右舵车前围板设计规范
右舵车前围板设计指南
1.概述
1.1该指南的主要目的
主要目的：指导右舵车前围板总成设计；提供一个右舵车前围板总成设计的思路。
1.2该指南的主要内容
该指南主要介绍了汽车开发过程中右舵车前围板总成设计的过程，首先对右舵车前围板在整车中的功能进行了简要的描述，尤其是安装功能，以及右舵车前围板总成对整车的碰撞和NVH方面的知识做了简要的概述，同时对右舵车前围板总成设计要点作了描述，最后对右舵车前围板在加工制造方面作了阐述。
1.3该指南的应用范围
本指南主要适用于M1类车型的右舵车前围板总成，M2，M3，N，O，L 类车右舵车前围板总成设计可以参考其相关内容。
2.右舵车前围板总成主要功能定义
2.1 右舵车前围板总成功能概述
右舵车前围板又称前挡板或防火墙，是前舱中的一个重要构件，其功能主要有：
1.是发动机舱与车厢之间的隔板，实现良好驾驶环境的关键件；
2.满足多种件的安装；
3.提高整车性能功能，主要包括碰撞，整车刚度以及改善座舱的环境等。
2.2右舵车前围板安装功能、孔及标准件的功能介绍
下面介绍一下右舵车前围板的安装功能，因安装零件比较多，下面是以各分系统来一一阐述其安装功能：
2.2.1底盘件
图一：底盘件安装示意图
2.2.2电器件
图二：电器件安装示意图
2.2.3右舵车前围板上的植焊螺栓、凸焊螺栓比较多，其用途如下图所示：
在前挡板有很多固定减震隔热垫及线束的植焊螺栓、固定底盘件的凸焊螺栓、搭铁螺栓。
图三：紧固件
图四：紧固件
2.2.4右舵车前围板上不仅有如此多的紧固件，还有种类繁多，形状和功能都各异的孔，如下图所示：
图五：各种孔的作用
3.右舵车前围板设计对碰撞及刚度的影响
3.1右舵车前围板布置对碰撞的考虑
白车身在整车碰撞扮演着至关重要的角色，而右舵车前围板的结构在前碰中非常关键，通常我们用
入侵量来评判碰撞的好坏；在IIHS （64Km/h 40% 偏置碰）中右舵车前围板(脚部)侵入量≤100mm，否
则会扣分，具体在试验测量时选取5个点，点5是制动踏板中心沿-X方向在前挡板上的投影点，2到点5
是150mm，点4到点5是250mm，左右对称，详细如下图所示：
图六：IIHS测量腿部压缩量的示意图
对Euro-NCAP（64Km/h 40% 偏置碰）右舵车前围板(脚部)侵入量≤150mm，否则会扣分。
而Euro-NCAP
测量时和IIHS点的数量和位置不一样，不过他是参考了IIHS的测量点，点3也是制动踏板沿-X方向在右
舵车前围板上的投影，左右各200mm得到点1和5，点4的Y坐标和点3的相等的，Z坐标是在比前地板高出20mm（此值是估值），左右各200mm得到点2和6，详细如下图所示：
图七：Euro-NCAP&C-NCAP测量腿部压缩量的示意图
通常为了在偏置碰撞中分散载荷、减少侵入量，提高整车安全系数，在乘员舱的前部增加了下图所示的其他结构件。
如下图所示:
图七：前碰中能量传递路径
目前公司现有车型中，用一个斜撑加强板的较多，典型的有A01、B11,具体车型与其相关结构有关；在这个框架结构中，右舵车前围板内或外的横梁将左右前纵梁连为一体，与该横梁相连的三角状加强板又分别将右舵车前围板与铰链柱、中通道连接在一起。
这种结构能非常有效地阻止右舵车前围板向乘员
舱侵入。
下面是两个国外车型的此结构展示：
通常在设计的前期，我们为满足国内碰撞要求，要求前保横梁前端到右舵车前围板前端的距离减去动力总成在X方向的长度>425mm，为满足美标碰撞此值要求>560mm。
3.2右舵车前围板总成设计刚度和NVH方面的考虑
现代轿车大多采用承载式车身结构，要求车身能够承担使用过程中的各种载荷，主要包括扭转、弯曲和碰撞等。
如果刚度不足，会引起车身的门框、窗框、发动机舱口和行李箱开口等处变形过大，导致车门卡死、玻璃破碎、密封不严以至渗雨、漏雨以及内饰脱落等。
