汽车行李架的设计开发研究

汽车行李架的设计开发研究

易华

长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心 河北 保定 071000

【摘要】当前随着汽车的普及，现在车上的物品越来越多，种类也越来越多，像是脚踏车、风帆、可折叠的床铺，还有其他很多。这就需要在车上加装一些可以增加载重的设备，于是就有了汽车行李架。几乎是每个家庭都有汽车，人们的生活圈子也变得更加宽广了，开车也变得更加普及了，所以携带的物品也就越来越多，不过因为车厢里的空间实在太小了，所以必须要想办法提高车厢的容积，而车顶的使用也变得更加重要了，接随着而来的问题是如何扩展出更多的空间，这就设计到汽车行李架的设计问题。如何高效简单便捷的行李架设计是汽车行李架设计的一个重要问题，也是一个不容忽视的问题。文章主要从汽车行李架的构造、结构等几个角度加以论述。

关键词：汽车；行李架；设计；开发研究

1.行李架设计的技术要求

当前市面上已有的各种不同类型的汽车行李架都有自己的优点和缺点，因此需要对这些问题进行调研和研究，找出其中的问题。除此之外做一个市场调查，弄清楚顾客的需求以及要求，知道顾客想要的是什么，要用哪些东西来满足他们的要求。再结合顾客的建议，按照企业的实际情况，为产品量身定做一个既有实用性又有外形的行李架。本文对现有的行李架进行了调研和探讨，并且让新设计的行李架不再存在已经有的行李架的问题，根据目前市面上现有车辆的特性，充分发挥其优点，改进现有不足。简单的结构，便宜的行李，最重要的是操作简单，方便，特别是那些不方便的东西。

车辆的行李架要根据其使用的用途来进行设计，并要根据不同的条件来确定其承载能力，因此在进行车辆的结构时要综合考量。要想让行李架在受到重压的时候还不会受损，就必须要有足够的力量来支撑。在某些特定的场合，例如高速行车、急刹等特殊场合，都要确保行李架的品质。在设计过程中，要充分利用各种构件的应力。为了降低因受到的力而造成的损坏，需要对其进行持续改进。应特别指出，在车箱的角落位置设计为圆形，可以使车体的受力更好地集中，从而最大限度地防止了一个位置上的多个应力峰。

对于传统的行李架我们都知道一个问题，那就是在常规的行李架前方缺乏一个横梁，这种横梁可以阻止汽车在急刹时将行李架甩出来，这是常规的行李架的缺点。为了克服这个缺点，可以在行李架前方增设一根横梁，这种结构可以提高行李架的平稳性，避免了常规行李架存在的问题。

2.当前市场上常见汽车行李架结构分析

2.1外观分类

目前市面上常用的汽车行李架有两种：一种是贴顶型，另一种是跨顶型。吊贴顶式与跨顶式区别在于铝杆是否与顶盖贴合，贴顶式由于铝杆需要与顶盖贴合，所以橡胶垫为一体结构。贴顶式行李架由前后板、前后支撑板、整体橡胶衬板及铝合金棒组成。跨顶式行李架结构由前后板、前后支撑板、前后橡胶垫、前后橡胶垫及铝合金棒组成。

2.2安装方式

目前市场上行李架安装方式分三种：

（1）直接胶粘法：这种方法通常用于后装车，不需要更换金属板，用胶水将整个机箱直接粘贴到金属板上。不足：箱子的强度限制，仅用作装饰品，不可承受。

（2）车外安装：在车顶焊接螺柱，并用螺丝帽将其紧固于顶部。优势：易拆易，但缺点：需要用前、后两个盖子遮挡，从而降低了整个外观的美感。

（3）汽车内部装配：将螺钉固定于车体顶部，并将螺钉插入车体顶部的开口，用螺丝将其紧固。优势：不会对整个外形造成任何的影响；缺陷：汽车内部安装有限，必须在顶部安装前组装，拆卸起来不方便。

