下车身重要安装硬点结构设计规范
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某车型下车身悬架安装硬点结构分析摘要:下车身悬架安装硬点,不仅起到连接底盘与车身的作用,同时轮胎的动不平衡和路面的不平所产生的振动,最终都是通过悬架系统和车身的连接点,把振动的能量传入车身,最终车身的振动转换为人感觉得到的振动和噪声。
所以安装硬点动刚度是室内怠速、加速噪声与路面噪声的重要影响因素。
关键词:下车身;硬点;动刚度前言随着人们生活水平的提高,人们也越来越注重汽车的安全性和舒适性,底盘作为三大件之一,良好的底盘固然能极大的提升车辆性能和品质,但如果安装底盘的车身硬点质量差,也会极大的降低车辆性能和品质。
一、安装硬点及分布介绍副车架安装点、悬架安装点、拖曳臂等安装点,其位置如图1所示。
图1 某车型下车身悬架安装硬点位置及动刚度目标值二、性能要求除了安装硬点的一般功能要求外,还需要有:a) 足够的强度能为底盘系统提供足够的连接强度,以便操控良好。
因此关键部件通常采用高强度钢板。
同时需要通过CAE计算满足强度要求。
b) NVH性能满足悬架连接点等的噪声、振动、平稳要求,需要通过CAE计算满足动刚度性能要求(动刚度目标值如上表所示)。
在满足性能要求的同时还需要尽量减少零件重量,提升汽车燃油经济性。
三、各车型悬架安装硬点典型结构3.1副车架安装点结构前、后副车架安装点分别布置在前、后纵梁底部,副车架安装支架为封闭盒形结构,通常采用HC340/590DP/1.5mm或以上高强度钢板,由于承受剪切力较大,采用螺纹管安装。
结构如表1所示。
表 1总结:a、副车架安装点需要增加加强板以分散安装点处应力;b、建议安装点采用螺纹管结构且将螺纹管上下端分别加烧焊固定。
3.2 后悬架纵臂安装点结构后悬架纵臂安装点根据不同的后悬架系统差异较大,多连杆悬架系统纵臂安装点在轮心上部,安装点相对后地板纵梁底面高,后地板纵梁需要做凹陷结构,如表2中车型01和车型03结构所示。
而扭力梁悬架系统纵臂安装点在轮心下部,相对纵梁底面低,所以一般需要做支架。
上海同济同捷科技有限公司企业标准TJI/YJY·03·92-2005底盘硬点与公差分析规范2005-09-28 发布2005-09-30 实施上海同济同捷科技有限公司发布TJI/YJY.03.92-2005前言本标准吸收了国内外汽车行业的技术开发经验,为规范本公司在汽车产品设计、试制中的要求和质量而制订的。
内容:1. 本标准的适用范围;2. 各总成、部件在整车上的硬点3. 硬点的公差选取原则本标准于2005年9月1 日起实施。
本标准的附录A为规范性附录。
本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。
本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。
本标准主要起草人:薛永纯、王佩鑫TJI/YJY·03·92-2005底盘硬点与公差分析规范1范围本标准适用于轿车产品开发设计,对于其它汽车产品只能参照执行。
本标准主要为底盘装配硬点(ASH)以及硬点公差选取的原则,关于其它有关硬点的规定及公差标注,将于日后补充完善。
2规范性引用文件GB/T19234-2003乘用车尺寸代码GB/T3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义 车辆尺寸3术语和定义3.1硬点(HARD POINT): 是指:总布置要求的不可逾越的条件,其内容包括性能硬点(PFH) , 装配硬点(ASH) , 运动硬点 (MTH)。
3.2性能硬点(PFH): 由“设计任务书”规定的汽车性能指标。
3.3装配硬点(ASH): 由总布置图规定的各总成及部件在整车上的装配点位置,一般以汽车坐标轴X、Y、Z表示。
4要求4.1 装配硬点4.1.1 发动机变速器总成4.1.1.1 发动机曲轴中心线在曲轴皮带盘端面上交点的位置(XYZ坐标)以及发动机曲轴中心线在Y平面上的投影角度,曲轴中心线在Z 平面上的投影角度。