由于车身刚度不合理，最终直接或间接地影响汽车的行驶平顺性、舒适性、操纵性、密封性等各种性能。
右舵车前围板对整车的扭转刚度和模态也是非常关键的一个件，正如B11车型的CAE分析时将前围板的件厚度从1.2mm减低到1.0mm时，整车的扭转刚度降低了5%，模态减少了0.2hz；右舵车前围板在设计时，NVH方面需考虑以下要点：
1.原则上不能有任何孔洞通向机舱，必须有的我们务必注意密封；
2.右舵车前围板与地板以及竖板和纵梁搭接焊缝必须涂抹点焊密封胶；
3.右舵车前围板与地板以及竖板和纵梁搭接处必须涂PVC密封胶，搭接拐角处所有缝隙必须涂抹密封胶；
4.右舵车前围板非安装孔，在涂装时必须选择相应的堵件进行封堵，较小孔用堵片封堵；
5.右舵车前围板前后必须加上吸音垫，一般是一些发泡材料和纤维类的材料；
6.尽可能的在大的平面上增加一些加强筋，以提高自身的刚度。
3.右舵车前围板设计思路及注意事项
4.1右舵车前围板设计和布置流程及注意点
前面是对整个右舵车前围板的功能和对碰撞、刚度、模态的影响做了简单的描述，想必大家对右舵车前围板这个件有了初步的了解，下面主要是对右舵车前围板的设计思路做一个阐述，通常情况下，我们设计一个新的右舵车前围板需要考虑哪些东西呢？
任何一个零件的型面都受制于其性能和功能，针对一个新学者你怎么样去设计右舵车前围板？
图八：右舵车前围板特征面及截面的示意图
在设计右舵车前围板的时候，我们已经有了总布置平面图，从总布置平面图上我们可以得到heel point的坐标（如下图）:
图九： **总布置平面图
有了此坐标我们就可以得到面1了；当然在设计的后期我们一定要考虑此面和后地板的焊接面布置关系，确定是前地板在上面还是右舵车前围板在上面。
目前公司规划院推荐的焊接模块化里前舱是一个整体模块，后在下部车身总成焊接时，落入前地板总成，按照这种焊接关系，我们的前地板的焊接面一定要在右舵车前围板的焊接面的上面。
根据公司现有生产车型及竞争车型所得的数据，我们知道踏板中心到人体踵点的距离是为人体脚长的2/3～3/4,踏板到地毯的距离F1>=5mm，一般地毯的厚度是15mm 左右，那么F=F1+15,如下图我们可以得到面2；
图十：脚与踏板布置示意图
一般情况下我们在quick surface 阶段，绘制右舵车前围板时是没有面3的，面3的形成主要是考虑到碰撞的要求，我们要增加加强板，所以在这里我们就要向内收缩，为保证到三元预催的距离在50mm以上（看下图），现有公司车型B11在外侧，也有一些车型的此类加强板布置在驾驶舱内的。
如A01就是在里面，看下图：
图十一：右舵车前围板与动力总成等的布置截面
最后，我们怎么样可以得到面4呢？这个还是要从布置空间这里来考虑，根据公司现有生产车型及竞争车型分析我们要求，动力总成到面4的距离在50mm以上（看上图）。
当然我们在布置这4个面要考虑到碰撞性能的要求，按照车技委的要求：
下面我们讨论最后一个重要的面体特征——面5，此特征面主要是为了避让轮胎包络的，同时还要考虑挡泥板布置和防滑链的使用；一般而言，根据选用的防滑链的标准型号不一样，防滑链的厚度也不一样，通常我们做轮胎包络面时将防滑链也放在其中，如没有防滑链数据一般将轮胎包络面向外偏移15mm左右，同时仍然要求包络面到钣金的间隙是20mm以上。
到现在为止我们整个右舵车前围板的主要面大致的已经形成了，现在我们主要阐述一下，怎么样定义上下左右的边界：
1)上边界：由对总布置图可以知道前风挡玻璃和发盖布置，结合典型截面分析，就可以得到流水槽布
置。
通过什么样的方式连接呢?一般有两种情况
2）下边界：需要考虑与前地板的搭接及排气系统的布置，通常前地板都是置于右舵车前围板上面，这个主要是由焊接关系的决定的；一般完整的排气系统是由预催化器、补偿器（波纹管）、主催化器、前消声器、后消声器构成，一般由三种形式：
