劉峰，張羽

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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某SUV車型車身防水設(shè)計

劉峰，張羽

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章闡述了某SUV在車身設(shè)計階段初期應(yīng)對車身縱梁進水、積水問題而采取相應(yīng)防水設(shè)計應(yīng)對方案，縱梁防水設(shè)計方案從結(jié)構(gòu)防水和密封防水兩方面展開，結(jié)合車體縱梁多種設(shè)計需求給出相應(yīng)防水設(shè)計要點，便于車體專業(yè)設(shè)計人員進行設(shè)計參考。

車身縱梁；結(jié)構(gòu)防水；密封防水；設(shè)計

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.011

CLC NO.: U463.82+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)06-30-03

引言

目前市面上SUV車型（Sport Utility Vehicle）其定義為運動型多用途汽車，除了具備一般汽車的運動及空間機能外還要配以類似貨車貨卡車般的越野能力，此種車型在開發(fā)期間，除了考慮汽車的外觀、安全、動力、空間等因素外，還需考慮汽車在不同工況下行的行駛可靠性，例如汽車在戶外行駛過程中遇到河流、積水，暴雨等因素進而出現(xiàn)車身內(nèi)部進水現(xiàn)象或因車身局部結(jié)構(gòu)密封不到位造成水汽進入車身結(jié)構(gòu)件內(nèi)部從而出現(xiàn)車體鈑金結(jié)構(gòu)件銹蝕等等，這些問題嚴重影響汽車的行駛可靠性能，因而車身防水功能的重要性便自然體現(xiàn)出來，而車身下部的車體縱梁結(jié)構(gòu)是最容易與水汽接觸的地方，因此其防水設(shè)計更加重要。

1、車身縱梁及其相關(guān)術(shù)語定義

1.1車身縱梁

車身縱梁是指發(fā)動機艙前縱梁、發(fā)動機艙后縱梁與前地板縱梁的統(tǒng)稱。

圖1　車身縱梁示意圖

1.2車身縱梁面

車身縱梁按照在車身坐標(biāo)中的位置分為縱梁上表面、縱梁側(cè)面與縱梁下表面。

圖2　發(fā)艙前縱梁斷面示意圖

圖3　發(fā)艙后縱梁斷面示意圖

1.3總裝閑置孔

總裝閑置孔是指白車身在經(jīng)過總裝工序下線后，仍未裝配任何部件（不包含孔塞/孔貼）的與車體結(jié)構(gòu)空腔相通或與乘員艙相通的閑置孔位?？傃b閑置孔主要包含各種工藝孔如定位孔、減重孔、定位過孔等，其它車型的預(yù)留安裝孔等。

1.4車身縱梁的最低點

根據(jù)空載地面線確認車身縱梁與地面線的距離，距離最短的部位為車身縱梁的最低點。

圖4　車身縱梁最低點示意圖

2、車身縱梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1發(fā)艙前縱梁防水結(jié)構(gòu)設(shè)計

發(fā)艙前縱梁一般結(jié)構(gòu)形式分為兩種，如圖所示，結(jié)構(gòu)形式A（圖五）與結(jié)構(gòu)形式B（圖六）；A形式的結(jié)構(gòu)縱梁上表面與水平面成一定的角度（一般3°，沖壓工藝要求的拔模角度）；雨水在上表面不會囤積，易排出，而 B形式的結(jié)構(gòu)縱梁上表面易積水，結(jié)構(gòu)形式A為發(fā)艙前縱梁設(shè)計的推薦結(jié)構(gòu)。

圖5　結(jié)構(gòu)形式A 圖6 結(jié)構(gòu)形式B

2.2發(fā)艙后縱梁的防水結(jié)構(gòu)設(shè)計

一般情況下，后縱梁采用圖7所示的優(yōu)先推薦結(jié)構(gòu)，但很多車型為了滿足碰撞性能要求，需對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化加強，按照圖8所示的結(jié)構(gòu)加強推薦結(jié)構(gòu)，若增加下加強板，則其上需設(shè)計前后貫穿的筋利于排水。

圖7　

圖8　

2.3車身縱梁上孔的防水設(shè)計

孔為雨水進入縱梁的重要途徑，所以車身縱梁上孔設(shè)計不當(dāng)會直接導(dǎo)致縱梁進水所以車身縱梁的設(shè)計過程中，針對不同孔的設(shè)計需要考慮如下幾點：

2.3.1縱梁上表面線束卡扣孔設(shè)計

如圖9所示，雨水從卡扣安裝孔很容易進入縱梁內(nèi)部，所以縱梁上表面盡可能不設(shè)計卡扣孔。

圖9　

當(dāng)縱梁上表面必須設(shè)計卡扣孔時，則卡扣孔處必須設(shè)計凸臺結(jié)構(gòu)（如圖 10），且卡扣采用自帶密封結(jié)構(gòu)的卡扣形式（如圖11）。

圖10　

圖11　

2.3.2縱梁上表面防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)孔設(shè)計

帶防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的孔設(shè)計一般情況下為了滿足其它分組的要求，最常見的為線束搭鐵孔，如圖12所示，雨水可通過限位孔直接進入縱梁內(nèi)部。所以在車身縱梁的設(shè)計上嚴禁在縱梁上表面設(shè)計帶防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的孔。