4.1.1.2. 发动机变速器总成左、右、前、后支架孔中心线与支架下平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.2. 散热器总成4.1.2.1 散热器总成左、右、上固定支座中心线在上平面上交点的位置(XYZ坐标) 及装配孔或轴公称尺寸4.1.2.2 散热器总成左、右、下固定支座中心线在下平面上交点的位置(XYZ坐标) 及装配螺孔或装配螺栓公称尺寸4.1.3 油箱总成4.1.3.1 油箱总成安装孔中心线或拉带固定孔中心线与孔所在位置上平面交点的位置(XYZ坐标) 及装配孔公称尺寸4.1.4 变速操纵机构总成4.1.4.1 变速操纵机构安装孔中心线与孔所在位置下平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.4.2 变速操纵手柄球中心的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.5 加速踏板机构4.1.5.1 加速踏板机构安装孔中心线与孔所在位置下平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.5.2 加速踏板上平面中心的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.6 离合器踏板总成4.1.6.1 离合器踏板机构安装孔中心线与孔所在位置下平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.6.2 离合器踏板上平面中心的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.7 制动踏板总成4.1.7.1 制动踏板机构安装孔中心线与孔所在位置下平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.7.2 制动踏板上平面中心的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.8 传动轴总成4.1.8.1 传动轴总成变速器端花键轴中心线与花键轴配合端面交点的位置(XYZ坐标)及轴径公称尺寸,或法兰座中心线与连接端面交点的位置(XYZ坐标)和安装孔中心线与孔所在位置贴合平面交点的位置(XYZ坐标)及装配孔公称尺寸4.1.8.2 传动轴总成车轮端花键轴中心线与花键配合端面交点的位置(XYZ坐标)及轴径公称尺寸4.1.8.3 传动轴中心线与中间支承轴承轴向中间平面交点的位置(XYZ坐标)(如无中间支承则无此硬点)。
底盘硬点定义及描述1 范围本标准确立了底盘硬点名称分类、底盘硬点定义及描述。
本标准适用于所有车型底盘各零部件。
2 底盘硬点名称及分类为方便后续开发车型硬点的定义,本标准将底盘硬点名称进行统一规范,具体名称见表1。
表1 底盘硬点名称分类表1(续)表1(续)3 底盘各硬点定义描述硬点定义可以按悬架形式或零部件结构形式分,考虑到各种不同悬架形式具有相同的零部件结构形式,因此本文采用按部件结构形式将底盘硬点进行定义。
图1、图2、图3、图37、图41分别为麦弗逊悬架、多连杆悬架、扭力梁、稳定杆、转向系硬点位置示意图。
ca-减振器上安装点 b-弹簧上安装点 c-弹簧下安装点 d-减振器下安装点 e-下摆臂外点 f-下摆臂前安装点 g-下摆臂后安装点 h-缓冲块上点 i-缓冲块下点 j-轮心 k-前副车架后点 l-驱动轴内点 m-前副车架前点 n-驱动轴外点图1 驱动轴、车轮、前悬架(麦弗逊)系统硬点位置示意图a-纵臂前安装点 b-纵臂后上安装点 c-后减振器上安装点 d-纵臂后下安装点 e-1号摆臂内安装点 f -1号摆臂外安装点 g-后减振器下点 h-上摆臂外安装点 i-后轮轮心 j-上摆臂内安装点 k-后副车架前安装点 l-后副车架后安装点 m-2号摆臂内安装点 n-2号摆臂外安装点图2 多连杆式后悬硬点位置示意图aa-减振器上点 b-减振器上点 c-弹簧上点 d-弹簧下点 e-扭梁与车身连接点图3 扭力梁硬点位置示意图abcde3.1 减振器硬点 3.1.1 减振器上安装点a) 整体式减振器(类似于NL-1麦弗逊,带弹簧),取减振器上支座和车身上安装平面与减振器轴线的交点为减振器上安装点,见图4。
