轎車行李箱蓋輕量化設計

俞燕，孫成武

(安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽合肥 230601)

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轎車行李箱蓋輕量化設計

俞燕，孫成武

(安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽合肥 230601)

介紹樹脂壓鑄成型RTM工藝及行李箱蓋的可行性分析過程。基于油耗、排放等壓力，為了實現轎車行李箱蓋輕量化，結合RTM工藝及結構優化設計，完成以塑代鋼行李箱蓋的設計開發，最終實現轎車行李箱蓋的輕量化，為整車降重提供支持并且形成統一的設計規范和標準，為其他車型提供技術支持及輕量化設計技術儲備。

行李箱蓋；RTM；以塑代鋼；結構優化；輕量化

0 引言

隨著環保、經濟性要求的逐漸提高以及油耗、排放相關法規及標準的制定實施，汽車輕量化成為國家為自主品牌創新研發所制定的新課題。以塑代鋼作為 輕量化的重要方向，越來越多的重要零部件，如轎車行李箱蓋、塑料行李箱蓋優勢體現在輕量化、安全、集成化、造型自由度高、耐侵蝕和輕微碰撞上，已成為今后一個新的發展創新領域。

1 RTM(Resin Transfer Molding)塑料行李箱蓋結構設計

1.1 造型可行性分析

造型設計是車輛開發過程中重要階段之一。為保證造型的美觀、工藝成型可行性，在造型設計階段需要在人機工程、法規的基礎上對其進行條件約束、可行性分析。造型可行性分析過程如圖1所示。

圖1 造型分析過程

首先根據總布置輸入(地面線、后視野線等)分析行李箱蓋造型的人機工程可行性，初步確定鉸鏈軸線的位置及開啟角度；

再根據初定的鉸鏈軸線及角度，對行李箱蓋進行過開、過關運動校核分析，驗證與側圍等周邊件間隙面差設定的可行性。

因RTM塑料行李箱蓋采取澆注模壓成型方式，相比鈑金沖壓件成型自由度較高，在結構設計時需考慮拔模角度。

1.2 間隙面差的設定

根據造型可行性分析及運動校核，設定間隙面差值。一般建議設定如圖2所示。

圖2 間隙面差示意圖

1.3 結構設計構想

根據造型CAS可行性分析，完成RTM結構設計構想。RTM塑料行李箱蓋采用單個零部件“三明治”的結構形式，此階段主要完成塑料行李箱的方案設計及設計構想書制作。

在輕量化方面，塑料的應用具有得天獨厚的優勢，根據使用材料性能及比例的不同，降重比例不同。根據降重及成本綜合考慮，建議相對鈑金減重比例為30%～40%。

1.4 主斷面結構設計

行李箱蓋斷面設計主要包含6個斷面，圖3對斷面位置及示意圖作簡單介紹，具體數值需滿足設計需求。

具體位置斷面與相應的推薦設計數值如圖4—9所示。

圖4 斷面1及相應的推薦設計數值

圖5 斷面2及相應的推薦設計數值

圖6 斷面3及相應的推薦設計數值

圖7 斷面4及相應的推薦設計數值

圖8 斷面5及相應的推薦設計數值

圖9 斷面6及相應的推薦設計數值

2 RTM行李箱蓋材料設計

RTM對材料要求較高，特別是滿足要求的澆注樹脂及纖維的鋪層設計。RTM工藝材料選擇主要分為填充材料和澆注樹脂，如圖10所示。

圖10 RTM工藝材料選擇示意圖

填充材料選擇。不同的填充材料，直接影響零部件的性能。為保證零部件擁有良好的拉伸和沖擊性能，兼顧考慮輕量化以及成本等因素，RTM行李箱蓋填充材料一般以20～30 mm長玻纖為主(約95%)，局部輔以碳纖(5%)加強。纖維性能對比如圖11—12所示。

圖11 不同纖維長度之間的性能對比

圖12 不同纖維長度之間的抗沖性能對比

澆注樹脂選擇。樹脂是RTM工藝實現的關鍵，基本要求有：黏度低、活性高、不含溶劑、收縮率低。黏度低有利于樹脂對纖維的浸漬，并且可以使樹脂以較小的流動阻力快速充滿模具空間。樹脂黏度與溫度的關系曲線如圖13所示，環氧樹脂等溫黏度特性曲線如圖14所示。

