0引言

消費者對汽車產(chǎn)品的外觀、功能、品質與售價等方面的要求越來越高,汽車產(chǎn)品的開發(fā)周期逐漸縮短,世界各主機廠通過進一步降低各方面的成本來提高企業(yè)的國際競爭力。為了能夠快速開發(fā)出新產(chǎn)品,使得汽車可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn),汽車的平臺化設計開發(fā)顯得尤為重要。平臺化開發(fā)的理念能夠給客戶帶來更豐富的產(chǎn)品選擇及實惠的價格,給主機廠帶來產(chǎn)品的多樣性、更高的生產(chǎn)效率與更低的生產(chǎn)成本,使得汽車品質得到有力保證^[1]。

1 車身平臺化開發(fā)的意義

當前經(jīng)濟飛速發(fā)展,汽車行業(yè)的競爭也越來越激烈,客戶對產(chǎn)品的品質提出了更高的要求,各大主機廠逐步加速推進新產(chǎn)品開發(fā),開發(fā)周期越來越短,產(chǎn)品開發(fā)的流程逐步完善,車身模塊化、平臺化開發(fā)的應用,不僅可以提高產(chǎn)品的可靠性、降低技術上的風險,還可以大大降低研發(fā)成本,進一步縮短開發(fā)周期^[2]。

通俗地講,汽車平臺就是基于類似的車身結構與底盤,能夠承接多種不同車型的制造生產(chǎn)與產(chǎn)品開發(fā),從而產(chǎn)出功能和外形各不相同的汽車產(chǎn)品。

采用車身模塊化、平臺化開發(fā),基于一個車型平臺在一年以內(nèi)就能開發(fā)出新的汽車產(chǎn)品,汽車的開發(fā)周期得到了大幅度縮短。近年來,國產(chǎn)汽車品牌也在逐步開展車身模塊化、平臺化相關的研究工作,通用、大眾、豐田、本田等國外汽車品牌基于全新的平臺開發(fā)策略,不斷推出了許多新的車型。

基于目前汽車生產(chǎn)企業(yè)面對的一些問題,例如如何進一步減少開發(fā)時間、提高產(chǎn)品開發(fā)效率,同時不斷滿足客戶與市場需求,平臺化戰(zhàn)略實質上可以提高汽車零件的通用性,最大限度地實現(xiàn)零部件共用,針對逐漸縮短的開發(fā)周期與層出不窮的車型,分攤不必要的成本,從而進一步擴大生產(chǎn)規(guī)模,實現(xiàn)產(chǎn)品的集群化發(fā)展。

2車身平臺化開發(fā)的思路

研究發(fā)現(xiàn), 目前世界上主流主機廠普遍采用的是“模塊化車身平臺架構”的車身平臺化開發(fā)模式。在該模式下,平臺結構便于實現(xiàn)車型的多樣化和擴展,同時滿足各模塊間協(xié)同及性能要求(例如NVH、強度、剛度等車身性能);同平臺車型之間零部件具有較高的通用性;能與形態(tài)各異的上車體造型相匹配;能適應不同的動力總成、底盤部件;預留零部件間的標準接口;為各總成設計安裝點及安裝空間^[3]。

車身平臺化開發(fā)主要是由車身系統(tǒng)中的下車體結構來體現(xiàn),其結構主要包括前機艙總成、前地板總成與后地板總成,下車體結構如圖1所示。通過車身平臺化開發(fā),在滿足平臺車型需求的基礎上,能降低開發(fā)費用、減少開發(fā)周期、提高零部件通用率。

2.1前機艙總成平臺化開發(fā)

前機艙總成平臺化開發(fā)首先要考慮的問題,就是如何減少各類動力總成配置的變化給車身碰撞安全帶來的不利因素。從理論上講,車身平臺化開發(fā)是要按照最高標準進行設計,針對低標準還要進行設計保護。從高標準的設計要求向低標準進行設計變更相對來說會更簡單。例如,如果需最大程度地保證零件通用性,可以考慮將安全件與內(nèi)飾件進行匹配標定以達到安全要求,但車身系統(tǒng)可以保持不變,零件完全通用;如果要求降低零件成本,可通過取消加強件、降低材料強度等方式來實現(xiàn)^[4]。

