汽车顶盖设计规范

3.4主断面
主断面是反映整车性能、结构、配合、法规等方面要求的截面。主要规定了白车身主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面信息，是车身设计工程可行性分析的重要手段和车身结构设计的重要依据。
4车身顶盖形式及性能作用
4.1顶盖主要具有下列作用：
（一）遮挡风雨阳光；
根据顶盖与顶饰条侧围搭接结构，确定顶盖与顶饰条搭接边，如下图：
其中：a为顶饰条开口宽度，每款车型几乎都不同，顶饰条数据是由内外饰提供;，根据顶饰条的结结构和两边压缩量，得出顶饰条开口宽度a；
b为顶盖侧面搭接边下沉深度，根据顶饰条的卡接安装点，以及侧围CAS面和DTS，偏置CAS面即可确定b的深度;
对于顶饰条需要顶盖卡接的顶饰条结构形式，一般顶饰条的布置：如下图
6.2顶盖与其他系统（内外饰、电器等系统）配合要求
6.2.1和外饰前后风窗玻璃的配合
顶盖前翻边同时也是风窗玻璃的涂胶面，翻边与玻璃A面的间隙应为玻璃厚度加上涂胶层厚度。而翻边长度要综合考虑到前风窗玻璃与顶盖的间隙、前风窗玻璃密封条的宽度、涂胶宽度和一定的余量，建议为25-30mm。
6.2.2和外饰顶饰条的配合
6.1.1顶盖与侧围焊接要求
建议顶盖前后顶横梁先和侧围焊接，然后再焊接顶盖外板等；由于侧围有多层板，所以和顶盖外板、顶盖横梁焊接处容易产生4层焊，所以需要在顶盖横梁、侧围上开避让切口来避免4层焊。焊点排布的时候，需要综合考虑顶盖横梁、侧围加强板、顶饰条卡扣、前后排扶手的位置，排布出最优的2层和3层焊点组合
汽车顶盖设计规范
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本标准规定了汽车顶盖的设计要点及其判定标准等。
本标准适用于各类汽车顶盖设计。
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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是标注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 11566 轿车外部凸出物
ECE R26关于车辆就其外部凸出物认证的统一规定
翻边高度为b=25～30mm；
结构形式二翻边高度，即焊接边c=20～25mm;
顶盖天窗开口处外R=1.5～2mm，在模具能够实现的情况下，外角R取小不取大。
上述具体尺寸确定，可根据车型和天窗结构做调整，但一般要求都在上述范围内。由于天窗开启和关闭的过程中，变形的焊点或焊渣会划破密封条，所以天窗安装板和顶盖的焊接面要设计在在密封条配合面的下部并让出2-3mm，防止密封条被划坏，同时还有利于美观。推荐优先使用结构一。
顶盖的定位孔布置要充分考虑避免引起漏水风险。要求顶盖定位孔的布置需在前后风挡玻璃胶涂胶面以外。如图4所示：
定位孔到料边的最小距离≥5mm，且定位孔不漏胶；两定位孔△Y向距离一般为△Y≥2/3顶盖Y向轮廓尺寸。
5.1.2.2顶盖的型面：
顶盖外板要求符合A-Class Surface要求，其钣金型面是由造型外CAS面决定的。其中产品主要考虑顶盖与侧围及顶饰条的匹配；顶盖总成焊接定位；顶盖总成与车身骨架的焊接定位；顶盖的焊接边宽度。
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7
天窗加强板（天窗版）
提供天窗安装点，提升车身刚度，顶盖强度
1
8
顶盖（天窗版）
遮挡风雨，提升刚度
1
4.4顶盖法规要求
4.4.1车辆顶盖碰撞保护 FMVSS216：
主要内容为在车顶上边梁处施压，压板在127mm的行程内受到的最大阻力不得小于1.5倍车重或者22.24kN。
图3压板下压方向示意图
增加此处性能的方法有：增加侧围上边梁以及A柱B柱C柱的结构强度；增加顶盖横梁的结构强度和优化顶盖横梁与侧围的搭接接头，使顶盖横梁与A、B柱一起对上边梁形成有效支撑。
前顶横梁需满足前顶灯的安装，可以在横梁上直接起特征来满足顶灯的安装，也可以另外开发支架为顶灯提供安装点。另外，前顶横梁还需为顶棚、遮阳板提供安装点。
前顶横梁的选材一般为：B170P1/B210P1，料厚一般为：1.0-1.2mm。
5.2.2顶盖中横梁的主要结构形式与设计方法
顶盖中横梁与B柱形成闭环，为两层板焊接成闭口截面（如图14），其余位置的中顶横梁为单层板的开口截面设计。
5.1.2顶盖本体结构设计：
5.1.2.1顶盖的定位：
定位孔的设计要求：孔定位顶盖单件上至少需要两个定位孔，因顶盖A面的要求，三厢车定位孔都布置在顶盖与前后风挡配合面上，采用前后风挡玻璃安装孔。两厢车定位孔前定位孔布置前风挡配合面，采用前风挡玻璃安装孔。后定位孔直接采用铰链安装孔作为定位孔。基准统一，易保证精度
6.1.2顶盖与后背门配合要求
保证顶盖和后背门的运动包络有≥3.5mm的间隙；后背门密封条卡接边宽度足够，一般除去圆角后≥12mm，卡接边边缘距后背门密封面距离按密封条设计输入来定，要求均匀。
