汽车车身导水主板导水槽结构设计

汽车车身导水主板导水槽结构设计郭文志吉利汽车研究院；杭州萧山311228【摘要】本文主要讲述了两种不同的车身前部导水槽结构，封闭式导水槽和单板式导水槽结构，并分别对两种导水槽的导水性、安装要求、焊接工艺性以及和周边零件搭接关系等技术问题进行了说明。并以某款汽车的前舱导水槽结构为例，展开讲述了汽车前舱导水主板总成中导水槽的结构特点和种类，以及在设计过程中需要注意的关键点。且列举了几种常用的导水槽结构，为导水槽设计时提供参考。【关键词】车身；前舱导水主板；导水槽；结构StructureDesignofDeflectorChannelofanAutomotiveBodyGuoWenzhiGeelyAutomobileInstitute;Xiaoshan,Hangzhou311228Abstract:Twodifferentkindsofdeflectorchannelstructuresonfrontbodyarediscussedinthispaper:closed-typedeflectorchannelandsingle-platedeflectorchannel.Andthewater-guidingfeature,mountingrequirement,weldingtechniqueandoverlappingrelationwithperipheralparts,etc.areexplained.Takingthestructureofdeflectorchannelintheengineroomasanexample,thestructurecharacteristicsandcategoriesofdrainchannelfordeflectorplateassemblyintheengineroomonaspecificcar,aswellaskeyconsiderationsinthedesignaredescribed.Meanwhile,someexamplesofdeflectorchannelstructuresaregiven,therebyprovidingreferenceforthedesignofdeflectorchannel.Keywords:Body,DeflectorPlateofEngineRoom,DeflectorChannel,Structure1引言汽车车身导水主板导水槽的主要功能在于将车身前部，雨水顺着前风挡玻璃→通风盖板→前舱导水主板导水槽排到车体两侧，防止水流进入发动机舱内部和车身驾驶室内部，保证发动机舱内部无雨水侵入、内部元件正常运作、驾驶室内无水渗入。本文主要讲述汽车车身前部通风盖板下方的前舱导水主板的导水槽结构，以及防止雨水进入车体的导水结构及工艺方法。车身前舱导水槽结构分为两种形式。一、封闭式导水槽(圆弧U型)；二、单板式导水槽(倾斜L型)。两种结构都是由钣金冲压而成。封闭式导水槽为圆弧U型结构(见图1)，主要应用于封闭式导水主板总成结构中，此种结构导水性较好，但工艺性较差，其结构不利于成形。单板式导水槽为圆弧倾斜L型结构(见图2)，主要应用于安装式导水主板总成结构中，此种结构导水性较差，但工艺性较好。两种导水槽结构都是将雨水从导水槽两侧导出到车体两侧，使机舱及驾驶室里保持干燥，内部元件正常运作。图1U型导水槽结构形式图2L型导水槽结构形式2封闭式导水槽结构(圆弧U型)封闭式导水槽主要应用于小型乘用车中封闭式前舱导水主板总成中，结构为圆弧U型结构，总成中一般由雨刮安装支架、导水槽上板、发动机罩铰链座、导水槽焊接组成封闭式导水板总成(图3)，雨水通过风挡玻璃→通风盖板→圆弧U型导水槽→车体两侧，此种结构优势在于导水性较好，有一个完整的密封空间，保证自身功能外同时保证其附件安装要求。U型结构的导水槽工艺性要求较高，要保证其成形性同时保证其焊接工艺性。图3U型导水槽整体结构形式U型导水槽结构为导水槽上板、导水槽、铰链座(见图4)焊接形成封闭式导水槽结构，通过与前围进行焊接后固定到车身上，位于玻璃下方，机舱上方。通过固定的导水槽结构将雨水导出到车体两侧，并满足各系统安装要求。图4导水槽的组成零件3单板式导水槽(倾斜L型)单板式导水槽主要结构型式为倾斜L型结构，主要应用于SUV、MPV较大车型中，导水槽上开有安装孔，主要通过安装孔安装到前围上部总成上，此种结构占用机舱空间小、方便安装及拆卸，雨水通过前风挡玻璃→通风盖板→L型导水槽→车体两侧。