王文軍?張健?歐世聲

摘 要：MPV車型因?qū)?nèi)部空間的需求，無法像SUV及轎車一樣布置完整的C環(huán)結(jié)構(gòu)，造成后輪罩區(qū)域剛度偏弱，由于后減震器布置與后輪罩區(qū)域，該區(qū)域剛度及動(dòng)剛度的不足直接影響整車NVH效果，對(duì)乘客的體驗(yàn)產(chǎn)生直接影響。本文介紹一種改善MPV車型后排乘坐空間同時(shí)兼顧后減震器動(dòng)剛度的車身結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：汽車 后減震器 動(dòng)剛度

MPV車型因布置三排座椅，而SUV及轎車常規(guī)布置C環(huán)結(jié)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)第三排座位位置，為提升內(nèi)部乘坐空間，改善乘坐舒適性，MPV車型無法像SUV或轎車一樣布置完整的C環(huán)結(jié)構(gòu)，因此MPV車型輪罩區(qū)域剛度普遍偏弱。但后減震器通常布置于后輪罩位置，輪罩的剛度不足會(huì)直接影響減震器安裝位置的動(dòng)剛度，如后減震器安裝位置剛度不足，容易引起安裝結(jié)構(gòu)周邊振動(dòng)從而引發(fā)振動(dòng)噪音等

NVH問題，從而引發(fā)內(nèi)部空間與NVH性能的矛盾，如何平衡兩者需求，為本文重點(diǎn)描述內(nèi)容。

1 車身后輪罩設(shè)計(jì)邊界因素

車身后輪罩通常受限制于輪胎包絡(luò)、后減震器及加油管布置影響，當(dāng)滿足于周邊系統(tǒng)空間要求時(shí)，輪罩設(shè)計(jì)邊界應(yīng)盡量靠向車外，以提升內(nèi)部空間，因此當(dāng)整車輪距、后減震器及加油管布置方案確定后，后輪罩的主要設(shè)計(jì)邊界也隨之確定，詳細(xì)如圖1。

2 車身后輪罩內(nèi)部空間影響及設(shè)計(jì)方案

車身后輪罩位置主要影響第三排人員乘坐的臀部空間、腿部空間以及第三排座椅的折疊下沉空間，基于MPV車型的特點(diǎn)，在乘坐三排乘客時(shí)，應(yīng)最大限度提升乘坐舒適性，以保證乘員乘坐時(shí)的乘坐體驗(yàn)，當(dāng)無第三排乘坐需求時(shí)，第三排座椅折疊完全放平可最大限度的提升行李存放空間，滿足客戶多功能需求。如何在滿足周邊系統(tǒng)布置的前提下，通過輪罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升人員乘坐空間及座椅功能需求空間為本節(jié)重點(diǎn)描述內(nèi)容。

2.1 后輪罩對(duì)第三排乘員乘坐空間影響

通過分析總布置人機(jī)圖，后輪罩后部位置主要對(duì)應(yīng)乘員臀部空間，后輪罩前部位置主要對(duì)應(yīng)乘員腿部空間，詳細(xì)如下圖2。

2.2 車身后輪罩Z向位置優(yōu)化乘員乘坐空間方案

根據(jù)圖2乘員乘坐的臀部空間需求及減震器安裝空間，在滿足減震器安裝需求后，輪罩進(jìn)行設(shè)計(jì)避讓，形成輪罩車身高度位置如圖三所示折線型設(shè)計(jì)，保證后減震安點(diǎn)及乘員臀部空間需求范圍內(nèi)完成避讓過渡，改善乘員臀部空間，消除乘員乘坐時(shí)空間緊湊、局部異物感等不舒適的乘坐體驗(yàn)。

2.3 車身后輪罩X向避讓座椅折疊空間設(shè)計(jì)方案

座椅為保證前部乘員腿部承托以及乘員靠背承托的舒適性，對(duì)其尺寸有明確的要求，同時(shí)由于座椅折疊功能的需求，靠背折疊后對(duì)車身后輪罩前部空間需求更大，如圖四中所示，為滿足座椅的該空間需求，后輪罩鈑金在滿足后減震器及加油管的布置空間要求的前提下，X進(jìn)行折線設(shè)計(jì)，對(duì)座椅空間進(jìn)行避讓，詳細(xì)如圖4。

