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现代轿车活动车顶系统开发

现代轿车活动车顶系统开发 2011年12月04日 来源： 汽车工程师们致力于增强汽车活动车顶系统的模块化，同时还要降低系统的质量及复杂性。 看着2007款宝马3系轿车伸缩式敞篷车顶工作就像是欣赏机械芭蕾舞。随着按钮的按下，汽车顶蓬平滑地变为三个部分，它们静静地折叠、翻转、并最终整齐地叠放在车尾行李厢内。所有这些动作只要22秒时间。此外，虽然车顶收缩起来，行李厢仍有60%的超大储物空间。 马自达2007 MX-5敞篷车顶比宝马的还要快——仅需12秒的时间就可以完成整个动作。马自达在这款跑车上采用了伸缩式硬质车顶，此举震惊了全世界——这种灵敏的三段式电子驱动系统折叠后所需空间与MX-5软质车顶所需空间相同。另外，相对于软质车顶，硬质车顶只给这部四气缸跑车增加了36公斤的重量，这样的结果是通过采用片状模塑料车顶面板以及玻璃增强聚丙烯内层替代钢板实现的。

德国汽车零部件供应商伟巴斯特（Webasto）为2007年款马自达MX-5设计了可伸缩式硬车顶，采用了热塑性面板。

活动车顶轿车的市场在全世界范围内日益壮大，这种发展态势得益于设计精巧且价位较低的伸缩式硬质车顶以及新一代动力驱动的软质车顶。美国今年就有多达40款敞篷汽车上市（既有软质车顶也有硬质车顶），而且大约三分之一的车型起价低于33,000美元。 美国汽车产业调查公司CSM Worldwide市场评估全球总监Paul Haelterman认为该市场最具经济效益的产量为每年3万到4万辆。而最好的方式就是在三厢轿车和双门轿跑车的生产线上生产活动车顶汽车，而其中使用的全套车顶模块由车顶供应商提供。还有一种方式是将全部活动车顶汽车的生产外包给为数不多的“Tier 0.5”供应商，这些供应商有能力进行整车的设计与制造（例如Karmann和Magna CTS国际化公司以及美国的ASC公司）。 降低成本和复杂性 Haelterman指出，活动敞篷车顶开发时在降低成本的同时还要增加特色，要注重细节方面的设计。他解释道，“车顶供应商正在着手解决机械问题并减少系统的复杂性。他们开始通过在各个OEM之间共享零部件达到规模生产。此外他们还在设计易于安装的模块系统，增加系统的柔性，这样只要通过一点点改动就可以将同一系统应用于不同的车型上。” 活动车顶伸缩位置的折叠效果决定了伸缩式硬顶需要几段。一般来说，三段式的比两段式的更紧凑一些，但是其机构更为复杂。工程师们力求避免折叠后的车顶过大，因为它会占用行李箱的储物空间。车顶折叠后越大，相关机械部件、电动液压泵和控制单元所需的空间就越大，也就越要在白车身设计方面作出让步。某些新推出的活动车顶轿车的车身腰线倾斜、尾部肥大就是这个原因。 带有伸缩式硬顶的Pontiac G6轿车程序工程经理Tim Campbell指出问题的关键所在——“固定的部件非常关键”。Magna CTS公司总裁兼CEO Klaus Striegel表达了相同的看法，他特别指出车身底部、驾驶室及其它主要车身部件在活动车顶汽车开发项目中被认为是不能碰的地方，也是最棘手的地方。Striegel举例说道，“若加油管的位置没有为车顶折叠过程留有足够的空间，那么我们只好在其旁边放一个复杂的动力机构。”但是，如果为了这个目的改变加油管的构造，车辆就需要再次进行碰撞认证，这个过程非常费时，经常导致项目延时。

梅赛德斯-奔驰SLK轿车的伸缩式车顶体现了独特精巧的机械设计

可互换的模块将出现 大众Eos硬顶敞篷车开发商德国Webasto公司的活动车篷系统工程部副总裁Thomas Schütt说，在原有的轿车系列中加入活动车顶轿车，并让车顶系统工程师们在项目早期参与进来，意味着最终可以使车顶系统模块简化。 他说，“Eos轿车从一开始就被设计为活动车顶敞篷车轿车，相较于把本来不是活动车顶的车改装成活动车顶汽车来说，我们的工作简单了很多。因此，我们需要在最初的概念和设计阶段就介入产品开发过程。” 戴姆勒-克莱斯勒公司汽车外部系统高级经理Doug Smith指出，降低活动车顶复杂性的关键是尽量减少机械动作和移动的部件。车顶系统简单了，开发商就可以节省成本、减少部件收缩和打开时的噪音，还可以提高密封（隔音和防水）效果。 在大众Eos敞篷车上，看似一个移动的玻璃车顶，其实可以分成五个不同部分。事实上，Eos轿车车顶系统的零件有400多个，包括8个电动作动器。Karmann公司的Loetter说，“我们的目标就是要制造出与Eos硬顶敞篷车有相同特色和性能的车顶系统，而使用的零件数目只有Eos轿车的一半。”这正说出了许多同行业竞争者们的心声，他们正在努力降低产品的复杂性。Loetter补充说道，“这真是一个很大的挑战，但是它最终会为我们节省成本，尤其是物流成本。”

带有伸缩式车顶的轿车在设计时有时不得不在空间方面作出让步。这款庞迪亚克G6轿车宽大的车顶在收缩后占据了后备厢大量的空间。

Karmann公司开发了一种可完全互换的车顶模块，其基本结构和动力部件可以通用于软质车顶和伸缩式硬质车顶车型，两种车顶系统都可以安装到同一车身上。这个模块将首先应用在2008款克莱斯勒Sebring和道奇Avenger敞篷车上，而且会有多种形式的车顶选择，包括一种无内衬、入门级、典型美国风格的动力驱动软质车顶；一种有高级布料和内衬的高档软质顶；以及一种伸缩式硬质车顶。 过于复杂的车顶系统会使带来额外的重量，从而对车辆的重心产生影响。为了节省成本，许多伸缩式硬顶的主板采用钢铁材料，不过有些车，如马自达MX-5的活动车顶已经开始使用合成材料。 此外，结构质量也是要解决的问题。大多数车顶系统供应商努力采用增强塑料材质来生产弯杆、横杆和某些机械部件。像铝和镁这样的轻金属可以减轻重量，但同时也增加了成本，这在高端车辆上是可行的。Magna CTS在雪佛兰Corvette软质车顶轿车上的镁质元件使用了触变注射成型工艺——一种半熔融高压铸造技术。 活动车顶市场前景看好 供应商们说，汽车软质车顶的发展趋势将是：布料的整体质量将进一步提高，新的照明解决方案和电子元件将添加到车顶内衬中，车内噪音也将进一步降低。 “我们需要将软质车顶汽车的车内噪音水平降低到与普通封闭式汽车相当的水平，”Magna公司的Klaus Striegel说。要达到这样的效果，就需要额外增加布料层，或者底层泡末层。而这样做的代价就是提高了车身的重量，不过消费者也因此得到了更为安静的乘驾环境。 OEM厂商以及车顶系统供应商看好所有类型的活动车顶轿车的市场前景，尤其指出强大的模块性、简单性、灵活的配置（组合式软、硬质车顶）及较轻的重量是未来发展的趋势，同时强调要降低设计和制造成本。 (end)

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