轎車衣帽架框架優化設計

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摘要：闡述常用衣帽架框架設計存在的問題，針對存在的問題點，在優化衣帽架框架設計時，增加衣帽架兩側豎梁設計，使衣帽架框架和后地板框架形成整體封閉結構。從而不僅有效滿足尾碰過程能量的傳遞和分散，而且增加后輪包的局部動剛度和整個車身的扭轉剛度。

關鍵詞：轎車；衣帽架；框架結構；優化設計

汽車的衣帽架結構主要由后座椅靠背橫梁、后風窗流水槽橫梁、衣帽架覆蓋件等組成，左右兩側與側圍總成連接。從功能上說，前側支撐后座椅靠背，上側安裝擱物板，并能承載一定的擱物重量，后側設計有后風擋安裝面和流水槽，也需要承載一定載荷[1]。從性能上說，衣帽架結構的設計，對車身的尾碰性能、行李箱入侵、車身扭轉剛度都有較大的決定因素。

1常用衣帽架框架結構

1.1常用設計方案目前常用衣帽架框架結構主要是在前部設計有后座椅靠背橫梁，后部有后風窗流水槽橫梁，該兩橫梁在與左右側圍總成連接。圖1為現有衣帽架結構示意圖。圖中，衣帽架總成1與左右側圍總成2、3連接成整體結構，4為后地板框架總成（簡化為虛線所示）。衣帽架總成與上車體側圍總成2、3連接，并與下車體后地板框架總成4連接。1—衣帽架總成；2—左側圍總成；3—右側圍總成；4—后地板框架總成圖2為現有衣帽架結構A-A視圖。衣帽架總成1由后座椅靠背橫梁5、后風窗流水槽橫梁6、衣帽架7組成。5—后座椅靠背橫梁；6—后風窗流水槽橫梁；7—衣帽架圖2A-A視圖Fig.2SectionA-A由圖1、圖2所示，現有衣帽架結構設計時，衣帽架總成1中的后座椅靠背橫梁5、后風窗流水槽橫梁6只與左右側圍總成2、3連接，側圍總成上沒有設計豎粱，用來連接衣帽架總成1和后地板框架總成4。1.2常用方案的缺陷由于結構原因，導致衣帽架總成1中的框架和后地板總成框架4沒有形成封閉的整體框架結構。在尾碰撞時，碰撞力通過后地板框架中縱梁直接傳到前部，增加傷害后排乘客人員傷害。在車輛行駛時，突然的剎車，會導致行李箱的行李也會直接碰撞后排成員，造成人員人身傷害。在市場車型中，也會經常反饋后輪包動剛度不足，導致車輛使用一段時間后，出現后輪包開裂現象。另外，不封閉的框架結構大大影響車身的扭轉剛度。

2優化衣帽架框架結構

2.1優化設計方案本優化設計著手解決以下問題：在左右側圍兩側，增加衣帽架兩側豎梁設計，使衣帽架框架和后地板框架形成整體封閉結構，以增加車身性能，減少成員傷害。如圖3所示，在左右側圍總成2、3上，設計有衣帽左、右側豎梁11、12。2—左側圍總成；3—右側圍總成；5—后座椅靠背橫梁；6—后風窗流水槽橫梁；8—后地板左縱梁；9—后地板右縱梁；10—后地板橫梁；11—衣帽架左豎梁；12—衣帽架右豎梁圖3衣帽架結構優化設計示意圖Fig.3Optimizationdesignchartofshelf如下圖4所示，在優化設計結構中，衣帽架上側Y方向（B-B視圖）仍然由后座椅靠背橫梁5、后風窗流水槽橫梁6和衣帽架7組成，與原來結構相同。5—后座椅靠背橫梁；6—后風窗流水槽橫梁；7—衣帽架圖4B-B視圖Fig.4SectionB-B如圖5所示，在優化設計結構中，衣帽架前側Z方向（C-C視圖）結構與原來相差較大。增加衣帽架左、右豎梁11、12后，衣帽架前橫梁5通過衣帽架左、右豎梁11、12與后地板左右縱梁8、9形成立體框架結構，下側的后地板橫梁10又將衣帽架左、右豎梁11、12從左到右有效連接成平面內框架結構。2—左側圍總成；3—右側圍總成；5—后座椅靠背橫梁；8—后地板左縱梁；9—后地板右縱梁；10—后地板橫梁；11—衣帽架左前豎梁；12—衣帽架右前豎梁圖5C-C視圖Fig.5SectionC-C2.2優化效果該優化衣帽架框架結構設計中，在衣帽架框架橫梁與后地板框架之間增加左右衣帽架豎梁設計，使衣帽架框架和后地板框架形成整體立體框架結構。在尾碰方面，由于增加了衣帽架強度，使碰撞力有效分散到上車身上；在行李箱入侵方面，也是由于衣帽架前部強度增加，都能減少對后排乘員的傷害[2]。從整個車身剛度來看，由于衣帽架框架和左右側圍、后地板框架合理連接，形成整體立體框架結構，大大增強了后輪包的動剛度，也增加車身的扭轉剛度。

3結論

對于常用汽車衣帽架框架結構設計的缺點，優化框架結構形式，在左右側后輪包上各增加左、右豎梁設計，將衣帽架框架和后地板框架總成連接為整體封閉的空腔框架結構設計。達到增強車身結構性能的目的，提高車身設計質量。

參考文獻

[1]樂玉漢.轎車車身設計[M].北京:高等教育出版社1999.

[2]黃金陵.汽車車身設計[M].北京:機械工業出版社2007.

作者:鄧本波 單位:安徽江淮汽車股份公司