為了實現(xiàn)零部件最大共用,當匹配各種不同類型動力總成時,最先考慮的就是要確保前機艙的布置能實現(xiàn)最大的通用化。前機艙中基本的管路(發(fā)動 機進氣管路、冷卻液管路、空調管路等)及線束走向 與大零部件(如低壓蓄電池、保險絲盒、冷卻液罐、空 氣濾清器等)的布置要保持一致,副車架、轉向系統(tǒng)及發(fā)動機懸置的安裝必須確保一致,為了實現(xiàn)所有配置通用,前輪胎包絡必須采用最大包絡。

2.2前地板總成平臺化開發(fā)

因為碰撞安全性能的影響因素較少,所以前地板總成平臺化開發(fā)受碰撞安全性能的影響不大。若要增加車型的軸距,前地板總成在進行設計時要針對后端加長充分考慮設計保護。前地板總成設計成分體式(結構如圖2所示),也就是前地板總成由前地板與中央通道組合焊接而成,可以實現(xiàn)多平臺通用,只調整中央通道零件即可匹配底盤零件的變化,還可以輕松地增加車身的寬度。

前地板總成還跟底盤、電氣、內(nèi)飾等其他系統(tǒng)相關聯(lián),要注意統(tǒng)籌設計開發(fā)。車身系統(tǒng)與汽車其他系統(tǒng)緊密聯(lián)系,在整車設計開發(fā)過程中要充分考慮系統(tǒng)的匹配性。

2.3后地板總成平臺化開發(fā)

旅行車、兩廂車、三廂車等車輛型式變換都要對后地板總成進行變更,車身的變型與后地板總成密切相關,車身平臺化開發(fā)中變化比較多的地方便是后地板總成。加長軸距算是比較常見的調整,此時座椅板可考慮做成由多個零部件焊接在一起的形式(結構如圖3所示),只需改變座椅前板單個零件就可以調整軸距;此外,后圍板及匹配零部件在設計開發(fā)過程中不可設計得太復雜,要充分考慮車型的變化。

針對常見的兩廂車與三廂車的車型調整,后地板總成涉及縮短與加長后縱梁的情況,這會給低速與高速后碰撞安全設計提出更高的要求,此時要同時考慮。

3 國內(nèi)車身平臺化案例分析

以國內(nèi)某主機廠兩款車型的車身平臺化開發(fā)策略為例進行分析,B是基于A同平臺開發(fā)的一款新車型。

3.1A與B車型基礎參數(shù)對比

A與B車型的基礎參數(shù)對比情況如表1所示。

3.2A與B車身平臺化策略分析

A與B的車身平臺化策略分析如下(具體如圖4所示)。

(1)上車體:B相對于A因造型完全變化,上車體需要重新開發(fā)。

(2)前機艙:A與B兩車型的前機艙空間均偏小,能夠容納的動力總成種類有限。前懸架硬點位置保持不變,前機艙基本沿用,除車頸頂部板、壁板側板、前段水箱上下橫梁處零件以外,B基本全部沿用A的零件。

(3)前地板:A與B的前地板均為分體式,即由中央通道與前地板組合焊接而成,能夠較容易實現(xiàn)車身寬度增加。B相對于A軸距增加150 mm,為了適應這一變化,前地板要相應加長150 mm,部分零件修模使用。

(4)后地板:A與B的后地板均采用分段式結構,即由后地板前段與后地板后段組合焊接而成。為適應軸距變化前地板加長150 mm,因此后地板需向后平移150 mm,前懸架硬點位置保持不變,后懸架硬點位置相應向后平移150 mm,前地板與后地板前段分界線以后的零部件整體后移150 mm,各零部件關鍵安裝點位置保持相對不變。B前后懸架安裝點附近的零部件基本上沿用A,部分縱梁及其加強件、座椅橫梁、后地板前段等也沿用A。

(5)其他:B相對于A前后懸架結構無變化,前懸架均采用前麥弗遜結構,后懸架均采用扭力梁結構;

A與B采用相同的動力總成,且安裝點位置保持不變。

3.3A與B車身平臺化策略總結

從A到B的車身平臺化思路是盡量確保前后懸架硬點附近、前機艙相關零件的共用,從而可以保證懸架、動力總成等大型部件的平臺化、通用化,在整體上提高整車的零件通用率,節(jié)約開發(fā)成本,加快研發(fā)進程。

4結束語

綜上所述,車身平臺化開發(fā)要基于充分了解車身的設計要點,在設計開發(fā)過程中,把平臺化特殊要點融入設計思路中來指導產(chǎn)品設計。

[參考文獻]

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2024年第12期第9篇