吳立慧

摘 要：輕型卡車的前保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)不僅是以車前外圍做外飾造型為初衷，也是為了使之作為輕卡車身前部的安全裝置，在必要時(shí)候?yàn)槠湮詹⑶揖徍屯饨鐩_擊力。伴隨不斷發(fā)展進(jìn)步的汽車工業(yè)，在制造過(guò)程中為達(dá)到輕量化的設(shè)計(jì)，塑料保險(xiǎn)杠的使用越來(lái)越多，限制前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的法規(guī)也越來(lái)越完善。輕卡前保險(xiǎn)杠已經(jīng)受到了越來(lái)越多的法規(guī)制約，相關(guān)設(shè)計(jì)師們只能根據(jù)這些法規(guī)制度對(duì)輕卡前保險(xiǎn)杠進(jìn)行有關(guān)造型以及結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：前保險(xiǎn)杠;輕型卡車;仿真分析

1 輕型卡車保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)思路

1.1 外觀品質(zhì)基準(zhǔn)書(shū)（DTS）設(shè)計(jì)思路

在整體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)前保險(xiǎn)杠的外觀品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多次調(diào)整。由工程人員與設(shè)計(jì)人員共同討論，以提供可用材料作為造型人員的參考。在外觀基準(zhǔn)被初步確定時(shí)，通常會(huì)參考以下原則：由造型和工程人員共同探討分析參考車型及競(jìng)爭(zhēng)車型的外觀間隙，將最終結(jié)果提交給造型人員，再由造型人員根據(jù)所得數(shù)據(jù)結(jié)果考慮已初步經(jīng)過(guò)分析的參考值進(jìn)行造型處理。

1.2 可行性分析思路

型面工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要根據(jù)CAS面工程人員對(duì)其進(jìn)行可行性分析，在進(jìn)行分析的過(guò)程中需要成立四個(gè)有關(guān)的專業(yè)組：總布置專業(yè)、外飾專業(yè)、車身專業(yè)和電器專業(yè)，整體的分析過(guò)程需要這四個(gè)專業(yè)組共同分析完成。

1.3 總布置空間及法規(guī)校核

（1）輕卡前保險(xiǎn)杠在安裝時(shí)需要進(jìn)行位置校驗(yàn)核對(duì)，主要包括其最小離地間隙和設(shè)計(jì)接近角等方面，在這個(gè)過(guò)程中需要詳細(xì)監(jiān)測(cè)這幾個(gè)方面是否符合設(shè)計(jì)要求，此外還需要與參考車型與市面上的競(jìng)爭(zhēng)車型進(jìn)行對(duì)比。

（2）在我國(guó)已出臺(tái)的制度中，駕駛室外部凸出物法規(guī)中明確指出：①不可有任何零部件作為直接朝外的尖銳部分存在于車身外部表面;②當(dāng)車輛在空載，車門(mén)車窗以及各種蓋板處于關(guān)閉的情況下，任何低于1.8m的車輛外表面零部件在處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，直徑100mm的球體所觸及的零件，圓角半徑都不得低于2.5mm;③所有前保險(xiǎn)杠上的朝外元件的剛性表面圓角半徑都不得小于5mm。

2 車輛保險(xiǎn)杠上下邊界的確定

2.1 上邊界的確定

一般狀況下，輕型卡車類的保險(xiǎn)杠安裝在車架總成上，將兩者進(jìn)行安裝后，要保證相對(duì)位置的不變。在駕駛室總成（含外飾件總成）過(guò)程中，采用前懸裝置與車架總成進(jìn)行連接，成功進(jìn)行安裝后，輕卡的行駛過(guò)程中，由于前后懸掛裝置的減震性，二者之間會(huì)形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，在輕卡的行車過(guò)程中，駕駛室總成和汽車前保險(xiǎn)杠之間是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。一旦在確定車輛外飾造型之后，要考慮影響前保險(xiǎn)杠邊界和邊緣設(shè)計(jì)的影響因素，例如前圍外飾件總成的下邊緣和車輛前后懸掛裝置的跳動(dòng)量等。除此之外，還有一個(gè)對(duì)保險(xiǎn)杠邊緣設(shè)計(jì)的重要影響因素：輕卡類型的單排和排版車型在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)維修問(wèn)題時(shí)，駕駛室會(huì)圍繞車輛前懸掛裝置的扭桿彈簧中心向前翻轉(zhuǎn)，在駕駛室隨著維修動(dòng)作進(jìn)行翻轉(zhuǎn)時(shí)，要保證外飾件和保險(xiǎn)杠總成之間的翻轉(zhuǎn)安全距離。