此种结构优势在于导水槽结构简单，成形工艺较好，但对于其导水槽空间较小，导水性较差，密封效果不好，需特别对其密封(见图5、图13)。图5L型导水槽安装形式L型导水槽结构为：雨刮安装板、导水槽、左右连接板焊接形成L型导水槽结构，通过螺栓安装到前围上部总成上，实现导水功能(见图6)[1]。顶盖外板翼子板侧围外板导水槽上板导水槽铰链座图6L型导水槽爆炸图4导水槽设计导水槽在其导水主板总成结构中及其重要，要保证其良好的导水性、安装及焊接工艺性、周边数据搭接关系的要求。4.1U型导水槽设计要点U型导水槽设计主要满足以下要求：（1）U型导水槽底部导水槽宽度U型导水槽设计中导水槽宽度尤为重要，它是决定导水槽导水性的重要因素，一般导水槽设计宽度要大于20mm以上，其结构为中间高两端低的弧形结构，导水槽表面不许有凹陷特征，避免在车身涂装或排水过程中积液或溢流不净情况(见图7)。建议用结构形状不建议用结构形状图7U型导水槽底部结构图（2）保证导水槽焊接边长度，大于12mm(见图8)图8U型导水槽焊接示意图（3）焊接定位孔布置定位孔通常设计在主导水槽后部或是前部，但一般要与XY坐标平行，以保证焊接夹具的设计。（4）密封U型结构导水槽因自身结构为U型结构，所以雨水不会流出，所以此结构导水槽不需进行密封(见图9)。图9U型导水槽水流向示意图（5）空调口到导水槽最小距离保证20mm以上(见图10)连接板制动支架导水槽雨刮支架中部支架图10空调口与导水槽示意图4.2L型导水槽设计要点L型导水槽设计主要满足以下要求：（1）L型导水槽底部导水槽宽度大于20mm以上L型导水槽设计中导水槽宽度尤为重要，它是决定导水槽导水性的重要点，一般导水槽设计宽度要大于20mm以上，中间高两端低的弧形结构，避免导水槽中心凹陷特征，要有辅助导水槽，主要功用是将雨水引入要主导水槽内排出到车体两侧(见图11、图12)。不建议用结构形状建议用结构形状图11L型导水槽底部结构示意图（2）导水槽安装点的布置L型导水槽为安装式，在设计时要考虑到其安装点的布置，一般为7—10个安装点。（3）导水槽结构要具有一定的角度(见图12)，保证水流流到导水槽处。L型导水槽整体结构要与地平面保持一定的角度(保证雨刮安装要求)一般大于10°以上，以保证雨水进入到导水槽处。（4）在导水槽上设计多个副导水槽副导水槽主要功用是对雨水起导向作用，将雨水引入到主导水槽后排出到车体两侧(见图12)。图12L型导水槽水流向示意图（5）导水槽密封L型结构型导水槽为安装式结构，需对导水槽边缘处密封，以防止水渗漏(见图13)。图13L型导水槽密封示意图（6）通风盖板安装孔设计因导水槽上方安装通风盖板装置，所以需在导水槽上设计通风盖板安装孔(7mm×12mm)，以满足安装要求。（7）定位孔要与XY坐标平行设计定位孔通常设计在主导水槽后部或是前部，一般与XY坐标平行，以保证焊接夹具的设计[2]。5几种常见的导水槽结构5.1几种应用中的L型导水槽结构密封胶L型导水槽在实际应用比较广泛，其安装式结构，对其机舱维护及行人保护起到了重要的作用。以下为几种常见的L型导水槽结构，在导水槽设计时可以参考(见图14)。结构1结构2结构3结构4图14L型导水槽结构5.2几种应用中的U型导水槽结构U型导水槽在实际应用较少，因需要与前围板焊接固定到车身上，拆卸不便对机舱维护不方便，所以运用比较少，但是该结构导水槽内部空间较大，导水性较好，对雨刮安装点布置及雨刮运动包络有很大的空间，以下为应用中的几种实例，可以作为设计参考(见图15)。结构1结构2结构3结构4图15U型导水槽结构6导水槽设计时容易出现的问题1）导水槽宽度不够，导水性不好；2）安装点布置不合理，导致导水板无法安装；3）导水槽出水口位置不合理，排水位置不正确；4）定位孔开在主导水槽处；5）焊接边长度过短；6）空调口与主导水槽距离过近。本文仅仅以某款汽车前部导水槽结构为例讲述导水槽的结构设计，对其他车型的导水槽设计可以提供参考，实际设计过程中会出现更多的问题，以上并不限于这些结构设计方案[3]。7结论车身前部导水槽结构设计不仅需要考虑到导水性等问题，还要根据其它周边数据提供的输入条件进行设计，导水槽主要的作用在于导水，通过其特殊的结构将雨水沿流水槽排出车体，防止水流进入车体内部。以上所述提供了车身前部导水槽的结构设计方案及设计要点，希望为广大的汽车设计者提供一些参考。参考文献[1]黄天泽.汽车车身结构与设计[M].北京:机械工业出版社,2002:85-90.[2]黄金陵.汽车身设计[M].北京:机械工业出版社,2008:210-215.[3]黄兴敏,王立刚.汽车车身结构[M].北京:人民邮电出版社,2010:180-185.