顶盖总成和后背门铰链的配合保证铰链安装点的强度、刚度，同时铰链的安装孔要设计成可调的，在安装后背门时对后背门间隙面差进行调整
a、天窗安装板与侧围的搭接，有两种方式：
1)天窗安装板与侧围通过搭接边直接焊接在一起；
2)天窗安装板与侧围通过支架螺栓连接。
b、天窗安装点的结构有两种形式：
1）、安装点直接构建在天窗安装板上；
2）、采用在天窗安装板上焊接支架的方式。
6顶盖总成设计方法以及顶盖总成与周边零件配接要求
6.1顶盖与车身焊接要求
序号
名称
功用
数量
1
顶盖（非天窗版）
遮挡风雨，提升刚度
1
2
前顶横梁总成
与车身骨架焊接，提升车身刚度强度，并为前风挡配合支撑面，安装前顶灯
1
3
中前顶横梁
提升顶盖强度，防雪压
1
4
中顶横梁总成
提升顶盖强度，防雪压
1
5
中后顶横梁
提升顶盖强度，防雪压
2
6
后顶横梁
与车身骨架连接，提升车身刚度强度，并为后风挡配合支撑面
5.2顶横梁及天窗加强板设计
5.2.1前顶横梁的主要结构设计与设计方法
前顶横梁有两种不同形式。如图13所示前顶横梁，左边为开口形式的，一般用于小型轿车；右边为闭口形式的前顶横梁，一般用于大型轿车、SUV等车型。闭口形式的前顶横梁在截面的抗弯和抗扭性能方面显著优于开口形式的前顶横梁，缺点是采用两层板，会增加车身重量，不利于轻量化。
对于卡扣连接结构顶饰条，断面根据顶饰条结构来确定,没有具体要求；顶饰条卡扣个数一般在5~8个。其中为了防止顶饰条前后端上翘，要求L1=60~110mm前后相同要求,前提是确保顶饰条前后端不上翘;顶饰条上安装卡扣的翻边之间距离为L2 =280~350mm。
6.2.3和外饰行李架的配合
行李架的安装方式一般分为两种：
4.4.2头部碰撞保护 FMVSS201：
主要内容为头部撞击内饰时HIC的值不能超过1000。
4.4.3外部突出物GB11566-95
车辆外部突出物的最小圆角半径必须大于2.5mm。
5顶盖钣金设计要点
5.1顶盖本体设计
5.1.1顶盖本体材料选型：
顶盖是外覆盖件表面质量要求达到超高级的精整表面，符合A-Class Surface要求，同时要具备很好的防腐性能。顶盖材料一般采用料厚0.7～0.8mm的钣金。为保证顶盖自身刚度，减小行车时产生震动，一般选用强度较高的材料。推荐顶盖选材为HC180B/0.8或B170P1/0.8。对于顶盖面积较小结构简单的顶盖，在能够满足强度的前提下可选用HC180B/0.7mm或者DC04/0.8mm。
C-C截面：主要有如下结构：
其中：翻边为直边的推荐值f=20～28mm，建议25±1mm
翻边为台阶边，台阶边向内偏置g=2～3mm；高度h=22～30mm，建议25±1mm
上述具体尺寸确定，可根据车型和天窗结构做调整，但一般要求都在上述范围内。与A-A截面一样，优先推荐采用翻边为台阶边结构。
b、天窗密封条安装顶盖外板上。
此方案应用在全景天窗顶盖上，如图11：
因全景天窗开启无需藏在钣金下面，多为外掀式天窗，同时为保证周边密封结构相同，故顶盖天窗 开口一圈截面都为A-A截面结构。不同天窗A-A结构有所不同，图示结构仅代表其中一种。
天窗版顶盖设计时要考虑使用天窗的大小，确保天窗开口线到顶盖流水槽有一定距离来保证顶盖外板的刚度及强度。以免在顶盖在搬运过程中导致顶盖发生严重变型致使顶盖报废。同时也方便布置天窗加强板，及其他总成。如图12，一般设计考虑A≥80mm,全景天窗的SUV或MPV车型A值更大。具体数值参考CAE计算结果。
中顶横梁的选材一般为：B170P1/B180H1/B210P1,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ厚为1.2-1.5mm。
5.2.3顶盖后顶横梁的主要结构形式与设计方法
三厢车的后顶横梁的主要结构与设计方法与前顶横梁大致相同。两厢车后顶横梁一般采用闭口断面设计，以提高后背门门洞一圈的抗扭能力。其结构如图15。
顶盖后横梁总成由后横梁本体和加强板焊接而成，包括顶盖外板，此处共有三层板的结构。在与侧围焊接时，三层版的搭接较为复杂，为保证腔体的有效，如果三层板可以分别与侧围的外板、加强板、内板搭接则最好。如果不能，至少应该形成两处焊接，形成腔体。
一般情况下：
顶盖与前风挡搭接边宽度：a=18~30mm,建议取20mm；
顶盖与顶饰条侧围搭接边宽度：b=15~23mm,建议取18mm；
顶盖与后风挡搭接边宽度：c =18~30mm,建议取20mm；见图5.。
顶盖与侧围采用激光拼焊的结构如图，顶盖在与侧围搭接处做负角翻边，与侧围零间隙结合，翻边长度及负角视结构及工艺水平而定。
FMVSS201 头部碰撞保护
FMVSS216 车辆顶盖碰撞保护
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3.1 汽车顶盖
汽车顶盖是车身骨架的重要组成部分，与侧围、地板及前围板组成乘员舱用以保护乘员。顶盖上装有顶棚，顶灯遮阳板的顶部装饰件。
3.2 天窗版汽车顶盖