車身前輪包剛度優(yōu)化

劉高峰，張雪娟

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

車身前輪包剛度優(yōu)化

劉高峰，張雪娟

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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

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、問題背景

某車型市場反饋兩前輪內(nèi)側(cè)輪胎偏磨[1]，偏磨車輛前輪為負(fù)外傾[2]。前輪包剛度可能為影響輪胎偏磨的原因之一，特對車身前輪包剛度問題進(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)，在汽車行駛過程中受到地面的沖擊，是車體重要的承載結(jié)構(gòu)。

2.2 根據(jù)輪包結(jié)構(gòu)有無前輪包加強板可分為兩類

結(jié)構(gòu)一：有前輪包加強板，如圖1；

結(jié)構(gòu)二：無前輪包加強板，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.前輪包加強梁（僅結(jié)構(gòu)一類車型有）；5.上邊梁；6.邊梁側(cè)封板；7.前懸內(nèi)邊梁加強板；8.前懸下加強梁。

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、問題車輛結(jié)構(gòu)及剛度對比分析

現(xiàn)選取市場上已量產(chǎn)車型，且無偏磨市場問題反饋的車型作為目標(biāo)車型，兩者前輪包結(jié)構(gòu)及剛度進(jìn)行對比，目的是對比兩者結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點，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)對比

問題車輛前輪包結(jié)構(gòu)屬于上述結(jié)構(gòu)一：無輪包加強梁。

目標(biāo)車輛前輪包結(jié)構(gòu)屬于上述結(jié)構(gòu)二：有輪包加強梁。

部件料厚及相關(guān)影響尺寸因素對比詳見表1：

表1 部件料厚及相關(guān)影響尺寸因素對比

①問題車型前輪包結(jié)構(gòu)形式為結(jié)構(gòu)二，無件4；問題車型件5、件6料厚弱于目標(biāo)車型,問題車型件3料厚優(yōu)于目標(biāo)車型，其余料厚相同；

②孔心與邊梁Y向尺寸a：問題車型 a值尺寸優(yōu)于目標(biāo)車型；

③空腔截面尺寸b×c：問題車型優(yōu)于目標(biāo)車型；

結(jié)構(gòu)對比小結(jié)：問題車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)車型，綜合來看問題車型略差于目標(biāo)車型。

3.2 CAE剛度對比

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

工況選擇：

工況一：垂直3.5g；

工況二：制動1g；

工況三：轉(zhuǎn)彎1g。

表2是同載荷下兩車型前輪包剛度對比情況，CAE分析結(jié)果是變形量，變形量越小，對應(yīng)剛度越好。分析結(jié)果顯示：問題車型在三種工況下的變形量均比目標(biāo)車型大，即輪包剛度比目標(biāo)車型差。

表2 CAE分析結(jié)果

綜上分析：問題車型前輪包結(jié)構(gòu)及剛度均比目標(biāo)車型差，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)車型對問題提車型的前輪包結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其前輪包剛度達(dá)到目標(biāo)車型前輪包剛度水平。

4.2 優(yōu)化方案

考慮到問題車型已量產(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)對比，提出以下兩個可行的優(yōu)化方案：

方案一：問題車型增加部件4（前輪包加強板，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，就職于江淮汽車技術(shù)中心。