汽车顶棚设计指南

汽车顶棚设计指导

1、简要说明

顶棚是在车身顶盖钣金件下面加装的内饰件，其作用除提高车内装饰性外，还起隔音、吸音、隔热的作用。

它主要分为粘结式、吊装式和成型顶棚等三种。

（1）粘结式

这种形式将顶棚直接粘结在顶盖上，一般由面料和泡沫覆合而成，面层起装饰作用，泡沫层起绝热、吸音、隔音作用。面层用机织布、编织布等织物或人造革、PVC 膜等材料制造；泡沫层用聚氨酯（PU）或交联聚乙烯（XPE）泡沫制造；面层和泡沫层用层压法或火焰法复合在一起。其特点是简单易行。成本最低，但装饰效果和功能均不如其它两种，故只用于简易车或货车上。

（2）吊装式

为了把外表面掉挂起来，采用棚杆结构。在饰面与顶盖之间设有隔热的衬垫，衬垫一般是粘在顶盖内侧的。吊挂的顶棚是在饰面上面缝制的布袋中穿过棚杆，棚杆弯曲成与顶盖横断面相近似的曲线。棚杆多数为圆形断面，两端的固定方法有各种各样。

饰面的周边用粘结剂粘到车身顶盖的侧梁上，然后夹上卡扣，或者之直接装到风窗密封条或顶棚的里面，或者采用其它装配方法。饰面可由人造革、帆布、织物等制成。

其优点是质量小、成本低，适于批量生产。缺点是装配时衬垫系粘在顶盖上，因而使作业性和作业环境变坏；顶棚与顶盖之间的间隙较大，占用了室内空间；装饰效果布理想，棚杆与棚杆初的饰面避免不了上凸，使整个内饰有一段段凸起的感觉，行车时饰面也会颤动，故这种结构现也少用。

（3）成型顶棚

成型顶棚是预先把饰面与芯材负荷成一个整体，成为具有一定的刚性和立体形状的内饰件。近年来，为适应汽车总高的降低、车辆装配工艺和作业环境的改善，以及按钮类等机能部件的安装等要求，采用了大量的成型顶棚。其优点是：能够使顶棚接近顶盖，增大室内空间；造型上的自由度大；在车辆上安装时一般布使用粘结剂，从而改善了作业环境；成型顶棚便于遮阳板的收藏及顶灯等的安装。其缺点需要大型成套的生产设备，使成本提高。

成型顶棚一般是一体成型的，但也有分成两块或多块结构的。顶棚能保持预定的形状是由周边的紧固装置及遮阳板支座、顶灯座等部件的紧固来共同完成的，也有一些汽车将顶棚中间部分粘结在顶盖上。

目前我公司的生产的车都是成型顶棚：其中A11和A15用胶和卡扣等固定，S11、B11、T11都是采用卡扣等固定，基材有PU板、PS板等。

PU板成型顶棚详细结构如下：

①面饰层②粘结层③玻纤层④粘结层⑤ PU板⑥粘结层⑦玻纤层⑧粘

结层⑨底衬层

下图是B14整个顶棚系统的构成图：

主要包括顶棚、支撑架、遮阳板、乘客扶手、前后顶灯等。

2、设计构想

顶棚是车内部的一个大型覆盖件，和它配合的件很多，如立柱护板、遮阳板、乘客扶手、前后顶灯、天窗等，因此在设计初期对边界的确认非常重要，另外因顶棚是

一个外观件，其表面的颜色纹理需与整车内饰的风格相匹配，其开发流程一般如下：造型－A面设计－结构设计－模具开发－样件匹配。

结构设计周期一般为1－2个月，树脂模具的设计制作周期一般为1－1.5个月，金属模具设计制作周期一般为3－4个月。

在产品开发初期，一般先做树脂模具，在尺寸匹配确认后，再开金属模具。

2.1 人机工程分析

头部空间的校核：以95%的人体头部包络线进行评价，通过测量车身室内顶棚表面或凸起平面的标准切点到头部位置包络线的切线间的距离而得到头部间隙

目标值/经验值：

对同一种车型的头部空间一般以天窗版的顶棚为参考，一般设计满足天窗的顶棚的头部空间，普通顶棚也一定能满足，头部空间的确认方法如下：

①以H点为起点，做一条以Z轴夹8°的直线，与顶棚相交，交点到H点的距离一

般要L≥835mm。现将不同车型的前排头部空间对比如下：

车型B11 B21 A21 S11 P11 B23 距离(L) 843 837 890 886 898 906

②头部空间值H61:

车型B11 B21 A21 S11 P11 B23

H61 843+102 837+102 890+102 886+102 898+102 906+102

2.2 与周边件的配合间隙、台阶、公差要求

1）顶棚和固定卡扣的配合

2）顶棚与A、B、C柱护板的配合

3）顶棚与门洞密封条的配合

4）顶棚与乘客扶手的配合

5）顶棚和前后顶灯的配合

6）顶棚和遮阳板的配合

7）顶棚和前后风挡玻璃配合

8）顶棚和天窗的配合

9)顶棚与帘式气囊的配合

标值/经验值：

1）卡扣要卡紧顶棚和钣金，0间隙配合，卡紧后要保证卡扣至少留有3个齿卡住钣

金；

2）A、B、C柱护板要压住顶棚一般不小于10mm，护板压顶棚的干涉量一般为1mm，

顶棚和护板的配合一般是在顶棚上做出凹的台阶，同时护板的边缘也要有平滑的过

度，不能有比较陡的倒角；

3）密封条一般要压住顶棚边缘5m6-8mm ，同时顶棚边缘和密封条要保留至少1mm 的

间隙，防止干涉，密封条的唇边和顶棚的干涉量一般为2.5mm；

4）扶手座要压住顶棚边缘至少3 mm。

5）在前后顶灯周围一般要做凹的台阶，顶灯要压住顶棚周边至少3mm ，一般5mm ； 6）遮阳板的固定座要压住顶棚边缘至少3mm ，一般5mm ，遮阳板的底部和顶棚一般要保留10mm 左右的间隙；

7）和风挡玻璃间隙一般在3mm ；

8）天窗密封条一般要压住顶棚周边10mm ，开口尺寸根据天窗的要求确定。 9)顶棚与帘式气囊的配合,帘式气囊的ramp 与顶棚的间隙要保证5mm. 校核过程及分析说明：

典型截面(用10个典型截面进行分析,一般在数据校核)

A-A. 此截面是驾驶员侧的Y 方向的截面，包括如下信息：95%假人的头部包络线与顶棚的距离，衡量指标按上面的头部空间的校核，遮阳板与顶棚的配合、顶棚与前后风挡的配合，同时要表明遮阳板在0-180°与顶棚配合的边界；

1-1．遮阳板与顶棚的配合;

遮阳板的固定座一般与顶棚过盈1.5mm.固定座压住顶棚一般是3-5mm,同时要保证遮阳板与顶棚配合的开启部分有足够的手的开启空间,可以用95%男性假人的手的宽度(85mm)和厚度(20mm)进行校核,一般的情况下在遮阳板Y 向的中间位置预留此空间即可;

1-2．顶棚与前风挡的配合;

顶棚与前风挡的间隙一般要求3mm 左右,顶棚到前风挡黑边的距离一般3-5mm