图4 减振器上安装点b) 分体式减振器(类似于NL-1多连杆后悬架,不带弹簧),取减振器在副车架上安装孔的中心,见图5。
图5 减振器上安装点c) 分体式减振器(类似于CE-1后悬减振器,不带弹簧),取减振器轴线与车身上安装面交点,见图6。
XXXXXX有限公司整车总布置硬点设计规范编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:20100000000发布 20100000000实施XXXXXX有限公司发布目录一概述 (2)二整车设计基准 (2)1.1 整车坐标系 (2)1.2 整车设计状态 (2)三整车总体设计硬点 (3)3.1整车外部尺寸参数控制硬点 (3)3.2底盘系统布置主要控制硬点 (5)3.3人机工程布置设计硬点 (8)四结束语 (9)一概述整车的总布置设计过程是设计硬点(Hard Point)和设计控制规则逐步明确、不断确定的过程。
设计硬点是确定车身、底盘与零部件相互关系的基准点、线、面及控制结构的统称,主要分为安装装配硬点(简称ASH,包括尺寸与型式硬点)、运动硬点(简称MTH)、轮廓硬点及性能硬点等四类。
设计硬点的确定过程就是总布置设计逐步深化的过程,后续的设计工作必须以确定的设计硬点为基础展开。
但随着设计的深入和方案的修改完善,部分设计硬点还有进一步调整的可能。
所有硬点值都是在整车坐标系下的坐标值,长度值表示到小数点后一位,十分位为估计值(四舍五入)。
角度值表示到小数点后一位,十分位为估计值(四舍五入),用度分秒表示时书写到分。
长度单位未注明均为mm,角度单位未注明均为°。
所有未注明的安装硬点均指与车身配合面上车身孔的几何中心点的坐标,例如:配合圆孔的坐标指配合面车身圆孔圆心坐标,椭圆孔或长圆孔的坐标指配合面椭圆孔或长圆孔的几何中心点的坐标,方形孔的坐标指配合面对角线交点的坐标。
二整车设计基准1.1 整车坐标系电动乘用车设计过程中,整车总布置在设计软件三维环境下进行。
整车坐标系采用右手坐标系,它是总布置设计和详细设计中的基准线。
整车坐标系与设计软件中整车文件的绝对坐标系重合。
整车坐标系的定义如下:高度方向,取汽车车架中间平直段的上平面为Z轴零线,上正下负;宽度方向,取汽车的纵向对称中心线为Y轴零线,以汽车前进方向左负右正;长度方向,取通过设计载荷时汽车前轮中心的垂线为X轴零线,前负后正;整车坐标系原点即为三个坐标轴的交点。
什么是汽车设计硬点,硬点的基本概念设计硬点是总布置设计过程中,为保证零部件之间的协调和装配关系,及造型风格要求所确定的控制点(或坐标),控制线,控制面及控制结构的总称,俗称设计硬点,英美称为HARDPOINT.一般由项目主设计提出,由整车科提供最终的数据。
设计硬点是汽车零部件设计和选型, 内外饰附件设计及车身钣金设计的最重要的设计原则,也是各项目组公共认可的尺度和设计原则.同时也是使项目组分而不乱,并行设计的重要方法. 一般确定后设计硬点不轻易调整, 如需调整设计硬点,需要和所有的设计人员协商,得到所有子项目组认可。
哪些参数和东东是设计硬点呢?我们看看设计硬点的具体应用领域轮距,轴距,总长,总宽;造型风格,油泥模型表面或造型面;人体模型尺寸;人机工程校核的控制要求;底盘与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构, 都称为车身设计硬点,是车身设计的控制原则. 门锁,玻璃升降器等内饰件,车身附件与车身安装的点线面,也是车身设计的基准和控制点. 底盘零件,如悬架,副车架与车身的定位面,安装螺丝孔,等也是车身设计的基准和控制点.即车身设计硬点. 轴距,轮距,总长,总宽,车轮定位参数,轮胎型号和尺寸等也是底盘及零部件设计硬点.如变速器输出轴是传动轴设计的控制设计硬点。
其他各类设计控制设计硬点,如油箱控制结构和控制尺寸,甚至控制形状,等等。
除此以外的性能和安全等法规要求的设计结构或方案,也是设计硬点。
