着企业平均油耗压力的增加，整车轻量化设计已经逐渐加入到正向设计中，针对整车设计传统的单一性能提升已不足以满足目前汽车技术发展的需要，寻找“更安全、更强、更好、更轻”的新材料、新工艺成为必然。

行李箱盖作为开闭件模块甚至是整车的重要部件之一，欲将轻量化和新材料技术同时体现在此部件上，需对其布置、结构、工艺等方面进行研究，形成统一的设计规范和标准，为其他车型提供技术支持及轻量化设计技术储备。

[1]应善强，张捷，王景晟，等.汽车轻量化技术途径研究[C]//中国汽车工程学会汽车材料分会学术年会,2010.

采用MOST®技术的全新智能网络接口控制器支持在汽车应用中实现菊花链通信

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)日前宣布推出最新的MOST150智能网络接口控制器(INIC)，除了环形拓扑之外，该器件还支持汽车制造商和一级供应商在同轴物理层采用以菊花链形式配置的“面向媒体的系统传输(MOST®)”网络，支持全双工通信。使用全双工菊花链网络，一条电缆便足以连接网络中的两个相邻设备，从而减少了每一网络连接后端通道的电缆和连接器，还避免了把网络最后一个节点连接到第一个节点所使用的返回线。这样减少了接线和元件数量，从而降低了系统成本和车重，而这些会影响“企业平均燃油经济性(CAFE)”目标和其他燃油效率合规要求。

采用Microchip的OS81119 INIC，客户可以通过使用集成同轴物理层(cPHY)、光学物理层(oPHY)、菊花链拓扑或者创新的混合组合来简化汽车车载信息娱乐系统的网络架构。目前使用MOST150系统的客户只需要重新设计很少的硬件和软件，便可以快速迁移到新的拓扑结构，或者菊花链的更多节点上。

Microchip的汽车信息系统业务部副总裁Dan TERMER说：“这是客户首次使用菊花链配置来建立MOST150网络。MOST网络是所有主要OEM厂商200多款车型所采用的成熟标准。正如这一新器件所示，持续的创新现在使得MOST更具成本效益。”

OS81119 INIC不但集成了cPHY，还支持USB 2.0高速用户接口。这种集成进一步减少了系统元件数量，降低了整体成本。使用USB标准和相应的标准化MOST Linux®驱动程序时，能够进一步缩短产品上市时间。此外，利用开源Linux操作系统和OS81119驱动程序有助于客户降低成本。通过使用标准应用程序编程接口(API)，客户可将应用程序问题带来的风险降至最低。

MOST技术是很多汽车制造商和一级供应商车载网络的选择。它专门针对信息娱乐和远程信息处理应用，例如智能天线、前端单元、放大器、数字集群、后座娱乐、高级驾驶辅助系统(ADAS)、驾驶员/乘客信息系统和公共交通信息娱乐和信息系统等。关于这一器件的详细信息，请参见：www.microchip.com/OS81119。

(来源：俞庆华)

Lightweight Design of Car Trunk Hood

YU Yan,SUN Chengwu

(Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

The resin transfer molding (RTM) process and the feasibility analysis process of trunk lid were introduced. Based on pressure from fuel consumption and emissions, in order to achieve the car trunk hood lightweight, combined with RTM technology and structural optimization, the design of plastic instead of steel was completed. Ultimately, the lightweight of the car trunk hood for the vehicle was achieved. It provides support for vehicle lightweight and a unified design specifications and standard is formed.Then technical support and lightweight design technology can be provided for other models.

Trunk lid; Resin transfer molding(RTM); Plastic instead of steel; Structural optimization; Lightweight

2017-03-09

俞燕(1980—)，女，工学硕士，工程师，研究方向是汽车开闭件结构设计。E-mail：ttcw1314@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.07.012

U49.9+1

B

1674-1986(2017)07-043-04