基于偏置碰A柱与流水槽脱开的分析与研究

钟芳 朱丽燕 李程 任立芳

奇瑞汽车股份有限公司 安徽省芜湖市 241000

1 引言

随着车辆的普及，交通事故频发，对人员损伤严重，消费者对车辆安全的意识提高。中国对汽车碰撞安全性能的考察要求越来越严格，如中国新车评价规程（ChinaNew Car Assessment Programme，C-NCAP）对正面40%偏置碰撞的速度由56km/h增加为64 km/h。

在新车型开发中，碰撞安全是车身设计的基础，本文从某车型在64km/h正面40%偏置碰试验中，出现A柱与流水槽焊点脱开的问题，对车身结构进行优化，并实车验证优化后方案的可靠性。

2 某车试验出现的问题

2.1 存在问题

某车型在64km/h正面40%偏置碰试验中，出现A柱与流水槽焊点脱开的现象：

（1）A柱与玻璃脱开，Y向偏转大。

（2）流水槽左侧与A柱竖板上内板焊点完全脱开。

此问题将导致：

（1）开裂很大可能会导致A柱变形。

（2）拉丁NCAP主观评价，扣分。

2.2 原因分析

针对某车型偏置碰试验中出现的问题，对前舱和A柱结构进行分析，发现A柱在碰撞过程中，受到下图中①②③三条路径的力（①轮罩侧外板②前挡板支撑板③门槛连接板），如图所示：

在碰撞过程中，A柱的Y向连接弱，可能存在A柱承受不住从前纵梁、前挡板斜撑和前轮罩侧外板分散过来的力，导致A柱与流水槽拉裂或A柱型面凹陷，变形大，甚至影响前挡板侵入量。

3 优化方案及碰撞验证

3.1 优化方案

常规方案，在A柱空腔内加隔板，增加空腔内的Y向支撑，增大A柱空腔抵抗变形的能力。针对此问题，本文通过利用仪表横梁，形成一条Y向传递力的途径④，从而使左右A柱空腔承受的力，通过仪表横梁相互分散，相互制约，如下图所示：

①力从轮罩侧外板传到A柱

②力从前挡板支撑板传到A柱

③力从门槛连接板传到A柱

④仪表横梁对左右A柱的Y向拉扯力

3.2 具体实施方案：

如图4，仪表横梁与左右A柱腔体连接的结构示意图。

如图5，左A柱腔体与左仪表横梁支架连接的结构局部剖面图。

如图6，左右A柱腔体与仪表横梁连接的结构局部示意图。

如图4所示，车身通过仪表横梁 9将左右两端A柱腔体通过各3个螺栓连为一体。

如图5所示，左前门上铰链加强板1与左仪表横梁支架5通过2个螺栓连接，左前门上铰链加强板1与左A柱竖板7通过4个塞焊连接。右边连接结构与左边相同。

如图6所示，左前门上铰链加强板1是自焊接盒子件，且与左A柱竖板7烧焊，与左仪表横梁支架5通过螺栓连接。

车身通过仪表横梁将左右两端A柱腔体连为一体，仪表横梁支架不只附着在A柱竖板单个件上，而是通过前门上铰链加强板与支架螺栓连接，前门上铰链加强板与A柱竖板塞焊连接，实现仪表横梁支架与A柱腔体的连接强度提升，而仪表横梁与左右C仪表横梁支架通过左右各3个螺栓连接，最终实现仪表横梁与两端A柱腔体的强连接。碰撞过程中，因仪表横梁与两端A柱腔体的强连接，使仪表横梁起到了Y向拉扯左右A柱腔体的作用，使左右A柱腔体上的受力相互分散，相互制约。

经实车验证，碰撞过程中，此加强方案，明显改善流水槽与A柱之间焊点的损伤值，有效解决了流水槽与A柱拉裂的问题。同时因A柱腔体内，前门上铰链加强板与A柱竖板的连接加强，前门上铰链安装点刚度提高。且仪表横梁支架与左右A柱腔体单边增加2个螺栓连接，仪表横梁支架动刚度也得到明显提升。

4 结语

本文阐述通过对前门上铰链安装加强板和仪表横梁安装支架连接结构的优化，很大程度上降低了A柱与流水槽的焊点损伤值，规避了A柱Y向拉裂的风险；同时此加强结构通过前门上铰链加强板与仪表板横梁支架相连，一定程度上加强了上铰链安装点和提高了仪表板横梁固定点动刚度。