第一种，底盘下置式催化器
第二种，紧耦合式催化器
第三种，紧耦合＋底盘下置式
通常这种形式的排气系统，我们需要给更大开口，以满足其布置空间，当然还要考虑隔热垫的布置空间。
3）左右边界，也是在典型截面里确定其与A柱下部的连接方式就可以了,我现在常用的由四种形式：
个人认为，第一、第二种主要考虑了焊接的方便性以及对冲压问题的综合考虑，而第三种在Y方向的面上没有贴合，这样我们可以控制Y方向上的精度，从而更易控制整个白车身的宽度，第四种主要是强度上考虑了，我们可以在两个面上加上焊点。
前面已经说过，右舵车前围板的安装功能显著，脚踏板安装支架、空调安装支架，转向柱加强板、以及歇脚板支架等等，为了实现他们的功能我们需要增加一些安装支架，最后增加一系列形状和功能各
异的孔及加强筋、加强板之类的，到此右舵车前围板基本已经设计出来了。
我们增加孔一定要考虑后期如何密封，那就要求开孔的尺寸满足精简后堵件的尺寸，当然小孔可以用堵片封堵。
4.2右舵车前围板设计通用性
前舱部分是右舵化车身设计中改动最大的部件，而右舵车前围板总成是右舵化车身设计的重中之重。
前面多次提及，该结构是分隔发动机舱和驾驶室及乘员室的主要屏障，整车主要的系统件如制动器、离合器、主线束、空调进出水管及进风口、洗涤机构等都安装在右舵车前围板总成上。
在左改右设计时，因驾驶员布置在右侧，要求制动鼓、空调进出水管、空调进风口等也相应布置在左侧，踏板组、方向盘等需布置在右侧；上述一切布置的改动都要求右舵车前围板总成在结构上在左舵车基础上重新设计以满足系统件装配及工作要求。
目前公司出口车型较多，改成右舵的车型较多，为了避免后期更改较多建议，前期总布置要同时分析左右舵布置；另一种比较切实可行的办法，总装模块化可以实现左右舵右舵车前围板的共用，从而不影响焊装的白车身，但是对密封提出了更高的要求，下图就是公司竞争车型的（Tiguan、Golf5、BMWX5），他们中有两个比较典型的结构，其中之一就是以Tiguan、Golf5为代表的整体模块化结构：
另一种就是以X5为代表的半模块化结构（如下图）
这两种形式的模块化都是在总装车间用螺栓固定在车身上，为加强密封周边都是增加了涂胶槽。
5.右舵车前围板加工制造及注意事项
5.1右舵车前围板模具设计及选材事项
1/4 DR
2/4 TR+CTR+CPI+PI
3/4TR+CTR+CPI+PI
4/4 FL+TR+PI
费用高，即使是国内模具厂家也是在200万以上，因公司车型常有右舵化改制，这就要求了新项目在设计初期就要有左舵和右舵共用模具的理念，这样大大节约了公司成本，个人认为实现右舵车前围板模具左舵和右舵共用模具的最基本的前提条件就是右舵车前围板型面是对称的。
右舵车前围板选材，以前公司车型一般用DC06 0.8mm、1.0mm的，现在大多都选用B170P1、B210P1 1mm、1.2mm的，尤其是B 级车都是在1.0mm以上的。
5.2右舵车前围板焊接、涂装注意事项
右舵车前围板上的植焊螺栓、凸焊螺栓、螺母种类繁多。
我们在做此类的型面或开孔，严格按照规划院制定的标准执行。
在焊接过程中右舵车前围板的所有焊接边界都要涂上点焊胶，主要是为了增强密封性能。
焊接定位通常我们不可以开单独的孔来定位，选择型面定位和其他的安装孔或者工艺孔、过孔等来定位。
在涂装时几乎所有的边界都要涂胶。
5.3 部分车型的历史问题
A** 右舵车前围板与纵梁加强板的定位孔不一致，加强板20mm前挡板30mm，造成夹具无法定位，更改加强板定位孔孔径；
A** 右舵车前围板焊接边小，主线操作时焊接出现半点，更改料边长度；
A** 离合拉线直接凸焊在挡板上，强度差出现挡板开裂，解决措施增加加强板。
