劉高峰，張雪娟

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

車(chē)身前輪包剛度優(yōu)化

劉高峰，張雪娟

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

針對(duì)某車(chē)型市場(chǎng)反饋的兩前輪內(nèi)側(cè)輪胎偏磨問(wèn)題，選取市場(chǎng)成熟穩(wěn)定且未出現(xiàn)輪胎偏磨問(wèn)題的目標(biāo)車(chē)型作為參考，通過(guò)對(duì)比分析問(wèn)題車(chē)型與目標(biāo)車(chē)型前輪包結(jié)構(gòu)及剛度，確定出問(wèn)題車(chē)型的前輪包結(jié)構(gòu)比目標(biāo)車(chē)型弱，剛度比目標(biāo)車(chē)型差。參考目標(biāo)車(chē)型的前輪包結(jié)構(gòu)提出優(yōu)化方案，并進(jìn)行CAE對(duì)比分析驗(yàn)證，最終確定優(yōu)化方案是增加部分件的料厚，優(yōu)化后問(wèn)題車(chē)型前輪包鋼度達(dá)到目標(biāo)車(chē)型前輪包剛度水平。

前輪包；偏磨；剛度；變形量

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.044

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-138-03

1、問(wèn)題背景

某車(chē)型市場(chǎng)反饋兩前輪內(nèi)側(cè)輪胎偏磨[1]，偏磨車(chē)輛前輪為負(fù)外傾[2]。前輪包剛度可能為影響輪胎偏磨的原因之一，特對(duì)車(chē)身前輪包剛度問(wèn)題進(jìn)行分析確認(rèn)，提出優(yōu)化方案，最終達(dá)到剛度優(yōu)化的目的。

2、前輪包結(jié)構(gòu)介紹及影響剛度因素分析

2.1 前輪包是前減震器的安裝及支撐結(jié)構(gòu)，在汽車(chē)行駛過(guò)程中受到地面的沖擊，是車(chē)體重要的承載結(jié)構(gòu)。

2.2 根據(jù)輪包結(jié)構(gòu)有無(wú)前輪包加強(qiáng)板可分為兩類(lèi)

結(jié)構(gòu)一：有前輪包加強(qiáng)板，如圖1；

結(jié)構(gòu)二：無(wú)前輪包加強(qiáng)板，如圖2。

2.3 前輪包主要組成有，如圖3所示

1.減震器安裝板；2.前輪包；3.前輪包前板；4.前輪包加強(qiáng)梁（僅結(jié)構(gòu)一類(lèi)車(chē)型有）；5.上邊梁；6.邊梁側(cè)封板；7.前懸內(nèi)邊梁加強(qiáng)板；8.前懸下加強(qiáng)梁。

2.4 影響前輪包剛度的主要因素有，如圖4所示

1.前輪包以上6個(gè)零部件的料厚；

2.孔心與邊梁Y向尺寸a，a值越小越好；3.邊梁空腔截面尺寸b×c，數(shù)值越大越好。

3、問(wèn)題車(chē)輛結(jié)構(gòu)及剛度對(duì)比分析

現(xiàn)選取市場(chǎng)上已量產(chǎn)車(chē)型，且無(wú)偏磨市場(chǎng)問(wèn)題反饋的車(chē)型作為目標(biāo)車(chē)型，兩者前輪包結(jié)構(gòu)及剛度進(jìn)行對(duì)比，目的是對(duì)比兩者結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化方案提供參考。

3.1 結(jié)構(gòu)對(duì)比

問(wèn)題車(chē)輛前輪包結(jié)構(gòu)屬于上述結(jié)構(gòu)一：無(wú)輪包加強(qiáng)梁。

目標(biāo)車(chē)輛前輪包結(jié)構(gòu)屬于上述結(jié)構(gòu)二：有輪包加強(qiáng)梁。

部件料厚及相關(guān)影響尺寸因素對(duì)比詳見(jiàn)表1：

表1 部件料厚及相關(guān)影響尺寸因素對(duì)比

①問(wèn)題車(chē)型前輪包結(jié)構(gòu)形式為結(jié)構(gòu)二，無(wú)件4；問(wèn)題車(chē)型件5、件6料厚弱于目標(biāo)車(chē)型,問(wèn)題車(chē)型件3料厚優(yōu)于目標(biāo)車(chē)型，其余料厚相同；