圖12　

2.3.3縱梁上表面總裝閑置孔設(shè)計

若縱梁上表面存在閑置孔，雨水從縱梁上表面的閑置孔可暢通無阻的進入縱梁內(nèi)部，所以在進行縱梁孔位設(shè)計的時候需先確認是否為總裝閑置孔，若為總裝閑置孔可優(yōu)先將此孔設(shè)計在別的部位；若必須設(shè)計在縱梁上表面，需進行孔貼或孔塞密封，以此避免雨水從閑置孔進入縱梁內(nèi)部。

2.3.4縱梁下表面排水孔設(shè)計

在車身縱梁設(shè)計后首先進行確認縱梁的最低點。按照水往低處流的趨勢，進入縱梁的雨水會匯集與縱梁的最低點，所以縱梁的最低點必須設(shè)計排水孔，且不能密封。一般排水孔的孔徑設(shè)計需≤Ф10mm，但為了保證排水孔的作用，排水孔的孔徑一般設(shè)計成Ф8mm。

2.3.5縱梁下表面涂裝滑撬孔設(shè)計

涂裝滑撬作為工裝用孔必須設(shè)計。涂裝滑撬孔處鈑金基準(zhǔn)厚度要求保證≥4.5mm，一般需要三層鈑金厚度。若滑撬孔設(shè)計在縱梁上，則滑撬安裝點處的加強板可能阻斷縱梁內(nèi)的水流趨勢，造成加強板前后處積水無法將水排出。為規(guī)避上述風(fēng)險發(fā)生，滑撬孔在車身縱梁上的設(shè)計采用如下原則：a、縱梁上盡量不設(shè)計滑撬孔；b、縱梁的最低點禁止設(shè)計滑撬孔；c、若滑撬孔必須設(shè)計在縱梁上，則首先保證滑撬孔不為縱梁最低點和積水區(qū)外，其結(jié)構(gòu)設(shè)計可參考圖13結(jié)構(gòu)形式一與圖14結(jié)構(gòu)形式二兩種結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計。

圖13　結(jié)構(gòu)形式一

圖14　結(jié)構(gòu)形式二

結(jié)構(gòu)形式一加強板圓角處間隙要求是為了保證水流的趨勢不會被阻斷，從而規(guī)避縱梁積水風(fēng)險；結(jié)構(gòu)二是將加強板設(shè)計在縱梁外側(cè)，直接避免了加強板阻隔水流的可能。

2.3.6縱梁下表面防水特征孔設(shè)計

為了保證進入縱梁的雨水順利的由高到低匯集并順利的從排水孔排出，所以縱梁下表面禁止設(shè)計凹臺或凹筋等特征。凹臺或者凹筋直接導(dǎo)致雨水的囤積，造成縱梁積水的隱患，所以縱梁的下表面盡可能不設(shè)計凹臺或凹筋，若必須設(shè)計時，則凹臺或凹筋上必須設(shè)計孔，能保證積水順利排出（如圖15）。

圖15　

3、車身縱梁密封防水設(shè)計

3.1車身縱梁防水涂膠密封設(shè)計

為了保證車身縱梁的密封性，避免雨水從焊接邊處的鈑金間隙進入縱梁內(nèi)部，所以車身縱梁周邊焊縫止口需采用焊縫密封膠進行密封，主要歸納為以下幾點：

a、發(fā)艙前縱梁與前圍板、輪罩板等焊接邊均需涂焊縫密封膠進行密封（如圖16）；

圖16　

b、發(fā)艙后縱梁、前地板縱梁與前地板、前圍板周圈均需圖焊縫密封膠進行密封（如圖17）。

圖17　

3.2車身縱梁防水孔塞/孔貼密封設(shè)計

車身結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要預(yù)留一些涂裝電泳工藝孔，這些孔在車體進行涂裝工藝處理過后，需要用孔塞/孔貼進行封堵從而阻止雨水進入縱梁內(nèi)部；車身縱梁上孔塞/孔貼的設(shè)計，可概括為以下幾點：a、縱梁上表面總裝閑置孔需用孔塞或孔貼進行密封，進而阻止雨水進入縱梁內(nèi)部；b、縱梁側(cè)面直徑≥10mm的總裝閑置孔需進行孔塞或孔貼密封（如圖18）；c、縱梁下表面除排水孔外，孔徑≥10mm的孔均需進行孔塞密封。

圖18　車身縱梁孔塞/孔貼應(yīng)用示意圖（1代表孔塞、2代表孔貼）

4、結(jié)論

本文結(jié)合某SUV車身縱梁防水設(shè)計，從車身縱梁結(jié)構(gòu)防水及縱梁密封防水兩大方向給出縱梁防水相關(guān)設(shè)計要點，有效降低車身縱梁進水及積水風(fēng)險，避免因縱梁進水造成乘員艙進水或因縱梁內(nèi)部積水出現(xiàn)車體銹蝕問題。

[1] 黃天澤.汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)與設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社.1997.

[2] 劉惟信.汽車設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社.2001.

[3] 李麗娜,康平平.乘用車車身內(nèi)腔銹蝕原因探討[J];涂料工業(yè).2012.

[4] 張德生,臧杰.汽車各類腐蝕的頻發(fā)部位及原因分析[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報.2006.

longitudinal beam waterproof design of one sport utility vehicle

Liu Feng, Zhang Yu
( Anhui jiang huai automobile co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

This paper presents some different waterproof methods which applied in the early stage of one suv vehicle longitudinal beam design.we design longitudinal beam waterproof from two aspects,which contain structure and seal.we give the waterproof key piont of longitudinal beam design combining different situation.all that we do just for vehicle professional designers reference.

longitudinal beam; tructure waterproof; seal waterproof; design

劉峰，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

U463.82+1

A

1671-7988 （2016）06-30-03