proe造型设计软点和硬点的定义比如说你做一个零件的实体模型,完全并能唯一表示这个零件需要你定义20个数据。
我们称之为“参数”。
以后你的任何工作,比如说:出图、仿真、加工等一系列的后续工作都是从以上的20个数据中得来的。
如果你在任一部分改变这20个数据,所有依据此20个数据来的工作都将随之改变。
这就是我们说的“参数传递”。
这只是我的拙见,不知可否能做参考。
推荐catia和uG都必须精通,至少我我们公司是这样要求的.CATIA是由法国Dassault公司开发的集CAD/CAM/CAE于一体的优秀三维设计系统,在机械、电子、航空、航天和汽车等行业获得了广泛应用。
XX公司企业规范编号xxxx-xxxx汽车设计-汽车车身关键控制点设计规范模板XXXX发布汽车车身关键控制点设计规范模板前言本规范是根据有关国家标准和行业标准,结合设计和生产的需要而制定的。
1 范围本规范规定了白车身关键控制点设计定义本规范适用于公司所有车型白车身开发。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是不注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
Q/ZTB 05.008-2010车身漏液孔及定位孔的设计Q/ZTB 05.001-2010 CATIA车身建模标准3 定义和术语3.1 车身统一基准系统RPS(Reference point System)在车身设计、制造和检测过程中,为避免设计基准、冲压基准、焊接基准和检测基准等基准之间的变换,保证车身在设计过程中零件之间、分总成及其组成零件之间、总成及其组成分总成之间、总成之间、车身及其组成总成之间的设计基准的一致性;保证生产过程中对应于不同的焊装工位,其焊装加工基准具有统一性;保证检测过程中检测对象的检测状态与生产过程中的生产状态的相似性和检测数据与设计基准的可比性,而采用的一种统一基准,也即车身统一基准系统,简称RPS。
3.2 车身总成关键控制点在车身总成设计、制造和检测过程中,能直接影响整车质量,必须在各个环节中均要求得到保证的点(RPS点)。
采用这些点的意义有两点:一、通过测点,来验证其坐标值能否满足设计要求;二、将相关控制点按功能组织在一起,测量其功能尺寸,从而有效地验证功能尺寸是否符合要求。
4 技术要求4.1.1 与关键控制点对应的标准件根据不同车型有所不同,列表中只是列出范例,实际应用时必须如实填写;装配卡扣的控制点要填写卡扣的型号;4.1.2 表中总成列出的控制点数量与实际需要控制点不一致时,可根据实际需要增减;4.1.3同一个总成,由于选用材料或制造方法不同,控制项目会在内外饰或车身分别重复列出,可根据实际需要选择;时须经各系统设计人员确认;。
车身结构设计规范1.范围本规范归纳了白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。
2. 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文本。
GB 20182 商用车驾驶室外部突出物GB 15741 汽车和挂车号牌板(架)及其位置,汽车罩(盖)锁系统GB 11568 汽车罩(盖)锁系统3.工艺要求:3.1、冲压工艺要求3.1.1 在设计钣金件时,应使钣金件有拔模角度,最小3度。
如果拉延深度越大拔模角度需要越大,如果有负角的话,就必须增加一道整形工序,大大增加成本。
3.1.2在设计钣金件时,对于影响拉延成型的圆角要尽可能放大,原则上内角R≥5,以利于拉延成型;对于折弯成型的圆角可以适当放小,原则上R≈3即可,以减小折弯后的回弹。
3.1.3在设计钣金件时,考虑防止成型时起皱,应在适当的地方(如材料聚集处)布置工艺缺口,或布置工艺凸台、筋。
3.1.4孔与孔,孔与边界距离应大于2t(t=钣金料厚),若在圆角处冲孔,孔与翻边的距离应大于R+2t。
开孔时尽量不要开在倒角面上,以避免模具刃口早期磨损。
3.1.5 三面或多面交汇的尖角处在倒圆时应尽量倒成球形。
