汽车维修2020.3
汽车前盖隔热罩固定方式优化
金增奇杨亮常媛
前盖隔热罩毋容置疑，其具有良好的隔音、隔热效果，可有效避免发动机的高温直接传至发动机盖，以此保护发动机盖的车漆，避免雨雪天气，发动机盖产生雾气影响驾驶，为驾驶员提供一个舒适和安全的驾驶环境。如何在最优的成本取材上，尽可能的减少固定点，节约成本以及方便后续拆卸，成为当下研究的新方向，本文提供了一种新的隔热罩固定方式并结合实际造车对结构进一步优化。
一、前盖隔热罩作用
1.在整个汽车运行产生的噪声
中，发动机属于主动噪声，也是全车唯一的主动噪声。发动机在工作的
过程中，活塞机械运动而发出机械噪音，还有点火时气体燃烧的爆破声，当然这种爆破声会因为气缸的存汽车车罩
在被转化为气缸的震动噪音。众所周知，噪音控制过程中常用到隔声屏障（噪音的机器和工作人员之间，放置一道声屏障，就可减弱噪音），发动机盖隔热罩正是利用这种原理起到降噪作用，首先发动机在发动机盖下方，发动机盖上安装隔热罩以后自然就构成了声屏障，其次隔热罩使用吸音材料（一种声学泡沫材料，它里面水平分布着开口腔与闭口腔），能有效地将噪声即声能转化为机械能和热能消耗掉，从而达到吸收噪声的目的，环境噪音得到明显降低。
2.发动机舱内的温度分布与其
内部的气流流态密切相关。怠速状
态下，散热风扇周围的风量均等，而行驶状态下流向下方的风较强。随着气流的变化，发动机舱内的压力分布也出现变化，上部的压力由前向后逐步增加，后部挡火墙处的压力由上至下逐步降低。由于气流由高压区流向低压区，发动机舱上部的高温气流会滞留在上部，难以向后方移动，因而会烘烤发动机盖，此外，发动机为了维持正常运转，也会以辐射的形式向外散出大量热能，直接导致发动机盖温度的上升，发动机舱的持续高热会让发动机盖频繁的处于高温与低温之间，对漆面的老化影响非常严重，特别是白车辆更容易因为频繁的冷热交替作用而导致发黄。所以我们需要吸热、隔热，来降低发动机盖的变以及延迟钣金老化（金属疲劳）。而隔热罩由于其优秀的耐火阻燃特性，可以阻隔来自发动机的热能，保护发动机盖漆面不受高温烘烤。
总之隔热罩有隔音、隔热、吸尘和降低共振的作用。
二、传统隔热罩固定方式汽车隔热罩通常通过卡扣固定在车身钣金上。固定形式有2种：一种是在钣金上打孔，卡扣上设置柱状螺栓或倒钩固定在钣金孔上来，实现固定，如图1、图2所示。一种方式是在钣金上焊接螺栓，卡扣上设置与螺
栓适配的固定孔，卡扣压装在隔热垫或隔音垫上实现对隔热垫或隔音垫的固定。
以上2种安装方式存在几点问题：
1.柱状螺柱长度太长，安装过程
中易变形，造成隔热罩与钣金孔不贴合，影响固定的牢靠性和隔热罩与钣金的表面会产生间隙。
2.卡扣一旦装配完成后，很难取出，需要配备专用工具，更换不方便。用蛮力取出后，卡扣会遭到严重破坏，不能再次使用。更为严重的是，卡子螺柱在拆卸的过程中有可能掉入钣金空腔，当关闭发动机盖时，
会有异响的风险。
图1
图2
2
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3.现有卡扣结构只能手工安装，
没有可借助的工具，靠近发动机舱内侧由于靠近车头比较远，员工需要一只手拿着卡扣并且扶着隔热罩，同时另一只手安装卡扣，操作困难，费时又费力。
三、新型隔热罩固定方式
在隔热罩的边缘增加约束结构，利用自身本体多出的边缘构造，插入到钣金孔中，达到固定隔热罩的效果，如图3，图4所示。对比传统的固定方式，新型结构有许多的优点。
以中国的某汽车厂商为例：a.钣金上的螺柱单个成本0.15～0.3RMB ，塑料卡扣0.2～0.4RMB 。
b.隔热罩固定点的要求，大于等
于25mm ，必须增加固定点，从而达到隔热罩固定牢且与钣金无间隙的要
求，粗略估计单车可以节省8个左右的推钉。
制造车间的基本工程工时BEC （在整车厂内，用于安装紧固零件的时间（单位＝min/车，也就是厂内增值
手工操作时间），HPV ：单车工时Hours
per
Vehicle ，GCR （Gross
Conversion Rate ）工时转换率，是用来衡量工厂的效率GCR =HPV/BEC 。某汽车厂的直接每小时平均人
工成本6.28/min of BEC 。
针对钣金上增加螺柱的固定方式，如改成新型的固定方式，有如下优点：
