周世一　方传运　刘勇

摘 要：随着现代汽车业的发展，大众对汽车节能，环保，智能的要求越来越强烈。两厢车相对与三厢车，具有尺寸小，节能的优点，越来越被中国驾驶者接受和喜欢。同时汽车厂家出于成本，设计周期的考虑，越来越多的三厢改两厢车身设计被厂家所需要。本文总结了汽车三厢改两厢的车身骨架结构设计经验，并重点介绍了产品结构的优化设计。

关键词：汽车；三厢改两厢；车身设计

1 相关概念和提出

三厢车

三厢车有着分工十分明确的三个舱：发动机舱、乘员舱和行李舱，相互独立。

两厢车

两厢车的前部与三厢车没有区别，不同之处在于这种汽车将乘员舱近似等高度向后延伸，把后行李舱和乘员舱合为一体，使其减少为发动机舱和乘员舱两“厢”，见图1。

考虑到驾驶者越来越接受两厢车，同时兼顾三厢车改两厢车具有周期短，成本低的设计，研发优点，所以汽车公司迫切需要三厢改两厢的车身设计，这样可以丰富汽车制造商产品线，扩大其销量。

2 设计要点

三厢改两厢设计应继承原车的最大优点，同时尽量沿用老件，少开发新件。对车身而言，前舱，发盖，侧门完全沿用，侧围与门配合区域完全不做更改，需要更改的是侧围，顶盖和底板的后部，这样可以确保更快更好设计出一款两厢新车型。

2.1 相关准备

任何车型开发之前，必须明确相关的竞争车型，这样设计才会有的放矢。另外要准备相关的数据，截面，这样设计出的数据才能可靠有效。设计要出于性能，成本等综合考虑，这样才是好的设计。

2.2 顶盖的结构设计

两厢车偏向运动型，顶盖更具流线型，与原三厢车的顶盖相比，尺寸（面积）增大。因顶盖向后延伸，原三厢车最后一顶横梁的位置需要后移，这样扩大了最后两横梁的间距。因此，如果沿用原顶盖的结构设计或材料，可能出现顶盖偏软，影响整车NVH性能。可以通过以下方法进行改善：

1.在顶盖内侧贴增强胶垫或沥青板，提高顶盖的刚度。

2.增加顶横梁，减小因后顶横梁后移造成的间距偏大。

下图是三厢车和两厢车顶盖横梁对比，见图2：

新增横梁对侧碰也是有好处的，经CAE分析对车身侧碰性能提升6%。

2.3 侧围的结构设计

三厢改款成两厢时，侧门沿用三厢车的可不做变化，侧围在C柱以前的造型保持不变。因此，只需要从C柱处改变原三厢车的造型。可以大大节省开发时间。

2.3.1 涉及更改的零件

造型确定后，侧围轮廓也就基本定下来了，接下来要对变化的部分进行结构设计，涉及更改的零部件主要有：

A.侧围外板

B.顶盖外板

C.流水槽

D.轮罩

其中侧围外板是尺寸最大的一个件，开发费用最高周期也最长，当造型确定后，不要轻易改动。由于后背门的铰链要布置在后顶横梁上，因此要加强后顶横梁及其接头的刚度。

2.3.2 设计原则（基准）

A.典型截面：前期布置可行性分析，工艺校核，整车强度刚度分析，是整车开发不可缺少的第一步。

B.Opening-line：满足后背门的密封和铰链轴线布置要求。同时需要考虑在门开启过程中与气弹簧有无干涉，流水槽处钣金设计依据此线。

C.我们在设计在内板和加强板都需要参考侧围设计需要满足以下几点要求：

a.强度和刚度要求，保证碰撞安全；

b.侧围接头满足设定的扭转和弯曲刚度；

c.外观要求，同时满足造型和工艺要求；

d.承载作用，布置相关支架、加强板，满足附件、电器件的固定安装要求。

2.4 底板的结构设计

2.4.1 总体原则

处于经济性考虑，底板总成的前底板总成是不更改的，同时考虑到座椅不更改，相关底板安装点都无需更改。因车身的长度的减短，主要要考虑后碰的可靠以及刚度。

2.4.2 后碰

由于下部车身结构设计跟造型相关的因素比较少，因此所有新设计的零部件都是基于三厢车零部件考虑的。

两厢车车身相对三厢车车身短了60mm左右，减少的长度平均分布在后纵梁和后保横梁吸能盒上。车身整体缩短60mm对后碰有较大影响。因此下部车身被动安全方面需要做的工作主要就是保证更改后的后碰效果。其他零部件的设计结合两厢车的造型和三厢车的零部件变化而来。

下图是两种车型结构比较，见图3：

相关设计工作主要更改了以下几点：

A.法规要求，低速碰撞后，后保可拆卸，车身无需修理，减小后围总成（与后保相关处）封闭截面面积，后围外板与后保的间隙由10mm变为25mm，减小碰撞损坏后围外板的可能性。

B.考虑到车身长度减短，为了加强后碰效果，后围总成（与后保无关处）封闭截面面积应该适当增大。

C.適当增加加强板和改变沿用件结构，保证后碰中充分吸能，达到良好的后碰效果。

2.4.3 刚度

两厢车型没有衣帽架总成，对整车的刚度和模态有一定的影响，所以要通过加强每个新件本身的强度和刚度来弥补这个缺陷，在CAE的分析协助下，必要时候还需要增加了全新件来增加侧向刚度。

3 结论

在整个三厢改两厢车设计中，沿用原三厢车钣金车身件299件，新开发钣金件90件，沿用率约为75%，整个车身的可靠性大大提高，相关试验的费用大概减少了50%。三厢改两厢车设计是一个非常繁杂的过程，但成功的设计可使我们积累大量的实践经验，掌握许多先进技术和设计方法。三厢改两厢车与全新车型设计相比可为公司节约大量资金，极大降低了开发成本，使产品投入市场后更具竞争力。

参考文献：

[1]郭竹亭主编. 汽车车身设计（上）长春：吉林科学技术出版社.

[2]王萱，李宏光，赵航等. 现代汽车安全. 北京：人民交通出版社.