复合结构的汽车前端模块研究.pdf

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1、复合结构的汽车前端模块研究杭飞(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】通过介绍不同形式的汽车前端模块的发展和应用，总结了前端模块设计的优点。重点阐述了复合结构的前端模块的结构形式、制造工艺和发展趋势。【Abstract】Throughtheintroductionofdevelopmentandapplicationofdifferenttypesoffrontendmodules(FEM)，advantagesofFEMareconcluded．Atthesametime，t

2、hestructuretype，manu—facturingprocessanddevelopmenttrendoftheFEMofcompositestructureareexpatiatedspecially．【关键词】前端模块汽车复合结构doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2011．12．06提供安装点，使大灯固定到白车身上。由于功能0引言和结构相对简单，大灯支架对刚度和强度的要求相对较低。在当今汽车行业，模块化设计与供货已经成1-2GoRGOR在尺寸上横跨车辆的宽度，可

3、供大灯和为一大趋势，并成为衡量一个公司集成和管理能力的指标之一。模块化设计不仅能使系统集成性散热器格栅安装到车身，并对前保险杠蒙皮起到更高、尺寸更精准、装配更便利，更可以提高工程支承作用。GOR对刚度和强度相对大灯支架要求设计能力，降低生产成本，增强企业的竞争力。汽更高。图1为某车型GOR。车上的模块有很多，集成等级也各有不同。近年来，汽车前端模块的发展非常迅速，已经成为汽车模块化的核心部件，也是各大整车厂研究的重点之一。图lGOR1前端模块的发展过程1．3FEM衡量前端模块发展程度的主要指标是其集

4、成FEM在三者中的集成度最高，可以总成大灯、等级，它的雏形是大灯支架。根据集成等级由低冷却系统、发动机盖开启系统、喇叭、前端导风系到高，主要经历了大灯支架、GOR(GrilleOpening统、保险杠防撞梁、洗涤系统、空气滤清器等，并对Reinforcement)、前端模块(FEM)。保险杠蒙皮进行支承。FEM在尺寸上也横跨整个1．1大灯支架车辆，但在高度上比GOR更大，同时对刚度和强顾名思义，大灯支架的主要功能即是为大灯度的要求最高。图2为一种集成度很高的FEM。收稿日期：2011—02—28·2

5、2·上海汽车2011．12端模块的材料经历了不同的发展历程，从最初使用钢制造而成的大灯支架、GOR和FEM，发展到全塑的前端模块，如使用LFT、GMT等材料成型。近年来，金属一塑料复合而成的前端模块得到越来越多的汽车厂家的青睐，究其原因，是其综合了钢材和塑料的优点，性能与成本得到很好的平衡。3．1复合结构的前端模块的形式金属一塑料复合结构的设计可以应用在很多汽车零部件上，如侧门、后排座椅、仪表板横梁、制动踏板、车顶框架等，之后发展到汽车前端模块。金属一塑料复合的结构主要依托金属材料形成零件的轮廓，而

6、塑料以加强筋的形式与其结合，从而保持金属的形状，达到设计所需的强度。该种结构的示意图如图3所示。图2高集成度的FEM塑料加强筋2前端模块的优点前端模块的最大优点体现在模块化的生产和金属轮廓供应上。目前汽车产业的发展趋势之一就是模块化的研发、生产和供应，通过整车厂的一级供应商图3金属．塑料复合结构对某个系统进行集成研发和生产，将该系统作为集成总装件供应给整车厂，使得整车厂可以在总金属一塑料复合结构可以很好地结合金属与塑装线上直接进行装配。而整车厂可以根据不同模料的优点，以复合结构的前端模块常用的钢一尼

7、龙块组合而成的互换性和嵌入式设计，快速生产不PA6为例，这两种材料复合前后的优点如图4所示。同配置的汽车，满足不同消费者的需求。这一方金属(钢)：式对供应商和整车厂均有益处：供应商提高了其·在很广的温度范围内可保持高强度和刚度系统集成开发能力和企业竞争力；而整车厂则提-延性破裂的特性高了生产效率，降低了成本，丰富了产品的配置。·线性热胀系数低：：鳇，有数据表明，菲亚特的小车Punto的模块化组件占塑料(PA6)：到整车比例的70％之多。对于前端模块来说，其·设计自由度高·低密度对汽车前端各系统的集成

8、还提高了前端设计的周·动态载荷下的性能优异全考虑，降低了总装过程中可能出现的装配风险，图4材料复合前后的优点提高了装配的精度和稳定性。3．2复合结构的前端模块的制造工艺3复合结构的前端模块复合结构的前端模块的制造工艺主要分为两种：模塑后组装和嵌人式注塑。这两种工艺各有本文所述的复合结构的前端模块是从材料角优缺点，不同厂家根据其设计思路、模块及平台化度来考虑，由金属和塑料复合而成的前端模块。前策略以及对前端模块零件的具体要求的不同进行上海汽车2011．12·23·相应的