圖13 樹脂黏度與溫度的關系曲線圖

圖14 環氧樹脂等溫黏度特性曲線圖

3 總結

隨著企業平均油耗壓力的增加，整車輕量化設計已經逐漸加入到正向設計中，針對整車設計傳統的單一性能提升已不足以滿足目前汽車技術發展的需要，尋找“更安全、更強、更好、更輕”的新材料、新工藝成為必然。

行李箱蓋作為開閉件模塊甚至是整車的重要部件之一，欲將輕量化和新材料技術同時體現在此部件上，需對其布置、結構、工藝等方面進行研究，形成統一的設計規范和標準，為其他車型提供技術支持及輕量化設計技術儲備。

[1]應善強，張捷，王景晟，等.汽車輕量化技術途徑研究[C]//中國汽車工程學會汽車材料分會學術年會,2010.

采用MOST?技術的全新智能網絡接口控制器支持在汽車應用中實現菊花鏈通信

Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)日前宣布推出最新的MOST150智能網絡接口控制器(INIC)，除了環形拓撲之外，該器件還支持汽車制造商和一級供應商在同軸物理層采用以菊花鏈形式配置的“面向媒體的系統傳輸(MOST?)”網絡，支持全雙工通信。使用全雙工菊花鏈網絡，一條電纜便足以連接網絡中的兩個相鄰設備，從而減少了每一網絡連接后端通道的電纜和連接器，還避免了把網絡最后一個節點連接到第一個節點所使用的返回線。這樣減少了接線和元件數量，從而降低了系統成本和車重，而這些會影響“企業平均燃油經濟性(CAFE)”目標和其他燃油效率合規要求。

采用Microchip的OS81119 INIC，客戶可以通過使用集成同軸物理層(cPHY)、光學物理層(oPHY)、菊花鏈拓撲或者創新的混合組合來簡化汽車車載信息娛樂系統的網絡架構。目前使用MOST150系統的客戶只需要重新設計很少的硬件和軟件，便可以快速遷移到新的拓撲結構，或者菊花鏈的更多節點上。

Microchip的汽車信息系統業務部副總裁Dan TERMER說：“這是客戶首次使用菊花鏈配置來建立MOST150網絡。MOST網絡是所有主要OEM廠商200多款車型所采用的成熟標準。正如這一新器件所示，持續的創新現在使得MOST更具成本效益。”

OS81119 INIC不但集成了cPHY，還支持USB 2.0高速用戶接口。這種集成進一步減少了系統元件數量，降低了整體成本。使用USB標準和相應的標準化MOST Linux?驅動程序時，能夠進一步縮短產品上市時間。此外，利用開源Linux操作系統和OS81119驅動程序有助于客戶降低成本。通過使用標準應用程序編程接口(API)，客戶可將應用程序問題帶來的風險降至最低。

MOST技術是很多汽車制造商和一級供應商車載網絡的選擇。它專門針對信息娛樂和遠程信息處理應用，例如智能天線、前端單元、放大器、數字集群、后座娛樂、高級駕駛輔助系統(ADAS)、駕駛員/乘客信息系統和公共交通信息娛樂和信息系統等。關于這一器件的詳細信息，請參見：www.microchip.com/OS81119。

(來源：俞慶華)

Lightweight Design of Car Trunk Hood

YU Yan,SUN Chengwu

(Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

The resin transfer molding (RTM) process and the feasibility analysis process of trunk lid were introduced. Based on pressure from fuel consumption and emissions, in order to achieve the car trunk hood lightweight, combined with RTM technology and structural optimization, the design of plastic instead of steel was completed. Ultimately, the lightweight of the car trunk hood for the vehicle was achieved. It provides support for vehicle lightweight and a unified design specifications and standard is formed.Then technical support and lightweight design technology can be provided for other models.

Trunk lid; Resin transfer molding(RTM); Plastic instead of steel; Structural optimization; Lightweight

2017-03-09

俞燕(1980—)，女，工學碩士，工程師，研究方向是汽車開閉件結構設計。E-mail：ttcw1314@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.07.012

U49.9+1

B

1674-1986(2017)07-043-04