近年来，为满足消费者的个性化需求，汽车制造商们已将车顶结构的变化作为其开发新车型的重点考虑因素之一。本文以意大利朗基尔集团（RANGER GROUP）法国公司为法国雪铁龙公司的Berlingo车型制造的SMC多功能车顶为例，介绍了采用SMC复合材料制造车顶模块的特点及优势。

伴随着全球汽车市场同质化竞争的日益加剧，如何满足消费者不断增长的个性化需求已成为世界各国汽车制造商关注的话题。在创造个性化产品需求方面，越来越多的汽车制造商将目光投向了汽车车顶，他们以制造具有新颖设计和多功能综合特性的车顶来吸引消费者的眼球，这已成为目前汽车制造业一种新的发展趋势。近几年来，欧、美、日、韩各大汽车厂商所推出的新车型中不乏有很多精彩的车顶设计，这些具有创新元素的车顶在突出强化产品个性特征的同时，也使企业的品牌形象和价值得以彰显，从而在多元化的市场竞争中更具优势。其中，法国雪铁龙公司的Berlingo车型上的SMC多功能车顶就是一个典型的例子。

雪铁龙Berlingo多功能车顶模块简介

在2000年9月的巴黎汽车展上，法国雪铁龙公司推出了一款被誉为“家庭朋友”的Berlingo 新型多用途车，该车首次创造性地采用了－个用SMC材料制造的Mudutop多功能车顶模块，如图1所示，这在当时引起了较大的轰动，成为2000年巴黎车展的一大亮点。在展会上，Mudutop SMC多功能车顶模块不仅向世人展示了雪铁龙公司在采用新材料、新工艺、新技术制造新的车顶概念的大胆创意，同时这种被赋予了新的功能的车顶再次明确了雪铁龙公司在注重创新、提高驾乘舒适性方面的不断追求。

图1 Berlingo多用途车及Mudutop SMC多功能车顶模块

Berlingo多用途车创新的SMC多功能车顶模块的内、外板均为由2.5mm厚的SMC材料压制而成，车顶的外形尺寸为2.2m×1.4m×0.4m，车顶上粘结有5块5mm厚的色彩柔和的有色顶窗玻璃，车顶两侧装有两根镀铝的可移动的纵梁和5根橡胶保护条，不但能固定旅行箱等类物品，而且能装运自行车、雪橇和冲浪板等健身休闲器具，如图2所示。在该车顶模块内部，还设计了多个伸手可及的新颖贮物箱，其容积超过100L。此外，还附加了阅读灯、顶置式CD/盒式收录机、12v充电插座、通风装置，以及每个乘员可单独倾斜的遮阳板等，从而使该车顶内部颇具特色。整个车顶模块由95个零件装配而成，其总重量为42kg，如图3所示。

图2 多功能车顶模块的外部功能

图3 多功能车顶模块的内部构造

雪铁龙Berlingo多功能车顶模块的制造

为了降低成本，提高质量，以迎合汽车市场对小批量、多品种、个性化的需求，目前世界上一些汽车整车厂已开始将原来直接由各供应商提供单个零件、由整车厂在生产线上组装的生产模式逐步转变为由一级供应商承担模块供货、整车厂仅做模块组装的模块化生产模式。雪铁龙公司Berlingo多用途车的SMC多功能车顶就是这种供货方式的一个典型。在这种供货方式中，意大利朗基尔集团（RANGER GROUP）法国公司负责完成全部的车顶生产和组装，并形成－个完整的车顶模块，然后将其交付给雪铁龙公司总装。

雪铁龙Berlingo多功能车顶模块制造的主要生产步骤如图4所示，其制造特点是：

图4 Berlingo多功能车顶模块主要生产步骤示意

● 车顶外覆盖件为低压压制的SMC部件，利用离线喷涂（off-line）工艺使其外表面喷上了一层灰色的金属缎纹漆。

● 车顶内结构件和部分组件由皮纹象牙色的SMC压制而成。

● 采用粘接工艺将车顶外覆盖件与内结构件连成一体，以形成具有较高强度和刚性的两层结构的整体车顶。

● 在车顶上的5块着色玻璃通过粘接工艺被固定在5个窗孔位置上，并辅以橡胶密封。

● 组装辅助功能部件，如行李箱罩盖、锁-铰链-弹簧、电器装置、通风装置等，以形成一个完整的SMC多功能车顶模块，并交付整车厂总装。

值得一提的是，该车顶模块在总装线上的装配简单且准确，通过采用定位销导入+粘接+6个螺钉的连接工艺，即可简单而又快速地将其准确地安装到位，如图5所示。

图5 Berlingo多功能车顶模块在白车身上安装

雪铁龙Berlingo多功能车顶模块为什么选用SMC？

在规划设计Berlingo家庭多用途车时，雪铁龙公司对它的定位是物美价廉，要求Berlingo车在精练和舒服程度上与高档车接近，而价格与一辆超级小型车（如Supermini车）相当。作为一辆家庭多用途车，其年销量不会太大，预计每年大约为4.5万辆左右，属小批量生产范围。这样的设计定位和市场定位对于当时的雪铁龙公司而言的确是个挑战。在经过了详细的论证后，该公司创新性地采用了SMC多功能车顶模块。