3.2 焊接工艺要求3.2.1 焊接搭接边重叠部分的宽度一般在14—16mm为佳,最小不小于12mm;3.2.2考虑焊接时应考虑焊接工具的接近性。
3.2.3对于无法焊接的内板,可以考虑开焊接工艺过孔,一般要求Φ30以上;3.2.4焊点的距离一般是60-80mm,2.2.5 如果焊接处对于防水、隔音、隔热等性能要求较高时,焊接处需要涂焊接结构胶3.3 涂装工艺要求I3.3.1考虑在侧围下部和车门最下部开漏液孔;2.3.2考虑在地板总成低洼处布置漏液孔。
3.4 装配工艺要求3.4.1考虑零部件装配时装配工具的接近性3.4.2考虑零部件自身安装或拆卸的方便性;3.4.3对于安装工艺过孔,应考虑做成翻边孔,以增加零件本身的刚度,以及不伤手和工具4. 性能要求4.1 车身作为整车的基础结构,给各个功能件提供安装和固定的位置,并具有足够的刚度和强度,以保证所有部件相互位置的正确与稳定。
浅谈车门设计的硬点1.概念问:什么是硬点?在车身设计过程中,有些重要的点、线、面会和其他的特征或其他专业的零件有特定的几何尺寸关系。
这些尺寸关系是相互的关联的,一个变动其他的都要发生相应的变化。
在零件设计初期,这些有着的特定要求的点、线、面会通过和整车以及其他专业的讨论,首先确定下来,作为其他特征设计的基础。
问:硬点的确定方式?硬点的确定方式有很多,最基本的就是通过断面的方式。
在车身上划出70~80个主断面,200~300个重要断面。
这些最初确定的断面里面,包含了很多最初的硬点,以及硬点和其他特征的相对关系。
问:硬点是一次确定的吗?硬点是造型、总布置、各个专业相互协调的结果,在车辆设计的初期,硬点有一个从粗略到精确的过程。
到了主断面和重要断面确认的节点完毕,硬点也要相应的确认完毕,这时,硬点才是真正的硬点。
问:硬点的之间有无矛盾?门铰链外移和铰链中心距增大是一对矛盾。
铰链的后移和翼子板的负角是一对矛盾。
限位器轴线和内板成型是一对矛盾。
门锁选型和内板厚度是一对矛盾。
2.车门的硬点问:车门的硬点有哪些?不同的车门硬点也不同,这要根据车型来区别。
一般的硬点如下:铰链轴线、上下铰链中心距、限位器轴线、门锁结合点、车门分型线、玻璃面、外拉手位置、内拉手位置、玻璃升降器安装点、玻璃轨迹、密封条布置面、窗台线、车身线、门灯开关接触点。
如果是前门还要考虑外后视镜安装点、三角窗安装点等位置。
3.几个硬点需要注意的地方铰链轴线:车门铰链的设计是车门设计的一项重要工作,直接关系到车门能否正常开启。
在铰链设计中,铰链中心线定位和铰链中心距是重要的设计硬点。
铰链轴线一般设计成具有内倾角和后倾角。
内倾角指铰链轴线在x=0平面上的投影与z 轴之间的夹角,内倾角一般为0~4°;后倾角指铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角,一般为0~2°。
内倾角和后倾角都是为了使车门开启时获得自动关门趋势,也有个别汽车门铰链具有前倾角,但一般不会有外倾角。
汽车设计-车身前副车架安装点设计规范模板XXXX发布1 范围本规范规定了车身前副车架安装点设计要点及其判断标准等。
本规范适用于新开发的M1类和N1类汽车车身前副车架安装点设计。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
《GB 11566-2009 乘用车外部凸出物》《GB/T19234-2003 乘用车尺寸代码》《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》《GB/T 710-2008 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带》《GB/T4780-2000 汽车车身术语》《整车车身设计公差与装配尺寸链分析》《螺栓连接的装配质量控制》3 术语和定义3.1 车身结构3.1.1车身结构是各个零件的安装载体。
3.2 副车架3.2.1副车架最早的应用原因是可以降低发动机舱传递到驾驶室的振动和噪音。
副车架与车身的连接点就如同发动机悬置一样。
通常一个副车架总成需要由四个悬置点与车身连接,这样既能保证其连接刚度,又能有很好的震动隔绝效果。
