關(guān)于MPV車型第三排頭部空間不足問題的車身優(yōu)化方案

王文軍　陳祖興　歐世聲

摘 要：隨著三孩政策的開放，汽車市場7座家用MPV車型需求逐步增大，因受限于造型特征、整車尺寸以及車內(nèi)安全帶等布置限制，第三排乘坐空間較小，易產(chǎn)生壓抑感，乘坐舒適度較低，如何在已有的條件限制先充分提升第三排乘坐空間，改善乘坐舒適性已成為各主機廠重點考慮的問題，本文介紹一種改善第三排頭頭部空間的安全帶布置方案以及對應(yīng)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：汽車 頭部空間 安全帶 車身結(jié)構(gòu)

隨著三孩政策的開放，一家六、七口人的出行需求逐漸增多，但受限于整車尺寸，第三排乘坐空間一般較小，乘坐舒適性較差，尤其當(dāng)頭部空間不足時，乘坐的壓抑感及頸部的不適會極大的影響乘坐體驗，尤其當(dāng)?shù)谌懦俗齻€人時，中間位置涉及安全帶布置等問題會進一步加劇該問題。因此如何在滿足乘坐需求的情況下去解決乘坐人的舒適性，提升客戶乘坐體驗成為車型開發(fā)的主要關(guān)注點，本文重點描述第三排中間乘員安全帶布置方案對周邊的影響以及車身對應(yīng)的解決方案。

1 第三排中部位置安全帶布置方案簡介

MPV車型第三排中間位置乘員安全帶（以下統(tǒng)一簡稱為安全帶）布置方案一般分給兩類，一類布置在座椅上，另外一類布置在車身上，本文主要介紹安全帶布置于車身上的方案。

安全帶布置在車身上因卷收器與安全帶固定的均布置于車頂，可有效的改善行李箱空間以及降低座椅拉拽對座椅骨架強度的要求。但卷收器布置及固定點布置于車頂會對第三排頭部空間有一定影響，如圖1中H1、H2、H3均為頭部空間的關(guān)鍵評價區(qū)域，同時該位置又是安全帶卷收器及固定點的影響區(qū)域。如何解決兩者之間的矛盾為本文后續(xù)重點的描述內(nèi)容。

2 安全帶卷收器布置位置及引發(fā)問題解決方案

第三排安全帶卷收器通常布置于D柱上部，但該區(qū)域為頭部空間關(guān)鍵區(qū)域，主要影響圖1中所示H1及H2。為提升頭部空間，卷收器布置于D柱上內(nèi)板與D柱上加強板中間，對應(yīng)D柱上內(nèi)板區(qū)域開孔避讓卷收器，但該方案需在D柱上內(nèi)板上設(shè)計較大的避讓過孔，如圖2，該孔對整車扭轉(zhuǎn)剛度及扭轉(zhuǎn)模態(tài)均有一定影響，從而影響整車NVH。

為改善該布置引起的扭轉(zhuǎn)模態(tài)問題，對D柱接頭部位進行結(jié)構(gòu)加強，其中重點對卷收器避讓孔上下兩端進行結(jié)構(gòu)加強并對D柱上內(nèi)板進行料厚升級，具體為增加零件1：D柱安全帶上安裝板，加大零件2：鉸鏈加強板，以及零件3：D柱上內(nèi)板材料厚度由原規(guī)劃1.0mm調(diào)整為1.2mm，詳細如圖3。

3 安全帶固定點布置位置及引發(fā)問題解決方案

安全帶固定點通常布置于頂蓋后橫梁，為保證固定點強度，安裝點通常布置于頂蓋后橫梁腔體內(nèi)部，但該方案直接影響圖一中H3數(shù)值。如圖4。

3.1 安全帶固定點優(yōu)化空間布置方案布置方案

為解決上述方案引起的頭部空間不足問題，頂蓋后橫梁與頭部包絡(luò)干涉區(qū)域做斜面處理，避讓頭部空間，如圖五紅色線條區(qū)域，基于此調(diào)整，頂蓋后橫梁腔體內(nèi)側(cè)無安全帶固定點安裝空間，需將安全帶固定點后移，調(diào)整至頂蓋后橫梁腔體外側(cè)，詳細如圖5所示。

3.2 安全帶固定點頭部布置方案引起的問題及優(yōu)化方案

由于安全帶固定點無腔體支持，且安裝點過于靠后，在安全帶拉拽后頂蓋后橫梁出現(xiàn)圖示旋轉(zhuǎn)，使受力頂蓋后橫梁變形不受控，經(jīng)CAE分析，該方案受安全帶拉力時，車身結(jié)構(gòu)變形較大，無法滿足安全帶設(shè)計要求。

（1）為改善安全帶固定點變化引起的頂蓋后橫梁受安全帶拉力變形過大問題，對頂蓋后橫梁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化，其中在安全帶固定點周圍構(gòu)建局部腔體結(jié)構(gòu)，形成局部抵抗變形的傳力結(jié)構(gòu)，并在安全帶固定點區(qū)域設(shè)置焊點，增加零件連接穩(wěn)定性。通過該局部腔體結(jié)構(gòu)減少頂蓋后橫梁受拉力產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的趨勢，降低不可控因素。詳細結(jié)構(gòu)如圖6。

（2）頂蓋后橫梁外板厚度由0.7mm調(diào)整1.0mm，材質(zhì)由DC03更改為B210P1，同時加大與D柱連接面積，連接區(qū)域設(shè)置雙排焊點，加強頂蓋后橫梁與D柱接頭連接穩(wěn)定性以及頂蓋后橫梁結(jié)構(gòu)強度，保證頂蓋后橫梁受到安全帶拉力時，在維持頂蓋后橫梁自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下將受力穩(wěn)定傳遞至D柱，詳細如圖7，保證車身結(jié)構(gòu)變形趨勢可控。

通過以上優(yōu)化，解決安全帶拉力變形過大問題，經(jīng)CAE分析，頂蓋后橫梁變形已達到設(shè)計要求，詳細如圖8優(yōu)化前后CAE分析對比。

4 結(jié)語

本文在不改變車型尺寸及外觀造型的前提下，通過后排安全帶布置方案的優(yōu)化及對應(yīng)車身結(jié)構(gòu)的調(diào)整，優(yōu)化第三排乘員頭部空間，改善乘員乘坐舒適性，同時規(guī)避了安全帶布置在座椅上后備箱空間不足等問題，在未引起成本及重量明顯增加的前提下，解決了空間及安全性問題，改善乘員乘坐舒適性，提升產(chǎn)品競爭力。