李文穎

摘 要：輕型卡車在中國(guó)已經(jīng)歷60余年的發(fā)展歷程，伴隨著家庭轎車的普及，用戶對(duì)輕卡的要求越來(lái)越高。最近五年，輕卡在時(shí)尚性、舒適性、操控性、精細(xì)度、輕量化等方面具有明顯的新特征。文章將以當(dāng)前主流輕卡車型為例，運(yùn)用結(jié)構(gòu)描述和性能分析相結(jié)合、主觀評(píng)論和客觀測(cè)試相補(bǔ)充的手法，從上述五個(gè)方面技術(shù)特征進(jìn)行解析，期望在后續(xù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中提供一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：輕卡;操控性;精細(xì)度;輕量化

中圖分類號(hào)：TH122 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）20-76-03

Abstract： Light trucks have experienced more than 60 years of development in China. With the popularity of family cars， users have higher and higher requirements for light trucks. In the last five years， light trucks have obvious new features in fashion， comfort， handling， fineness and lightweight. This paper will take the current mainstream light truck models as an example， using the combination of structural description and performance analysis， supplemented by subjective comments and objective tests， from the above five aspects of technical characteristics for in-depth analysis， hoping to provide some reference in the subsequent design and development.

Keywords： Light trucks; Control; Fineness; Lightweight

CLC NO.： TH122 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）20-76-03

前言

輕卡年產(chǎn)量約180萬(wàn)輛，占據(jù)了貨車的半壁江山，其噸位小、駕駛靈活使其在運(yùn)輸最后一公里擁有便捷、高效的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。隨著法規(guī)要求及技術(shù)進(jìn)步，整車結(jié)構(gòu)和性能越來(lái)越先進(jìn)。隨著家庭轎車普及，大部分用戶家里同時(shí)擁有轎車和卡車，用戶希望卡車擁有轎車般的感受，具體體現(xiàn)在以下五大方面。

1 時(shí)尚性

1.1 造型個(gè)性化

卡車駕駛員中90后比例上升，審美觀念與70、80后有所不同，對(duì)個(gè)性化元素有較大的興趣。市場(chǎng)上A車型，采用黑式大燈、水滴形霧燈、圓潤(rùn)充滿靈性，見(jiàn)圖1：

市場(chǎng)上B車型，則采用星鉆大燈、鷹眼仿生設(shè)計(jì)，線條硬朗，從而適合不同風(fēng)格的用戶需求，見(jiàn)圖2。

1.2 智能中控大屏的運(yùn)用

近幾年，搭載著中控大屏的輕卡越來(lái)越多。中控大屏具備車聯(lián)網(wǎng)和娛樂(lè)多種功能，還可以選配導(dǎo)航、倒車影像等功能，科技范兒十足，深受年輕人喜愛(ài)。見(jiàn)圖3：

2 舒適性

對(duì)于輕載微卡車型，底盤前懸架一般采用麥弗遜獨(dú)立懸架，與整體式懸架相比有明顯的舒適性優(yōu)勢(shì)，乘坐感受接近于轎車。市場(chǎng)銷量較大的某款車型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4：

對(duì)于非獨(dú)立懸架，前板簧普遍采用少片簧結(jié)構(gòu)，一般為三片。少片簧片與片之間沒(méi)有摩擦，消除了庫(kù)倫阻尼的不確定性因素，通過(guò)精確匹配減震器阻尼可以保證舒適性，典型的輕卡前懸架少片簧結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖5：

對(duì)于后懸架，普遍開(kāi)始采用漸變剛度板簧結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)輕卡后懸架結(jié)構(gòu)是突變剛度結(jié)構(gòu)，副簧與板簧座接觸瞬間會(huì)造成整體剛度突然加大，舒適性差，見(jiàn)圖6：

漸變剛度板簧結(jié)構(gòu)與此不同，隨著載重增加，副簧簧片2與主簧簧片1逐漸接觸，剛度逐漸增大，舒適度較好，見(jiàn)圖7：

其對(duì)應(yīng)的懸架剛度特性曲線變化平緩無(wú)突變，見(jiàn)圖8：

3 操控性

近幾年，輕卡行業(yè)變速換擋系統(tǒng)提升較大，筆者測(cè)試過(guò)多款輕卡的選檔換擋特性，選檔檔位清晰、換擋力輕便，入檔吸入感明顯。對(duì)于五檔變速器，分別選取兩家主機(jī)廠的兩個(gè)主銷車型，分別采用低端和高端變速器，高端換擋力小于35N，低端選換擋力也小于50N，十分輕便，數(shù)據(jù)曲線祥見(jiàn)圖9：

對(duì)于六檔變速器，同樣選取兩家主機(jī)廠的兩個(gè)主銷車型，前進(jìn)檔換擋力均低于40N，倒擋選檔力在110～120N之間（防止選錯(cuò)檔），數(shù)據(jù)曲線祥見(jiàn)圖10：