SMC是英语Sheet Moulding Compound的缩写 ，也被称为片状模塑料，是一种纤维增强的热固性复合材料。它通常是由树脂、低收缩添加剂、填料、玻璃纤维及各种助剂制成，适合于压制成型。与其他材料相比，之所以在该项目上采用了SMC，主要原因是其不仅成本低，而且能满足高性能的要求。总体而言，采用SMC带来的好处是：

● 重量轻。普通SMC的密度一般为1.8～1.9 g/cm3，低压SMC的密度为1.3 g/cm3，是钢的1/4～1/6左右。同样的部件在满足相同刚度的情况下，普通SMC部件通常比钢制部件轻20%～30%，低压SMC部件则更轻。部件重量的减轻不仅有利于节约能源，减少污染，而且特别是车顶模块重量的减轻还将使汽车的重心下降，从而使驾驶更平稳舒适，安全性能更好。

● 设计自由度高。采用SMC，无论是该材料本身的性能设计，还是部件的结构设计以及制造工艺设计等，可从多个方面灵活地满足设计要求，达到最佳的性价比，这在Berlingo多功能车顶模块上得到了充分体现，如采用低压SMC，着色SMC，多玻璃天窗结构等，而这是金属、木材和陶瓷等其它材料所不具备的。

● 部件集成化。 SMC能够实现金属材料难以实现的部件集成，这包括两个方面：一是产品结构的部件集成化；另一是指材料设计、结构设计和制造工艺设计相结合的综合优化集成。Berlingo多功能车顶模块正是SMC部件集成的典型实例，通过部件集成，SMC为Berlingo多功能车顶模块带来了性能、质量、效率和效益上的最大优势。

● 投资省，成本低。SMC不同于金属冲压成型，SMC零部件为一次压制成型，再加上部件集成的优势，因此使SMC的装备和模具投资很小，相同零件通常比采用金属冲压工艺省50%以上的投资，尤其在小批量生产规模下（年产5万辆以下），SMC部件的制造成本比金属部件要低很多，更具成本优势（如图6所示）。

图6 Berlingo车顶模块选用SMC或钢材的成本比较

● 耐温隔热性好，与钢的CLTE类似。SMC具有很好的耐温阻热性能，即使在高、低温条件下长期使用，仍能保持较高的机械性能。SMC的热变形温度在200℃以上，其CLTE（线性热膨胀系数）与钢非常接近（如图7所示），所有这些性能对长期暴露在室外并需要与钢车身紧密相连的车顶来说都是非常有利的因素。

图7 各种汽车常用材料CLTE系数的比较

● 可实现A级表面。对乘用车而言，车身表面质量是非常重要的技术指标之一。SMC能够满足乘用车A级表面的质量要求，虽然车顶表面不如车身直观，但同样十分重要。

● 具有很好的粘接性能。SMC不仅与自身相同的材料能很好地粘接在一起，而且与钢材、玻璃等其它材料也具有同样良好的粘接性能。在Berlingo多功能车顶模块上，大部分的连接都是采用粘接工艺，这不但使工艺得以简化，整体刚性良好，还提高了整车的密闭性，改善了乘员的舒适性。

另外，SMC还具有性能稳定、耐腐蚀、易成型、易喷涂、与包括钢材在内的其它材料易相兼容等优良特性，这些都为SMC成功地应用于Berlingo多功能车顶模块创造了有利条件。实践证明，雪铁龙公司设计人员大胆而又科学地选用SMC作为车顶模块的材料是十分成功的。

表1 发泡密度为0.4的EES系统与玻纤混合后的力学性能表现

结束语

雪铁龙公司成功地推出 Berlingo多用途车创新的SMC多功能车顶模块已有近7年的时间了，它带给我们很多有益的启迪。首先，汽车制造企业在设计制造新车型时，应更多地考虑消费者的需求和利益，要给顾客带来更多的价值；其次，汽车制造企业应该更多地向新材料、新工艺、新技术要效益，要科学地综合性地考虑采用新材料、新工艺、新技术所带来的新问题；第三，合作创新之路值得国内的汽车制造企业所借鉴。近年来，世界上各种汽车用新材料、新工艺层出不穷，对于汽车制造企业来说，应该在新车型设计的最初阶段就与零部件供应商紧密合作，共同推出具有创新特色的新车型，这是缩短新车型开发周期、获得最佳效果的捷径。

可以预计，今后若干年中，我国将有更多的汽车制造企业会在车顶上狠下功夫，车顶将成为汽车设计师创新的重点之一。希望雪铁龙公司Berlingo多用途车SMC多功能车顶模块的成功经验能为我们带来更多的借鉴。