乘用车雨水槽饰板结构设计浅析

朱祝英

武汉理工大学 湖北 武汉 430070

引言

进入2018年后，我国汽车千人保有量已经从2006年的38辆发展到超过140辆。蓬勃发展的汽车市场，反映着我国人民对于拥有汽车、尤其是对高质量高水平汽车的需求依然旺盛，而我们汽车行业从业者肩负的责任是给消费者提供质量更好水平更高的商品车。高质量的汽车，离不开设计结构与装配方式得到优化过的车身零部件和它们与车身之间更加熟练与精准的装配工艺。雨水槽饰板是发动机舱内一个重要组成部件，它不仅有配合要求，也有结构合理要求，对雨水槽饰板的设计结构最佳对零部件供应商和主机厂都有利。

1 雨水槽饰板的结构与用途

1.1 雨水槽饰板的结构

雨水槽饰板是汽车发动机舱内装配在前围板上，与引擎盖和前挡风玻璃配合的树脂零部件，其上装配着前雨刮，有些车型也会选择在其上安装前雨刮喷嘴。

按配合区域给雨水槽饰板可以划分为四大区域。与前挡风玻璃配合的弧线边沿区域是唇边部位，与前雨刮和前雨刮喷嘴配合、结构呈斜面凸起的区域是拱面部位，其上装配一根胶条与引擎盖配合的区域是斜边区域，下端与前围板配合固定的区域是底板部位。

（1）整体一体成型结构

对雨水槽进行截面切割后会发现这个零部件的主体其实是可以通过注塑工艺实现一体成型的。注塑完成冷却后再装配上其他的配合胶条、小饰板和垫片垫块等配件。其优点在于生产出来的单品整体形状和精度高，当生产因素不变时生产单品的状态稳定；而缺点是雨水槽主体比较大，外形存在较多曲面结构，对注塑工艺和生产机器有一定要求，成本较高。

（2）配件组装结构

若生产条件无法一体成型工艺注塑出雨水槽主体，可以选择将雨水槽主体分为好几个配合件分开注塑，然后通过铆接或者热处理，将多个曲面结构沿着曲面边缘分成几个加工难度低的单独注塑件，每个单独注塑配件都会沿着配合处延伸一段，在上面留下定位部位，通过铆接、热融等工艺制作成雨水槽饰板总成。其优点在于分解成好几个单独组成件后，降低了对注塑工艺和生产机器的要求，也降低了成本；而缺点在于将生产流程增加，为了做好品质管理和控制而需要做的监管和维护工作增加许多，而且组装结合的总成精度没有一体成型的高，状态也容易发生波动。

1.2 雨水槽饰板用途

雨水槽饰板的主要用途就是填补上车身引擎盖和前挡风玻璃之间前围板的那一块凹陷区域，降低行驶风阻与风噪；和将落在引擎盖与前挡风玻璃之间区域的雨水导流，从雨水槽饰板拱面上的孔洞网面流向前围板，再向两边流向翼子板与车身侧围外板之间的缝隙排向车外；还有利用斜边上装配的胶条与引擎盖配合，封闭隔绝从这片区域进入发动机舱的外界风沙等。

2 雨水槽饰板周边配合

2.1 基本配置的周边配合

对于同一款车型，不同的型号配置不同，基本配置的发动机舱内可能没有很多饰板来遮盖内部空出来的空间，与雨水槽饰板配合的车身配件有如下几种：

（1）前围板

雨水槽饰板与前围板的配合分为与前围板上板配合和与下板配合，上板配合决定雨水槽饰板唇边部位与前挡风玻璃贴合，不会发生翘起松脱；下板配合决定雨水槽饰板底板部位与前围板下板不会松动脱离，两种配合方式都有多种。

（2）前雨刮

雨水槽饰板上面会预留有两个圆形孔，用于前雨刮与前雨刮电机的装配，此处配合较多螺帽紧固配合。前雨刮的雨刮臂正常工作需要来回刮动前挡风玻璃，所以螺栓紧固需要设定足够的强度和刚度。

（3）引擎盖

雨水槽饰板与引擎盖的配合主要集中在雨水槽饰板斜边部位上装配的胶条区域，胶条与引擎盖的配合状态都会部分重叠，以彻底封闭隔绝外界与发动机舱内部，防止外界沙尘和雨水从这块区域进入发动机舱内。从前后方向的截面来看，还需要对胶条与引擎盖的重叠区域进行设定，重叠区域的高度应小于胶条高度的50%，这是为了给引擎盖关闭提供足够的缓冲。因为引擎盖关闭时，它的最低位置是低于图纸配合状态的，预留下足够的缓冲区域能减少通过胶条传递到雨水槽饰板斜边部位的冲击载荷。车辆的正常使用会涉及到引擎盖的开闭，对胶条的材料与成型还会有抗破损强度方面的耐久性能要求。

（4）前挡风玻璃

雨水槽饰板与前挡风玻璃的配合部位主要集中在雨水槽饰板唇边部位，配合方式有两种，有的选择让雨水槽饰板唇边部位贴在前挡风玻璃上面，有的选择让雨水槽唇边部位与前挡风玻璃边沿部位贴合。