1）可以省去螺柱以及塑料推钉
的单件成本。按照某车厂单个螺柱0.15～0.3RMB ，单个塑料卡子0.2～0.4RMB 来计算，单车可节约2RMB 左右。同时可以减轻车体的整备
质量。
2）方便后续拆卸和更换。与传统结构相比较，不需要专业工具和专业操作人员，拆卸方便，并且可以多次拆装。
3）假设单车节省8个推钉，每个推钉安装到钣金上的时间为3s 。8screws x 3sec/screw =24sec of BEC
￥6.28/min of BEC x 24sec of BEC x 1min/60sec =￥2.5
经过上述分析，新的固定方式一方面缩短了制造周期，降低安装时间BEC ，提高了工厂的操作效率，另一方面减少推钉的单价、包装及运输成
本等等。
四、边缘约束结构固定方法的优化
经过上述讨论，新型的卡接结构相比较老式固定方式存在诸多优点，但是结合实际造车应用中，这种结构也存在一定的质量隐患。
众所周知，前盖隔热罩安装完成以后可以将发动机盖与隔热罩视为一个整体，当操作人员关闭发动机盖时，隔热罩连同发动机盖一起下落。发动机盖完全闭合时，隔热罩一方面收到自身重力的作用会有一个继续下降的力，另一方面发动机盖会给隔
热罩一个向上的反作用力。两个力叠加会使隔热罩产生变形。而隔热罩变形直接体现的位置恰恰就是插到钣金孔里，多出来的边缘约束结构。如图5所示，隔热罩的1，2，3，4，5，6卡角变形，卡角不能完全与钣金贴合，会产生如图7所示的间隙。更有甚者，图6位置的卡角会从钣金孔中脱出。产生隔热罩与钣金存在间隙或者隔热罩安装不到位等诸多质量问题。
图8是从CAE 的角度分析隔热罩在下降到最低端的时候，隔热罩卡
角的变形情况。
图3
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图7
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一、慢充工作原理
纯电动汽车在充电的过程中，电流流向为220V 交流电经随车充电设备流经慢充口，再到车载充电机，然后车载充电机将交流电转变为高压直流电并将其送到高压配电盒，最终
经高压配电盒到动力电池。图1为电流流动路线图。
为了保证充电过程安全有效，慢充通常包括充电连接确认、充电参数设定、充电过程三个阶段。
1.充电连接确认
充电连接确认包括随车充电设备连接确认和车辆控制装置充电连接确认两个内容，只有双方确认无误以后才能进行充电操作。
图2为充电连接电路图。随车充电设备连接确认的主要目的是随车
由于隔热罩卡角受到向上的反作用力，加上隔热罩的材料仅仅是无纺布加PU 发泡，材质较弱，受力的时候容易变形，从而隔热罩卡角会产生比较大的位移。当卡角受力，最大变形量约有38mm ，此时卡
角与钣金孔的摩擦力会大大降低，致使隔热罩与钣金产生间隙或者隔热罩卡角从钣金孔中脱出，如图8所示。
针对卡角易脱出的问题，从脱出的失效模式进行分析。
一方面：我们需要增加卡角与钣金的摩擦力，即使卡角变形，但是只要是摩擦力大于卡角脱出的力，就会
避免缺陷的产生。优化卡角结构，增加凸点（如图9所示）和卡角位置的钣金造型增加翻边弧度（如图10所示）。安装后隔振垫的凸台会牢牢卡在钣金翻边上，这样即使卡角位置变形，凸台也会钩住钣金翻边，防止卡角从钣金孔里面脱出。
另一方面：隔热罩里面增加玻纤，增加隔热罩的硬度，这样在相同作用力下，会降低隔热罩的变形量。
综合上述两个方面的措施，我们再进行CAE 仿真分析得出如下结果：隔热罩卡角位置的形变量大大降低。同时跟踪总装生产线的造车情况，卡角脱出的问题得到有效的遏制，措施断点以后，问题没有复现。
五、结束语
麻雀虽小，五脏俱全。隔热罩作为汽车零部件之一，不仅起到美观的作用，更重要的是有良好的隔音、隔热效果。在现有技术基础上，不断创新，提升零件的性能，从而使驾驶者有更好的驾驶体验。
（作者单位：上汽通用东岳汽车有限公司
）
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北汽新能源汽车EV160慢充故障诊断与维修实例
骆启良
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