汽车前机舱纵梁设计规范

前机舱纵梁设计规范

前机舱纵梁设计规范

1范围

本标准包含机舱前纵梁总成设计要点及其判定标准等。 本标准适用于轿车、SUV等新车型前机舱纵梁设计。

2 规范性引用文件

ECE R33 关于正面碰撞车辆结构特性认证的统一规定

3 术语和定义

3.1 前纵梁 前纵梁作为碰撞中的主要吸能部件，是汽车发动机舱框架的重要组成部分，它与前保险杠、A柱及前挡板相联接，焊接在车身下部，其上再焊接轮罩等构件。

3.2 断面 断面是反映整车性能、结构、配合、法规等方面要求的截面。主要规定了车身主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面信息，是车身设计工程可行性分析的重要手段和车身结构设计的重要依据。 3.3 NVH NVH是指车辆工作条件下乘客感受到的噪声（noise）、振动（vibration）以及声振粗糙度（harshness）,是衡量车身质量的一个综合性指标。

4 功能介绍 4.1一般功能

该系统提供发动机变速箱悬置、前副车架、前防撞梁、蓄电池支架、保险丝盒、底盘及空调的管路，线束等总成的安装结构。 4.1.1整车中相关区域固定点

前纵梁子系统提供整车各个功能块的安装结构。下图1表达了前纵梁子系统在整车中的相关区域。

底盘 电器

前防撞梁 轮胎 前悬架 线束

副车架

内外饰 空调系统 前轮罩挡泥皮 空调管路

动力总成

发动机和变速箱悬置

图1 整车中相关区域

4.1.2车身中相关区域固定点

前纵梁子系统需要满足结构和安全等要求。下图2表达了前纵梁子系统在车身中的前端区域。

水箱横梁 前轮罩总成 前挡板总成

图2 车身中相关区域

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4.2特殊功能

该系统的特殊功能是保证汽车的安全性要求，首先是发生正面碰撞或偏置碰撞时，能够按一定规律变形，有效吸收并分散碰撞能量，从而最大程度地保证车辆和乘员的安全。其次是通过对车身的NVH（即噪音(Noise)、震荡(Vibration)、平稳(Harshness)三项标准）的有效控制，使乘员感到可靠和舒适。

4.3 性能要求

考虑到本系统的一般功能，固定时需满足可靠耐久性。考虑平台策略时能为不同的动力总成配置提供必须的空间。

考虑到本系统的特殊功能，还需要满足以下安全性能要求： a) 足够的刚性

前纵梁必须具有相当高的刚性，以便有效的吸收和分散碰撞时的能量，防止发动机、变速箱等侵入驾驶员舱。它包括扭转刚度和弯曲刚度。 b) 足够的强度

能为动力总成、悬挂、转向及刹车系统提供足够的强度，以便操控良好。因此关键

部件通常采用高强度钢板。 c）下沉式发动机

碰撞后前纵梁与副车架能自动脱开，使发动机下沉。 d) 合理的变形导向

为了吸收较多的冲击能量，在纵梁的前端设计一些压溃筋，使得受冲击挤压时，该压溃筋能隆起变形或呈现折叠式弯曲。 e) 耐腐蚀性

能够提供轻微碰撞后本系统的可修复性和防锈性。同时，镀锌钢板的应用也可以有效防止腐蚀。

f) 碰撞结果的输出值限值

保证CAE分析的碰撞结果的输出值在有效范围内，主要包括乘客舱侵入值，和车身特

定点的加速度波形。 g) NVH性能

满足动力总成悬置点和前副车架连接点等的噪声、振动、平稳要求。

5 前纵梁设计要点 5.1 产品结构

前纵梁总成系统主要由四部分组成，即前纵梁外板总成、前纵梁内板总成、纵梁后部延伸板总成（前副车架安装部位）、前保险杠安装支架总成，见图3。前纵梁总成系统的详细结构剖析见图4。

图3前纵梁结构

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图4前纵梁总成系统的详细结构图

5.2 前纵梁截面设计要求

5.2.1 前纵梁吸能区截面应满足：宽度a大于70mm（不包括焊接边），高度b大于90mm，且宽高比a/b 大于0.7，如图5。

5.2.2 前纵梁截面最小处宽度应大于50mm。

图5

5.2.3 前纵梁典型断面如表1所示

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