副车架能分5级减小震动的传入,对副车架来说,在性能上主要目的是减小路面震动的传入,以及提高悬挂系统的连接刚度,因此装有副车架的车驾驶起来会感觉底盘非常扎实,非常紧凑。
而副车架悬置软硬度的设定也面临着像悬挂调校一样的一个不可规避的矛盾。
所以工程师们在设计和匹配副车架时通常会针对车型的定位和用途选择合适刚度的橡胶衬垫。
由于来自发动机和悬挂的一部分震动会先到达副车架然后再传到车身,经过副车架的衰减后振动噪声会有明显改善。
副车架发展到今天,可以简化多车型的研发步骤。
这是因为悬挂、稳定杆、转向机等底盘零件都可以预先安装在一起,形成一个所谓的超级模块,然后再一起安装到车身上。
3.3前副车架安装点3.3.1前副车架安装点指安装在车身的安装孔中心线与安装面下平面交点的位置(XYZ 坐标)及装配孔公称尺寸。
XXXXXXXXX有限公司整车总布置硬点设计规范编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:2015-06-15发布 2015-06-15实施XXXXXXXXX有限公司发布目录一概述 (2)二整车设计基准 (2)1.1 整车坐标系 (2)1.2 整车设计状态 (2)三整车总体设计硬点 (3)3.1整车外部尺寸参数控制硬点 (3)3.2底盘系统布置主要控制硬点 (5)3.3人机工程布置设计硬点 (8)四结束语 (9)一概述整车的总布置设计过程是设计硬点(Hard Point)和设计控制规则逐步明确、不断确定的过程。
设计硬点是确定车身、底盘与零部件相互关系的基准点、线、面及控制结构的统称,主要分为安装装配硬点(简称ASH,包括尺寸与型式硬点)、运动硬点(简称MTH)、轮廓硬点及性能硬点等四类。
设计硬点的确定过程就是总布置设计逐步深化的过程,后续的设计工作必须以确定的设计硬点为基础展开。
但随着设计的深入和方案的修改完善,部分设计硬点还有进一步调整的可能。
所有硬点值都是在整车坐标系下的坐标值,长度值表示到小数点后一位,十分位为估计值(四舍五入)。
角度值表示到小数点后一位,十分位为估计值(四舍五入),用度分秒表示时书写到分。
长度单位未注明均为mm,角度单位未注明均为°。
所有未注明的安装硬点均指与车身配合面上车身孔的几何中心点的坐标,例如:配合圆孔的坐标指配合面车身圆孔圆心坐标,椭圆孔或长圆孔的坐标指配合面椭圆孔或长圆孔的几何中心点的坐标,方形孔的坐标指配合面对角线交点的坐标。
二整车设计基准1.1 整车坐标系电动乘用车设计过程中,整车总布置在设计软件三维环境下进行。
整车坐标系采用右手坐标系,它是总布置设计和详细设计中的基准线。
整车坐标系与设计软件中整车文件的绝对坐标系重合。
整车坐标系的定义如下:高度方向,取汽车车架中间平直段的上平面为Z轴零线,上正下负;宽度方向,取汽车的纵向对称中心线为Y轴零线,以汽车前进方向左负右正;长度方向,取通过设计载荷时汽车前轮中心的垂线为X轴零线,前负后正;整车坐标系原点即为三个坐标轴的交点。
159机械装备研发Research & Development of Machinery and Equipment-车身硬点设计熊佳俊(江铃控股有限公司开发中心,江西 南昌 330000)摘 要:悬架系统-车身硬点是底盘悬架联结处的关键,其结构直接影响整车性能,生产厂家必须高度重视。
文章主要讲述了乘用车悬架系统中的车身硬点设计,供参考。
关键词:乘用车;悬架系统;车身;硬点设计中图分类号:U463 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2019)10-0159-02——————————————作者简介: 熊佳俊(1984—),男,江西南昌人,本科,白车身设计工程师,研究方向:白车身开发与设计。
1 悬架系统-车身硬点设计要求1)形状合理,结构简单,制造工艺简化。
结构件的形状便于生产和装配,冲压工艺简单等[1]。
2)零件本身要求有较高的刚强度:合理确定表面的形状、冲压深度、边界的划分、加强筋等。
