1 保险杠设计
保险杠是汽车上较大的外覆盖件之一,作为一个独立的总成在汽车上安装,它对车辆的安全防护、 造型效果、空气动力性等有着较大的影响。因此,保险杠结构设计有着较严格的外部条件约束和复杂的内部结构关系;在具体的结构设计中,会遇到诸多因 素的制约,本文提供了一些有价值的具体结构实例。
2 保险杠结构
保险杠的主要功能是安全防护,因此要求其结构具有足够的强度、刚度并兼有对装备件、人、车的 保护作用,即起缓冲吸能作用;另一方面,应满足整车造型效果及空气动力性的要求 <保险杠分前保险 杠和后保险杠,结构型式有下面几种:
a. 主体采用钣金冲压件结构(见图la).—般 载货汽车上多采用此种型式保险杠。
b. 主体由金属骨架、塑料面罩组成(见图 lb),明显地提髙了装饰性能改善了整车造型效果。
C. 主体由金属骨架、塑料面罩和横梁三层结 构组成(见图lc),在提高装饰性能的基础上,增加了中间部分缓冲吸能的能力,安全防护作用得到明显改善,提髙了车辆安全性。
一般轿车、中小客车多采用后两种型式的保险杠。保险杠的结构组成如图1所示及表1说明。
3. 保险杠结构设计
保险杠结构设计首先应在车辆总体布置及确定结构型式的基础上,进行系统的内、外部布置及方案设计.然后才能进行系统内的结构设计。
3.1保险杠与相关车身结构件的关系
应明确保险杠与相关的车身结构件之间的关系,如连接方式、间隙、圆角过渡等。在图2中,绘出了保险杠系统与翼子板、前端装饰框、锁板之间间隙要求.以及保险杠与翼子板之间圆角过
渡情况同时也绘出了保险杠系统内部,如扰流板面罩、灯区、装饰条布置等要求,这些均作为保险杠系统设置的依据。
3.2 保险杠的结构型式的确定
保险杠的结构型式,应按形状的复杂程度、车辆的档次水平、空间位置等条件综合确定,另外还应结合工艺对结构设计的要求来考虑,如选用注塑结构件,应充分考虑表面缩痕对外观质量以及蠕变对结 构可靠性的影响。
在选择图lb金属骨架加塑料面罩的结构型式时,骨架与面罩的连接,面罩的加强等结构都会使表 面程度不同地产生缩痕。为避免其对外观的不良影响,筋尽量布置在表面已有特征线位置,如凹槽、棱 线、可拆式装饰条、号牌板连接面、灯□等结构内侧,如果结构上无法避免缩痕对外观的影响,采用表面涂漆、花纹等方法也可明显地改善外观质量,弥补缩痕对外观的影响。
在选择图1C结构时,因增加了独立安装的横梁,面罩结构相对简单些,对外观的影响较小,一般表面可不涂漆,但由于横梁装置于面罩与骨架之间易造成主要承力件骨架与面罩之间距离过大,并因塑料件的蠕变使结构的可靠性降低,所以,结构设计 中应特别注意结构的紧凑和各部位连接、定位的可靠性。
3.3保险杠系统内部的结构设计
下面以图lc所示前保险杠结构型式为例,介绍一下前保险杠系统内结构设计的具体内容。
3. 3.1面罩与横梁的连接
如图3所示,A剖面为保险杠上端面罩与横梁搭 接配合方式,沿接触处,其间均匀布置B剖面所示的卡接结构,而面罩与横梁的下端同样布置C剖面。
3.3保险杠系统内部的结构设计
下面以图lc所示前保险杠结构型式为例,介绍 一下前保险杠系统内结构设计的具体内容。
3. 3.1面罩与横梁的连接
如图3所示,A剖面为保险杠上端面罩与横梁搭 接配合方式,沿接触处,其间均匀布置B剖面所示 的卡接结构,而面罩与横梁的下端同样布置C剖面
的卡接或螺钉连接结构,中部主体连接在D剖面表 述,有焊接、媒钉连接型式,但在某一具体的结构设 计中,应注意方案的整体一致性及布置的合理性。
3.3.2横梁与骨架的连接
如图4所示,横梁与骨架的连接一般是在面罩与横梁形成总成后再与骨架相连。在横梁的上部或中部均匀合理地设计有G剖面所示的卡接结构,与骨架上的翻边卡接,卡接后可加防松塞,使卡接更加 可靠,而下部设计如F剖面所示型式的卡子,做辅助连接,为方便、准确实现卡接,F剖面的定位销孔 结构也是保证顺利装配的重要保证。
3.3.3保险杠与车体的连接
如图5所示,保险杠与车体的连接,指保险杠面 罩、横梁、骨架形成总成后通过支架实现与车体纵梁 的连接,如M剖面所示而与此同时,保险杠与周围 相关件之间还有些辅助定位点,如側面J剖面与興 子板的卡接.后上端I剖面与翼子板的连接点,以及 上端与侧导向架的搭接如H剖面所示,都是为了保 证保险杠侧面连接,以及与翼子板的间隙,还有后部 K剖面与轮胎护罩的连接,这些都是辅助定位点。
3.3.4保险杠与其它部件的连接
如图4、图5所示,N剖面为扰流板与面罩的连 接,沿接触处一周搭接和卡子型式;O剖面为独立式 装饰条与面罩的连接、卡接结构;P剖面为号牌板与 面罩通过支架的连接方式;Q剖面为进风口格栅整 体和独立的两种型式;L剖面为灯具与保险杠结构件的连接配合关系。
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