為滿足內(nèi)板空間及關(guān)聯(lián)系統(tǒng)布置需求，車身后輪罩內(nèi)板設(shè)計(jì)避讓，但受限于空間因素，輪罩區(qū)域無法參考SUV或轎車那樣設(shè)置C環(huán)連接結(jié)構(gòu)，該問題引起輪罩區(qū)域剛度不足等因素，詳見第三章分析。

3 后輪罩區(qū)域動(dòng)剛度不足問題分析及解決方案

因?yàn)镸PV車型布置第三排座椅需求，座椅布置位置以及折疊后狀態(tài)均與SUV車型及轎車車型C環(huán)位置干涉，由此引發(fā)后輪罩位置后減震器安裝點(diǎn)動(dòng)剛度不足，后減震器動(dòng)剛度不足，容易引起車身振動(dòng)等問題，產(chǎn)生的主要影響為整車行駛過程路噪聲大的問題，該問題直接影響乘員乘坐感知，需重點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 后減震器安裝點(diǎn)動(dòng)剛度優(yōu)化方案

為解決后減震器安裝點(diǎn)Y向動(dòng)剛度不足問題，且不影響內(nèi)部空間，經(jīng)分析對(duì)比，在輪罩與D柱之間增加連接板，名稱為D柱連接板，D柱連接板與后減震器傾斜角度一致，形成后減震器到輪罩再通過D柱連接板傳遞至D柱的傳力路徑。同時(shí)通過增加該零件，使后輪罩與D柱連同為一整體，增加輪罩Y向擺動(dòng)變形的抵抗能力，詳細(xì)如圖5。

增加D柱連接板后，對(duì)減震器安裝點(diǎn)Y向動(dòng)剛度有了一定提升，經(jīng)分析增加400N/mm左右，達(dá)到3837N/mm，還無法達(dá)到項(xiàng)目初期設(shè)定減震器Y向動(dòng)剛度4500 N/mm的目標(biāo)，需進(jìn)一步優(yōu)化，詳細(xì)如表2。

在增加D柱連接板的基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)后減震器位置增加三角支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該支撐通過螺栓連接支撐后輪罩，其中上端連接輪罩并與后減震器位置對(duì)應(yīng)，下端連接車身縱梁，通過三角結(jié)構(gòu)支撐抵抗輪罩受減震器沖擊過程中的Y向變形趨勢(shì)，詳見圖6。

由于受座椅骨架限制，三角支撐高度受影響，僅可增加在座椅骨架下部且不可影響座椅折疊，因此三角支撐結(jié)構(gòu)形成與減震器高度方向的落差，經(jīng)CAE分析，增加該零件后減震器安裝點(diǎn)Y向動(dòng)剛度增加600N/mm左右，減震器Y向動(dòng)剛度達(dá)到4578N/mm，達(dá)到項(xiàng)目初期設(shè)定減震器Y向動(dòng)剛度4500 N/mm的目標(biāo)，詳見表3。

4 結(jié)語

本文在不改變各關(guān)聯(lián)系統(tǒng)布置的前提下，通過后輪罩結(jié)構(gòu)形式改變?cè)O(shè)計(jì)，優(yōu)化第三排乘員乘坐空間，改善乘員乘坐舒適性，同時(shí)為第三排座椅折疊功能預(yù)留設(shè)計(jì)空間，滿足客戶多功能使用需求。同時(shí)在MPV車型無法參考SUV車型布置C環(huán)結(jié)構(gòu)的背景下，通過局部結(jié)構(gòu)形式的改變，改善后減震器安裝點(diǎn)區(qū)域動(dòng)剛度，提升整車NVH水平。在未引起成本及重量明顯增加的前提下，較好的平衡了MPV車型乘坐空間與性能的矛盾點(diǎn)，改善乘員乘坐舒適性同時(shí)提升整車NVH水平，提升產(chǎn)品競爭力。