王文軍　陳祖興　歐世聲

摘 要：隨著三孩政策的開(kāi)放，汽車(chē)市場(chǎng)7座家用MPV車(chē)型需求逐步增大，因受限于造型特征、整車(chē)尺寸以及車(chē)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(jī)廠(chǎng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)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(duì)應(yīng)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：汽車(chē) 頭部空間 安全帶 車(chē)身結(jié)構(gòu)

隨著三孩政策的開(kāi)放，一家六、七口人的出行需求逐漸增多，但受限于整車(chē)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(shí)，乘坐的壓抑感及頸部的不適會(huì)極大的影響乘坐體驗(yàn)，尤其當(dāng)?shù)谌懦俗齻€(gè)人時(shí)，中間位置涉及安全帶布置等問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步加劇該問(wèn)題。因此如何在滿(mǎn)足乘坐需求的情況下去解決乘坐人的舒適性，提升客戶(hù)乘坐體驗(yàn)成為車(chē)型開(kāi)發(fā)的主要關(guān)注點(diǎn)，本文重點(diǎn)描述第三排中間乘員安全帶布置方案對(duì)周邊的影響以及車(chē)身對(duì)應(yīng)的解決方案。

1 第三排中部位置安全帶布置方案簡(jiǎn)介

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

安全帶布置在車(chē)身上因卷收器與安全帶固定的均布置于車(chē)頂，可有效的改善行李箱空間以及降低座椅拉拽對(duì)座椅骨架強(qiáng)度的要求。但卷收器布置及固定點(diǎn)布置于車(chē)頂會(huì)對(duì)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(píng)價(jià)區(qū)域，同時(shí)該位置又是安全帶卷收器及固定點(diǎn)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(diǎn)的描述內(nèi)容。

2 安全帶卷收器布置位置及引發(fā)問(wèn)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?yàn)轭^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(qiáng)板中間，對(duì)應(yīng)D柱上內(nèi)板區(qū)域開(kāi)孔避讓卷收器，但該方案需在D柱上內(nèi)板上設(shè)計(jì)較大的避讓過(guò)孔，如圖2，該孔對(duì)整車(chē)扭轉(zhuǎn)剛度及扭轉(zhuǎn)模態(tài)均有一定影響，從而影響整車(chē)NVH。

為改善該布置引起的扭轉(zhuǎn)模態(tài)問(wèn)題，對(duì)D柱接頭部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，其中重點(diǎn)對(duì)卷收器避讓孔上下兩端進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)并對(duì)D柱上內(nèi)板進(jìn)行料厚升級(jí)，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(qiáng)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(xì)如圖3。

3 安全帶固定點(diǎn)布置位置及引發(fā)問(wèn)題解決方案

安全帶固定點(diǎn)通常布置于頂蓋后橫梁，為保證固定點(diǎn)強(qiáng)度，安裝點(diǎn)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(diǎn)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(wèn)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(xiàn)條區(qū)域，基于此調(diào)整，頂蓋后橫梁腔體內(nèi)側(cè)無(wú)安全帶固定點(diǎn)安裝空間，需將安全帶固定點(diǎn)后移，調(diào)整至頂蓋后橫梁腔體外側(cè)，詳細(xì)如圖5所示。

3.2 安全帶固定點(diǎn)頭部布置方案引起的問(wèn)題及優(yōu)化方案

由于安全帶固定點(diǎn)無(wú)腔體支持，且安裝點(diǎn)過(guò)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(shí)，車(chē)身結(jié)構(gòu)變形較大，無(wú)法滿(mǎn)足安全帶設(shè)計(jì)要求。

（1）為改善安全帶固定點(diǎn)變化引起的頂蓋后橫梁受安全帶拉力變形過(guò)大問(wèn)題，對(duì)頂蓋后橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，其中在安全帶固定點(diǎn)周?chē)鷺?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(diǎn)區(qū)域設(shè)置焊點(diǎn)，增加零件連接穩(wěn)定性。通過(guò)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(shì)，降低不可控因素。詳細(xì)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(shí)加大與D柱連接面積，連接區(qū)域設(shè)置雙排焊點(diǎn)，加強(qiáng)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(qiáng)度，保證頂蓋后橫梁受到安全帶拉力時(shí)，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(xì)如圖7，保證車(chē)身結(jié)構(gòu)變形趨勢(shì)可控。

通過(guò)以上優(yōu)化，解決安全帶拉力變形過(guò)大問(wèn)題，經(jīng)CAE分析，頂蓋后橫梁變形已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)如圖8優(yōu)化前后CAE分析對(duì)比。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在不改變車(chē)型尺寸及外觀(guān)造型的前提下，通過(guò)后排安全帶布置方案的優(yōu)化及對(duì)應(yīng)車(chē)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(shí)規(guī)避了安全帶布置在座椅上后備箱空間不足等問(wèn)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(wèn)題，改善乘員乘坐舒適性，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。