2.2 下邊界的確定

車輛保險(xiǎn)杠下邊界的確定首要設(shè)計(jì)任務(wù)就是要符合QC/T487標(biāo)準(zhǔn)，并且要滿足在不同配置的輪胎下，接近角的要求。輕卡前保險(xiǎn)杠下邊界應(yīng)該處于QC/T487標(biāo)準(zhǔn)要求和接近角斜面的高度范圍內(nèi)。

3 輕型卡車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 前保險(xiǎn)杠的造型要求

車輛前保險(xiǎn)杠在進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要保證車輛外部造型、色彩和質(zhì)感上與整體車輛的造型做到和諧一致，以達(dá)到渾然一體的效果。

3.2 前保險(xiǎn)杠的選材要求

在進(jìn)行車輛前保險(xiǎn)杠的材料選擇時(shí)，不僅需要符合使用性能，還需要滿足其工藝性能和成本這三方面的需求。目前我國(guó)輕卡的前保險(xiǎn)杠普遍采用兩種材料的組合形式，其一是保險(xiǎn)杠外板采用塑料件，元件內(nèi)部則是利用螺栓連接鋼骨架，最后將兩材料部件整體安裝在車架上;另一種組合方式則是保險(xiǎn)杠的內(nèi)外部同樣采用沖壓鋼板，這兩者之間通過(guò)焊點(diǎn)進(jìn)行連接，然后將保險(xiǎn)杠整體都安裝到車架上。最后根據(jù)標(biāo)桿車的情況及成本等方面考慮，再對(duì)材料選擇進(jìn)行確定。

3.3 某輕型卡車前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

進(jìn)行車輛保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟需要建立在輕卡整車外表面確定之后。首先，需要確定車身保險(xiǎn)杠與其他車身部件的連接關(guān)系以及設(shè)計(jì)前保險(xiǎn)杠的安裝結(jié)構(gòu);進(jìn)而根據(jù)整車的造型需求來(lái)進(jìn)行車輛保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)。

（1）前保險(xiǎn)杠外板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。車輛前保險(xiǎn)杠外板的尺寸相對(duì)較大，因此在對(duì)鋼材選擇時(shí)需要保證鋼材良好的拉伸延伸性能。參考其他輕型卡車的設(shè)計(jì)，該輕卡最終選擇了厚度為1.5mm的DC06材料。保險(xiǎn)杠外板為造型面，因此，無(wú)需對(duì)保險(xiǎn)杠進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅需要進(jìn)行對(duì)元件的加厚以保證該元件的沖壓成型性能就足夠。

（2）前保險(xiǎn)杠內(nèi)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。車輛在設(shè)計(jì)前保險(xiǎn)杠內(nèi)板時(shí)，設(shè)計(jì)方式較為復(fù)雜，需要再設(shè)計(jì)過(guò)程中保證保險(xiǎn)杠沖壓成型性能，對(duì)其進(jìn)行裝配、焊接和強(qiáng)度等多個(gè)方面的因素。在成型問(wèn)題上，由于沖壓深度比較大，而且許多結(jié)構(gòu)形狀變化較大，在拔模角度以及圓角等方面都需要最大程度地符合成型要求。在保險(xiǎn)杠安裝時(shí)，安裝點(diǎn)需要做到左右對(duì)稱并且保證絕對(duì)的受力均衡。在進(jìn)行焊接時(shí)，必須要保證足夠的焊接空間。

4 結(jié)論

綜上所述，作為車輛最重要的安全件之一的前保險(xiǎn)杠，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意但并不限于以下兩個(gè)方面：其一，在保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)階段應(yīng)該對(duì)周邊件與車輛的安裝關(guān)系進(jìn)行分析，還要對(duì)其間距與結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行考慮，確定其是否滿足設(shè)計(jì)要求，再進(jìn)行對(duì)車輛保險(xiǎn)杠總成的設(shè)計(jì)。其二，車輛前保險(xiǎn)杠由于對(duì)外觀極為嚴(yán)格的要求，需要解決的問(wèn)題多而復(fù)雜，只有進(jìn)行對(duì)專業(yè)知識(shí)的進(jìn)一步專業(yè)學(xué)習(xí)等工作后，才能達(dá)到設(shè)計(jì)出更滿足要求的輕卡保險(xiǎn)杠的目的。

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