轿车衣帽架框架优化设计

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摘要：阐述常用衣帽架框架设计存在的问题，针对存在的问题点，在优化衣帽架框架设计时，增加衣帽架两侧竖梁设计，使衣帽架框架和后地板框架形成整体封闭结构。从而不仅有效满足尾碰过程能量的传递和分散，而且增加后轮包的局部动刚度和整个车身的扭转刚度。

关键词：轿车；衣帽架；框架结构；优化设计

汽车的衣帽架结构主要由后座椅靠背横梁、后风窗流水槽横梁、衣帽架覆盖件等组成，左右两侧与侧围总成连接。从功能上说，前侧支撑后座椅靠背，上侧安装搁物板，并能承载一定的搁物重量，后侧设计有后风挡安装面和流水槽，也需要承载一定载荷[1]。从性能上说，衣帽架结构的设计，对车身的尾碰性能、行李箱入侵、车身扭转刚度都有较大的决定因素。

1常用衣帽架框架结构

1.1常用设计方案目前常用衣帽架框架结构主要是在前部设计有后座椅靠背横梁，后部有后风窗流水槽横梁，该两横梁在与左右侧围总成连接。图1为现有衣帽架结构示意图。图中，衣帽架总成1与左右侧围总成2、3连接成整体结构，4为后地板框架总成（简化为虚线所示）。衣帽架总成与上车体侧围总成2、3连接，并与下车体后地板框架总成4连接。1—衣帽架总成；2—左侧围总成；3—右侧围总成；4—后地板框架总成图2为现有衣帽架结构A-A视图。衣帽架总成1由后座椅靠背横梁5、后风窗流水槽横梁6、衣帽架7组成。5—后座椅靠背横梁；6—后风窗流水槽横梁；7—衣帽架图2A-A视图Fig.2SectionA-A由图1、图2所示，现有衣帽架结构设计时，衣帽架总成1中的后座椅靠背横梁5、后风窗流水槽横梁6只与左右侧围总成2、3连接，侧围总成上没有设计竖粱，用来连接衣帽架总成1和后地板框架总成4。1.2常用方案的缺陷由于结构原因，导致衣帽架总成1中的框架和后地板总成框架4没有形成封闭的整体框架结构。在尾碰撞时，碰撞力通过后地板框架中纵梁直接传到前部，增加伤害后排乘客人员伤害。在车辆行驶时，突然的刹车，会导致行李箱的行李也会直接碰撞后排成员，造成人员人身伤害。在市场车型中，也会经常反馈后轮包动刚度不足，导致车辆使用一段时间后，出现后轮包开裂现象。另外，不封闭的框架结构大大影响车身的扭转刚度。

2优化衣帽架框架结构

2.1优化设计方案本优化设计着手解决以下问题：在左右侧围两侧，增加衣帽架两侧竖梁设计，使衣帽架框架和后地板框架形成整体封闭结构，以增加车身性能，减少成员伤害。如图3所示，在左右侧围总成2、3上，设计有衣帽左、右侧竖梁11、12。2—左侧围总成；3—右侧围总成；5—后座椅靠背横梁；6—后风窗流水槽横梁；8—后地板左纵梁；9—后地板右纵梁；10—后地板横梁；11—衣帽架左竖梁；12—衣帽架右竖梁图3衣帽架结构优化设计示意图Fig.3Optimizationdesignchartofshelf如下图4所示，在优化设计结构中，衣帽架上侧Y方向（B-B视图）仍然由后座椅靠背横梁5、后风窗流水槽横梁6和衣帽架7组成，与原来结构相同。5—后座椅靠背横梁；6—后风窗流水槽横梁；7—衣帽架图4B-B视图Fig.4SectionB-B如图5所示，在优化设计结构中，衣帽架前侧Z方向（C-C视图）结构与原来相差较大。增加衣帽架左、右竖梁11、12后，衣帽架前横梁5通过衣帽架左、右竖梁11、12与后地板左右纵梁8、9形成立体框架结构，下侧的后地板横梁10又将衣帽架左、右竖梁11、12从左到右有效连接成平面内框架结构。2—左侧围总成；3—右侧围总成；5—后座椅靠背横梁；8—后地板左纵梁；9—后地板右纵梁；10—后地板横梁；11—衣帽架左前竖梁；12—衣帽架右前竖梁图5C-C视图Fig.5SectionC-C2.2优化效果该优化衣帽架框架结构设计中，在衣帽架框架横梁与后地板框架之间增加左右衣帽架竖梁设计，使衣帽架框架和后地板框架形成整体立体框架结构。在尾碰方面，由于增加了衣帽架强度，使碰撞力有效分散到上车身上；在行李箱入侵方面，也是由于衣帽架前部强度增加，都能减少对后排乘员的伤害[2]。从整个车身刚度来看，由于衣帽架框架和左右侧围、后地板框架合理连接，形成整体立体框架结构，大大增强了后轮包的动刚度，也增加车身的扭转刚度。

3结论

对于常用汽车衣帽架框架结构设计的缺点，优化框架结构形式，在左右侧后轮包上各增加左、右竖梁设计，将衣帽架框架和后地板框架总成连接为整体封闭的空腔框架结构设计。达到增强车身结构性能的目的，提高车身设计质量。

参考文献

[1]乐玉汉.轿车车身设计[M].北京:高等教育出版社1999.

[2]黄金陵.汽车车身设计[M].北京:机械工业出版社2007.

作者:邓本波 单位:安徽江淮汽车股份公司