3)硬点周边零件需规避异响:周边零件搭接须尽量规避大面积贴合,贴合处需存在焊点,且搭接避让处要保证足够的安全间隙。
4)有较高的安装精度:定位点应设置在刚强度较高的零件上,且要求尺寸链做到最短。
1所示[2]。
3 悬架系统-车身硬点结构设计3.1 定位孔设计前、后悬架定位孔尽量选在型面刚、强度较大的梁体,定位孔的中心距离尽量大一些,尺寸链尽量短,要求两定位孔的定位面与XY 平面平行[3-4]。
3.2 主要部位结构设计1)前轮罩区域。
①考虑前减震器安装板处载荷的有效传递及整车刚度的图1 悬架系统-车身硬点设计流程图2 前轮罩区域结构设计图图3 前轮罩与前减震器安装板搭接图提升,建议前减震安装板与空气室结构相连,如图2所示。
②前减震器运动包络与前减震器安装板的安全间隙要求d ≥13mm。
③前轮罩与前减震器安装板搭接部位需考虑轻量化设计,如图3所示。
④前副车架安装前点设计需保证其安装尺寸精度,控制安装板的Z 向高度,可按一体式冲压设计。
随着政府对汽车行业扶持力度的加大,中国的汽车行业显现出前所未有的良好发展形势,中国的汽车研发和生产步入了快车道;国际金融危机的影响致使国外汽车行业加快了进军中国市场的步伐。
这就对国产自主品牌的研发提出了更新、更高的要求,国产自主品牌要想适应这巨大的压力和面对这一行业快速发展的大好机遇,为适应这种形势,就必须在有限的产品开发周期中推出更多的新产品,这个重任首当其冲地赋予了国产自主品牌的研发设计。
国产自主品牌要想缩短产品开发周期,可以在正在开发的车身整体试制工作完成之前,通过对同一平台的现有的成熟车型的车身的改制,试制出Mule car,提前开始或完成底盘性能的设计验证工作,使车身开发工作和底盘开发和验证工作同时进行,这样,产品的开发周期就可以大大缩短。
基于此Mule car改制方面考虑,Mule car车身硬点试制和底盘硬点验证就应运而生,Mule car车身硬点的试制和底盘硬点验证是整车开发过程中尤为重要的一个环节,尤其是现在汽车行业中整车开发周期大大缩短大环境下的一个利器。
FARO便携式测量臂以其自身硬件灵活的特性和软件CAM2的强大的功能,在制造业得到广泛的应用,它填补了平台式三坐标对改制车身和测量底盘硬点困难的空白。
经过长时间的应用研究,实现测量坐标系和整车坐标系的拟合统一,为Mule car车身硬点的试制和底盘硬点验证提供依据;同时还可以实现测量坐标系下的测量数据对位到3D数据上进行偏差分析。
Mule car试制精度的高低对开发整车的动力学性能有着至关重要的意义,本文通过对某一Mule car试制过程车身硬点改制和试制之后的底盘硬点验证说明FARO在整车开发过程中的应用。
FARO 测量臂及CAM2平台概述FARO CAM2适用于特征测量、验证工作,每一个经过测量的整车或零部件都可以与工程设计的3D CAD数据进行比较。
而法如测量臂以其自身便携性、可靠性以及创新性被广泛应用于航空、汽车、金属制造和模具等制造业中,具有对齐、加工和模具检测、工件检测、首件检测,模具及冲模检验等功能。
下车身重要安装硬点结构设计规范
下车身重要安装硬点结构设计规范
1范围
该规范适应于M1类车辆下车身重要安装硬点(动力总成装配硬点、悬架装配硬点、排气系统装配硬点)结构的设计。
主要介绍了汽车开发过程中下车身重要安装硬点的作用及在整车中的影响。
对下车身重要安装硬点在整车中的功能进行了概述,同时对下车身重要安装硬点设计要点作了描述。
2规范性引用文件下列文件
对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
QCS 05 034-2015 前减震器座设计指南
3术语和定义
3.1动刚度
是指计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应,也称为频率响应。
4安装硬点及分布介绍
下车身主要安装硬点有:发动机悬置安装点、副车架安装点、排气系统安装点、前减震器安装点等,其位置如图1所示。
1
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图1 下车身主要安装硬点位置
5、功能介绍