對(duì)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，全面采用電子助力（EPS）或液壓助力（HPS）。對(duì)于3.5噸以下的輕卡，普遍采用電子助力（EPS）。電子助力結(jié)構(gòu)上占用空間少，直線行駛時(shí)不浪費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，可以根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩、角度與回正力等進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，輸出更加精準(zhǔn)，并且減少了液壓油的污染。助力轉(zhuǎn)向降低了方向盤的操縱強(qiáng)度，使輕卡獲得了轎車般的駕駛感受。

制動(dòng)防抱裝置（ABS）普及。GB7258-2017標(biāo)準(zhǔn)要求所有汽車應(yīng)裝備符合規(guī)定的防抱制動(dòng)裝置。該裝置提高了制動(dòng)時(shí)車輛的橫向穩(wěn)定性，在制動(dòng)時(shí)可以保證方向盤的轉(zhuǎn)向功能。目前對(duì)于液壓制動(dòng)和氣制動(dòng)車型，普遍采用4S4M布置方案，即每個(gè)車輪都有獨(dú)立的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。典型的制動(dòng)力調(diào)節(jié)效果見(jiàn)圖11，制動(dòng)調(diào)節(jié)頻率在3～5Hz之間，反應(yīng)靈敏，縱坐標(biāo)是車速（km/h），橫坐標(biāo)是時(shí)間（s）：

4 精細(xì)度

近些年卡車的制造工藝越來(lái)越精細(xì)。隨著國(guó)六排放的實(shí)施，電器元件增多，線束越來(lái)越復(fù)雜，線束管路布置難度增大。如果解決不好這個(gè)問(wèn)題，那么在汽車運(yùn)行中容易出現(xiàn)動(dòng)態(tài)干涉、線束磨破、短路，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成火災(zāi)。當(dāng)前在管線路布置上各主機(jī)廠“精耕細(xì)作”，在有限的車架空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)各部件功能并保證運(yùn)行安全。目前管線束普遍采用三維軟件設(shè)計(jì)，并分層鋪設(shè)，線束屬于最優(yōu)先級(jí)別，一般沿車架腹面內(nèi)側(cè)上方布置，其他管路在下方，并且每隔300～500mm要有固定。走向要保持橫平豎直，嚴(yán)禁交叉。另外要遠(yuǎn)離熱源，與排氣歧管、GPF等高溫部件要保持100mm以上距離。與運(yùn)動(dòng)部件要保證25mm以上預(yù)防動(dòng)態(tài)干涉。運(yùn)動(dòng)件與靜止件之間有線束時(shí)，要預(yù)留40～60mm長(zhǎng)度防止扯斷。三維布置效果見(jiàn)圖12：

5 輕量化

卡車輕量化是節(jié)能減排、價(jià)值工程的需求，也是治超治限、保證行車安全的要求。為減小自重，各企業(yè)近幾年普遍采用了以下技術(shù)。

5.1 高強(qiáng)鋼板的運(yùn)用

（1）車架材料以前普遍采用510L，現(xiàn)在600L、700L大量采用，三種材料性能參數(shù)見(jiàn)表1：

車架采用700L比510L重量可降低20%以上。

（2）貨箱材料以前普遍采用Q235板材，現(xiàn)在逐漸使用高強(qiáng)度鋼板。某款輕卡自卸車型貨箱原重量約600Kg，而采用抗拉強(qiáng)度980MPa高強(qiáng)度鋼板重量只有380Kg，實(shí)現(xiàn)降重220Kg。

5.2 鋁合金的普遍運(yùn)用

鋁合金車輪開(kāi)始大批量使用。與鋼質(zhì)車輪相比，鋁合金密度小，約為鋼的1/3;對(duì)于某款總質(zhì)量4.5噸的輕卡，鋁合金車輪可以實(shí)現(xiàn)降重30Kg。

5.3 復(fù)合材料板簧的嘗試

復(fù)合材料板簧（FRP）密度輕，重量只有鋼板材料的1/3。近三十多年，復(fù)合材料板簧（FRP）在全球汽車行業(yè)得到實(shí)質(zhì)性運(yùn)用。但是在輕卡的嘗試運(yùn)用是近幾年的事，對(duì)于一臺(tái)總質(zhì)量4.5噸的輕卡，采用復(fù)合材料板簧整車可以實(shí)現(xiàn)降重150Kg，效果十分可觀。由于目前制造成本偏高，暫未大量生產(chǎn)。我司裝車效果見(jiàn)附圖13：

6 結(jié)束語(yǔ)

汽車產(chǎn)業(yè)是重要的經(jīng)濟(jì)支柱，汽車技術(shù)需要不斷突破和發(fā)展。隨著新技術(shù)的運(yùn)用，卡車的設(shè)計(jì)不斷采取新方案，為節(jié)能減排、高效運(yùn)輸、行車安全保駕護(hù)航，這是我們卡車工程師義不容辭的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

[1] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.

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