（5）A立柱饰条/车顶饰条

雨水槽饰板与A立柱饰条/车顶饰条的配合部位主要集中在雨水槽饰板唇边的左右两边边角部位，，唇边的配合部位会针对A立柱饰条/车顶饰条的形状进行仿形拱起处理，而因为这种处理较为复杂，大部分设计方式都是采取将拱起仿形部位单独作为一个配件，装配到唇边部位边角，考虑到整车装配中雨水槽饰板与A立柱饰条/车顶饰条这两个配件的装配工序相近，配合方式基本都是选择让雨水槽饰板的唇边边角覆盖在A立柱饰条/车顶饰条上面，方便装配也防止两者配合松脱。

（6）前雨刮喷嘴

大部分车型都将前雨刮喷嘴的装配位置设定在雨水槽饰板或者引擎盖上面，当将前雨刮喷嘴的装配位置设计在雨水槽饰板上，前雨刮喷嘴采取的是嵌入式配合，配合部位不光要考虑到装配与耐久稳固方面的要求，防止前雨刮喷嘴因为温度变化脱出；配合部位的选择还得满足前雨刮喷嘴的喷射角度与范围符合设计要求，防止喷射区域偏离要求的区域；同时雨水槽饰板底面还要设计出固定输液管路的配合结构，防止汽车行驶中管路晃动造成异音，或者管路被压住导致喷水量不足或不喷水。

2.2 更高配置的周边配合

对属于更高配置的那些款式，发动机舱内会采取集成式设计配合，会采用较多的饰板来遮盖内部的装配结构与空余空间，营造出一种井井有条的气氛，突出对空间的有效利用，这种情况下在雨水槽饰板周边与之配合的车身配件会多出如下几种。

3 配合部位的定位约束

3.1 与前围板上板和前挡风玻璃

以卡扣式配合为例：采用卡扣式配合时，配件厂家将卡扣装上雨水槽饰板，然后送往主机厂在整车总装环节装配上车身。

采用这种配合方式的优点在于当车身上前围板上板精度良好、状态稳定，同时装配人员的作业熟练程度较高时，装配作业较为省时，只需要将雨水槽饰板一一按压卡入即可完成装配作业，而且卡扣与孔位配合容易定位，装配状态较为稳定；缺点在于为了防止卡扣漏装和运输中遗失，生产检查环节要设置管控，物流环节也要对装运台车进行约束设置，而整车总装环节因为看不到雨水槽饰板上的卡扣位置，这种配合方式对车身精度、状态稳定程度和作业员熟练程度有较高要求，而且雨水槽饰板上对卡扣座的位置度、高度以及与卡扣配合约束的精度有较高要求。

3.2 与前围板下板

以卡扣式配合为例：采用卡扣式配合时，主机厂在整车总装环节先将雨水槽饰板装配上车身，再卡入卡扣固定，而另一种状态，配件厂家将卡扣装上雨水槽饰板底面的卡扣座，然后送往主机厂在整车总装环节装配上车身的方式基本被淘汰，因为采用这种结构时装配人员看不到卡扣位置，这会提升装配难度，降低生产效率。

采用这种配合方式的优点在于当车身上前围板下板精度良好、状态稳定，装配作业较为省时，只需要将雨水槽饰板推入然后卡上卡扣即可完成装配作业，而且卡扣与孔位配合容易定位，装配状态较为稳定，从主机厂角度来考虑是最优解；缺点在于这种配合方式对车身精度和状态稳定程度有较高要求。

4 重点部位配合要求

4.1 唇边部位

不管唇边部位具体结构是采取软胶唇边与雨水槽饰板本体配合还是唇边部位下部采用卡槽结构，雨水槽饰板唇边部位的配合要求基本一致，那就是唇边部位的长度方向和高度方向。

对唇边长度方向的要求，软胶唇边结构主要是外观方面，局部过长凸出显得唇边部位不协调，或者软胶过长导致与前挡风玻璃配合时贴合卷入，发生卷边；对唇边高度方向的要求，软胶唇边结构主要是配合方面，与前挡风玻璃配合时唇边部位高于玻璃，间隙过大，雨水槽饰板容易松脱，或低于玻璃导致配合时无法卡入。

所以在雨水槽饰板单品检具的设计上需要增加几组断面检测块，对唇边部位进行仿形来提供检测，并设计基准范围，对唇边部位的高度进行测量与管控；同时检具上与唇边部位贴合配合部位也需要增加唇边轮廓线并设计基准范围，对唇边的长度进行测量与管控。

对于唇边部位还有一般产品性能要求，主要集中在三点：热老化性能、湿热老化性能和抗模糊性能。

4.2 雨水槽整体

对于雨水槽整体还有一般产品性能要求，主要集中在五点：热循环性能、抗磨损性能、耐候性、耐化学性和唇边分离抗性。

以热循环性能为例：检测主要通过将测试产品装配上试验车，放入热循环实验室中进行热循环试验，实验过程中和完成后都要确认外观状态与颜色是否发生变化，是否在允许范围内，以及最终是否恢复到实验前的原始状态。

5 总结

配合部件设计结构的进一步优化对整车装配工艺与效率的提升有一定影响，对提升整车品质有较大帮助，所以趁着国内实体经济复苏与国家更提倡实体经济发展的双重重大利好，从基础设计出发，优化配合部件设计结构是广大零部件供应商赶上发展浪潮的好机会。