2.3封口方法

根据固定方法，由于不需要改变车体，所以不需要密封；外部的行李架，仅将螺丝螺栓焊在车身上，不需要担心密封性；汽车内部有一个行李架，由于车身需要打洞，所以要在机箱的构造上进行开孔式的密封件，以免雨水流入到车里，用机箱的密封件做第一层密封件将大部分的雨水隔绝在外，然后由箱盖固定螺栓上的泡沫密封件起到了保护作用。

3.行李架的设计

3.1材料选用

行李架结构材料的选用中，45钢可成为优选，该材料的厚度比较合适，而且它的熔接性很好，在正常的焊接过程中，不会出现一些问题，比如气孔和裂纹，这样在焊接时就不用采用特殊的焊接工艺，在焊接好后也不用进行热处理。车辆在运输时载货的作用力主要是由焊缝进行承受，众所周知，行李架的刚度很大，焊后接头的收缩力也同样比较大，所以需要采取合理的焊接方式和工艺条件。行李架的焊接次序是非常重要的，需要科学合理的排列。为了尽量减少焊缝的变形，焊接顺序以中间向两边焊接和对称焊接的原则为主。同时，还要对各零件的大小进行控制，保证各零件的互换和组装的缝隙的一致性，尽量减少因收缩不匀而产生的扭曲。

3.2行李架的焊接

焊接方法的选择与焊接参数的设定是及其重要的两方面，，CO2保护焊的造价低廉，并且具有更高的生产速度，优点在于它具有更高的防腐蚀和耐氢性。另外，CO2气体保护焊操作简便，可实现全方位的焊缝焊缝，并有较强的抗裂性。因此，CO2气体保护焊是一种非常理想的焊接工艺。

3.3钢管的弯曲

在进行钢管的弯折时，首先要用V字型槽的圆对钢管进行固定，随后在钢管旁边焊一个钢筋，将圆环和圆环之间的空隙连接起来。另外，要确保两侧的位置稳定，随后对钢管进行火焰加热，等铁皮变得通红之后，再将铁棍压弯，形成90°的弧形。在进行钢管弯折过程中，中空的钢管会有一定的变形，应在进行弯折之前对其进行灌沙处理来解决；针对狐焊焊缝中存在的焊缝裂纹，采用填充工艺进行修补；在CO2焊接过程中，为了防止由于焊口的厚度而引起的有关问题，必须尽量不要把焊头靠在一起，要对电源线进行严格的控制，每次开合时间不能超出2秒钟，把焊口固定在原来的位置，直至整个过程都做好。

4.行李架的安装

（1）首先，对顶篷进行清洁，将顶部的雨水管道清理，然后使用带着酒精的毛巾擦拭雨水，在没有酒精的情况下以水代替。清洁车盖时，要尽量温柔地清洁，以免因使用过度的力量而损坏油漆。

（2）在装配行李架时，首先对车座的两头进行黑色角安装，要清楚地辨别出前、后的安装角度。根据常识我们判断，安装在车的前端的角一般是较大的较长的那个角，接着就是将螺钉拧紧，在此不必担心螺丝问题，因为所有的螺钉都是统一标配的。

（3）在具体的装配中，在确定好了后，首先将行李架放在顶部，然后再仔细的查看一下，确认它的位置是否适合，如果不太适合则需要重新调试，直至最后将它固定在一个适合的地方，在固定好后要在上面留下一个标记，这样才能保证在固定的时候不会有任何的偏差。

5.结束语

综上所述，现代的汽车已经成为了一个流行的时代，未来的发展和设计将是一个巨大的发展空间，而许多的设计和性能都需要改进，以满足消费者的需求，这就需要设计师从实践中来，而不是单纯的从理论上去做，而是从汽车的角度来考虑，不拘泥于理论对于行李架的开发研究和设计，从用户实际出发，设计操作简单，便于用户进行搬运、安装或者固定，这样可以更有市场和更大的优势，更容易占据市场，获得顾客的喜爱。汽车行李架的各个部分都会受到不同的因素的制约，比如组成汽车的各部件的性能和组装，以及它们之间的关系。在设计过程中，不仅要确保车辆的性能和外形，，还要使零部件在车顶行李架上更好的组合在一起，以满足车辆各个方面的需求。

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