②孔心與邊梁Y向尺寸a：?jiǎn)栴}車(chē)型 a值尺寸優(yōu)于目標(biāo)車(chē)型；

③空腔截面尺寸b×c：?jiǎn)栴}車(chē)型優(yōu)于目標(biāo)車(chē)型；

結(jié)構(gòu)對(duì)比小結(jié)：?jiǎn)栴}車(chē)型前輪包部件料厚低于S5，但是邊梁截面尺寸及孔心到邊梁距離都略優(yōu)于目標(biāo)車(chē)型，綜合來(lái)看問(wèn)題車(chē)型略差于目標(biāo)車(chē)型。

3.2 CAE剛度對(duì)比

模型描述：為了對(duì)比兩車(chē)型前輪包局部剛度，加載點(diǎn)選取前懸架安裝中，以安裝點(diǎn)中心為參考，模型截取車(chē)身X=519mm，Y=241mm，盡量減少車(chē)身對(duì)輪包剛度的影響，如圖5所示；

工況選擇：

工況一：垂直3.5g；

工況二：制動(dòng)1g；

工況三：轉(zhuǎn)彎1g。

表2是同載荷下兩車(chē)型前輪包剛度對(duì)比情況，CAE分析結(jié)果是變形量，變形量越小，對(duì)應(yīng)剛度越好。分析結(jié)果顯示：?jiǎn)栴}車(chē)型在三種工況下的變形量均比目標(biāo)車(chē)型大，即輪包剛度比目標(biāo)車(chē)型差。

表2 CAE分析結(jié)果

綜上分析：?jiǎn)栴}車(chē)型前輪包結(jié)構(gòu)及剛度均比目標(biāo)車(chē)型差，確認(rèn)前輪包剛度弱是影響輪胎偏磨的原因之一。

4、優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化方案

4.1 優(yōu)化目標(biāo)

參考目標(biāo)車(chē)型對(duì)問(wèn)題提車(chē)型的前輪包結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其前輪包剛度達(dá)到目標(biāo)車(chē)型前輪包剛度水平。

4.2 優(yōu)化方案

考慮到問(wèn)題車(chē)型已量產(chǎn)，優(yōu)化方案不能涉及模具大范圍修改，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)對(duì)比，提出以下兩個(gè)可行的優(yōu)化方案：

方案一：?jiǎn)栴}車(chē)型增加部件4（前輪包加強(qiáng)板，料厚1.2t），如圖6；

方案二：增加上述部件3、5、6的料厚，具體如下：

部件3：料厚由0.8t增加到1.0t；部件5：料厚由0.8t增加到1.2t；部件6：料厚由0.8t增加到1.0t。

5、CAE分析驗(yàn)證及方案確認(rèn)

模型及工況同上述分析，兩種優(yōu)化方案分析結(jié)果見(jiàn)表3：

Stiffness Optimization of Body Front Wheel House

Liu Gaofeng, Zhang Xuejuan
（Anhui Jianghuai Automobile Co.Ltd., Anhui Hefei 230601 )

According to the market feedback of the wear problems on the inner side of front tires for some models of cars, we selected the mature benchmarks in the market which don’t have the tires wear problems, analyzed and made the comparison of the structure and stiffness of front wheels between the models which have the problems of tires and benchmarks, which came to a conclusion that the structure and stiffness of front wheels of the problem models are worse than the conditions of benchmarks. Refer to the structure of the benchmarks to give an optimizing proposal, and comparison by the CAE analyze, finally to confirm that the proposal could be to increase the thickness of raw material, and the stiffness of front wheels of the problem models would become as well as the stiffness of benchmarks after optimizing.

Front wheel house; Uneven wear; Stiffness; Deflection

U462.1

A

1671-7988(2016)10-138-03

劉高峰，（1984-），男，工程規(guī)劃工程師，就職于江淮汽車(chē)技術(shù)中心。