5.1一般功能
提供发动机、悬挂系统、排气系统等功能块的固定安装要求,起到连接底盘、动力总成与车身的作用。
5.2 特殊功能
发动机的振动、轮胎的动不平衡和路面的不平所产生的振动、排气系统的振动等一切振源的振动,最终都是通过动力系统、悬挂系统、排气系统和车身的连接点,把振动的能量传入车身的,最终车身的振动转换为人感觉得到的振动和噪声。
连接点动刚度是室内怠速噪声与路面噪声的重要影响因素。
5.3性能要求
考虑到安装硬点的一般功能,固定时需满足可靠耐久性。
考虑到本系统的特殊功能,还需要满足以下性能要求:
a) 足够的强度
能为动力总成、悬挂、排气系统提供足够的连接强度,以便操控良好。
因此关键部件通常采用高强度钢板。
需要通过CAE计算满足强度要求。
b) NVH性能
满足动力总成悬置点、悬挂、排气连接点等的噪声、振动、平稳要求,需要通过CAE计算满足动刚度性能要求。
6 各安装硬点典型结构
6.1 悬置安装点结构
发动机是车辆主要震动源,通过悬置与车身直接连接,为保证安装点强度及动刚度(避免共振),必须将安装点布置在纵梁上,并在纵梁内用螺母板加强固定。
如表1所示。
车型B11/B15/B12/B01 途观
车型图片
安装点位于前纵梁上,Z向安装点采用螺纹管说明安装点位于前纵梁上,Z向安装点采用
螺纹管
车型A01/A02/T22 B11/B15/B12/B01
车型图片
安装点位于前纵梁支架上,Y向刚度相对较弱说明安装点位于前纵梁上,Y向安装,采用
螺母
总结:
a、悬置安装点尽量布置与车身纵梁上,如果受布置限制,需要增加支架,考虑将安装点尽可能靠近纵梁;
b、对于多点连接的悬置支架,直接凸焊螺母的方式是可以满足强度要求的,一般不需要再增加额外的加强板用于分散安装点处的应力。
6.2副车架安装点结构
前、后副车架安装点分别布置在前、后纵梁底部,副车架安装支架为封闭盒形结构,通常采用HC340/590DP/1.5或以上高强度钢板,由于承受剪切力较大,采用螺纹管安装。
结构如表2所示。
车型A01/T22前副车架安装点途观前副车架安装点
断面图片
车型雅阁前副车架安装点途观后副车架安装点
断面图片
/
车型B11后副车架前安装点B11后副车架后安装点
断面图片
总结:
a、一般需要增加加强板以分散安装点处应力;
b、采用较长螺纹管结构需要将螺纹管上下端分别加烧焊固定。
6.3 后悬架纵臂安装点结构
后悬架纵臂安装点根据不同的后悬架系统差异较大,多连杆悬架系统纵臂安装点在轮心上部,一般安装点相对后地板纵梁底面高,后地板纵梁需要做凹陷结构,如表3中B11和途观结构所示。
而扭力梁悬架系统纵臂安装点再轮心下部,相对纵梁底面低,所以一般需要做支架。
如表3中A01结构所示。
表 3
车型B11 途观
车型图片
描述单侧2个安装点单侧4个安装点
车型A01
车型图片
描述安装点位于支架上
总结:
a、多连杆悬架系统的纵臂安装结构由于安装点位于后地板纵梁上,刚度和强度较容易满足要求;
b、扭力梁悬架系统的纵臂安装结构由于安装点位置支架上,要求支架与纵梁的焊点尽可能的多,支架自身的厚度一般要在2.0mm以上,需要在安装点处增加螺母板以分散应力。
6.4 前减震器座结构
前减震器座结构和设计要求见QCS 05 034-2015 前减震器座设计指南。
6.5排气吊挂结构
由于排气系统在车辆启动和行驶中存在较大震动,为避免将震动传递到驾驶舱,对车身侧排气挂钩有较高的动刚度要求(500N/mm),具体车型结构如表4。
表 4
车型B11 B11
车型图片
与后地板纵梁侧面焊接描述与前地板纵梁连接件焊接,挂钩直径Φ
10
车型雅阁凯美瑞
车型图片
描述与后地板纵梁侧面焊接,挂钩直径Φ10与中央通道横梁焊接,挂钩直径Φ12
总结:
a、挂钩需要以车身结构刚性较足的梁类件为依托,避免焊接在前围、地板等刚度较弱的位置;
b、排气挂钩必须尽量缩短悬臂距离;
c、排气挂钩悬臂较长时,需加强支撑(如表4中B11结构)或者增加挂钩直径(如表4中凯美瑞
的挂钩直径为Φ12);
d、为了提高生产效率,建议将挂钩通过烧焊连接在加强板上,再通过点焊连接至车身,如表4雅
阁排气挂钩结构。