曾 凱 ， 吳杰軍 ， 劉 軍

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330010）

1 貨箱護(hù)欄效用

貨箱護(hù)欄，從其字面意思已經(jīng)解釋，就是帶有貨箱的車輛載貨區(qū)域的一種保護(hù)阻攔物。汽車行業(yè)發(fā)展至今，隨著輕型貨車乘用化的加劇，使其不再是單一的功能件，而是具備乘用化以及車輛載貨固定效用的一種部件[1-5]。

2 貨箱護(hù)欄選用

目前，市場(chǎng)輕型貨車貨箱護(hù)欄材料及成型工藝大致有以下幾種，如表1所示。

表1 輕型貨車貨箱護(hù)欄材料及成型工藝種類

3 貨箱護(hù)欄通用設(shè)計(jì)

根據(jù)江西五十鈴汽車有限公司發(fā)展戰(zhàn)略，從節(jié)省開(kāi)發(fā)資源的角度出發(fā)，將公司現(xiàn)有4款皮卡貨箱護(hù)欄進(jìn)行重新設(shè)計(jì)整合。結(jié)合工程設(shè)計(jì)，公司現(xiàn)有產(chǎn)品標(biāo)軸/長(zhǎng)軸貨箱前護(hù)欄安裝孔通用，左/右護(hù)欄安裝孔不完全通用。為節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，將標(biāo)軸/長(zhǎng)軸左/右通用安裝孔進(jìn)行通用設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)造型圖如圖1所示。

圖1 貨箱護(hù)欄RP樣件裝車效果

該造型可以在現(xiàn)有貨箱的基礎(chǔ)上，不更改任何零部件，只需開(kāi)發(fā)貨箱護(hù)欄即可?？梢院芎玫貪M足通用化設(shè)計(jì)需求，同時(shí)開(kāi)發(fā)成本也相對(duì)較低。銷售公司認(rèn)為標(biāo)軸護(hù)欄末端至貨箱尾部間距296 mm，評(píng)審可接受。但長(zhǎng)軸貨箱間距過(guò)長(zhǎng)，客戶無(wú)法對(duì)后部貨物進(jìn)行捆綁，無(wú)法接受。因此，該方案被否定，同時(shí)要求銷售公司對(duì)貨箱護(hù)欄進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研。

1）貨箱護(hù)欄需求輸入。根據(jù)銷售公司針對(duì)成都、廣州、西安三地皮卡用戶的調(diào)研結(jié)果，皮卡外置鉤有70%客戶需求配置。統(tǒng)計(jì)市場(chǎng)上現(xiàn)有皮卡外置鉤形式，主要有如下四類：貨箱自帶外置鉤（外置鉤通過(guò)螺母連接在貨箱外板上）、不銹鋼貨箱護(hù)欄+貨箱自帶外置鉤、SMC貨箱護(hù)欄+SMC外置掛鉤（外置鉤單獨(dú)安裝在貨箱外板上）、鐵制貨箱護(hù)欄+SMC外置掛鉤（外置鉤安裝在貨箱護(hù)欄上）。以上四種貨箱護(hù)欄+外置鉤形式市場(chǎng)占比達(dá)83.3%。調(diào)研中，85%的調(diào)研對(duì)象建議采用鐵制貨箱護(hù)欄+SMC外置掛鉤，互換性強(qiáng)，不影響貨箱造型，但需要實(shí)現(xiàn)選裝。同時(shí)，需要配備三個(gè)外置掛鉤。

2）造型設(shè)計(jì)輸入。根據(jù)銷售公司對(duì)貨箱護(hù)欄的要求，同時(shí)結(jié)合貨箱外板、內(nèi)板、安裝支架等進(jìn)行工程分析，造型設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 新貨箱護(hù)欄A面

3）貨箱通用設(shè)計(jì)。現(xiàn)有標(biāo)軸/長(zhǎng)軸貨箱長(zhǎng)度不同，匹配不同類型貨箱護(hù)欄。為達(dá)到通用化設(shè)計(jì)，標(biāo)軸/長(zhǎng)軸貨箱需進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以滿足貨箱護(hù)欄通用化設(shè)計(jì)要求。貨箱外板根據(jù)新造型對(duì)掛鉤固定支架安裝位置進(jìn)行了調(diào)整。為滿足外置掛鉤受力強(qiáng)度，將護(hù)欄固定支架布置盡可能靠近護(hù)欄外置鉤。因此，為了減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，盡可能在現(xiàn)有零件及模具上進(jìn)行修改，并且需要保證現(xiàn)有貨箱護(hù)欄可以進(jìn)行互換?；谝陨峡紤]，新護(hù)欄部分安裝孔直接借用原有護(hù)欄固定支架，部分支架進(jìn)行重新開(kāi)發(fā)。為此，需在標(biāo)軸外板上根據(jù)護(hù)欄固定支架位置增加一個(gè)安裝過(guò)孔，如圖3所示，長(zhǎng)軸需在原有零件基礎(chǔ)上增加兩個(gè)安裝過(guò)孔，如圖4所示。

圖3 標(biāo)軸貨箱外板變更示意圖

圖4 長(zhǎng)軸貨箱外板變更示意圖

貨箱內(nèi)板同樣根據(jù)護(hù)欄固定位置變更，對(duì)應(yīng)增加三個(gè)過(guò)孔，如圖5所示。為了保證貨箱護(hù)欄及相關(guān)固定點(diǎn)能夠滿足設(shè)定強(qiáng)度要求，特意在內(nèi)板中增加護(hù)欄安裝支架（含凸焊螺母），以滿足貨箱護(hù)欄的受力要求，新開(kāi)發(fā)護(hù)欄安裝支架如圖6所示（支架2為長(zhǎng)軸專用支架）。為匹配新護(hù)欄造型安裝及滿足掛鉤強(qiáng)度，特將護(hù)欄固定支架加寬設(shè)計(jì)，如圖7所示。其中，支架3、5為標(biāo)軸/長(zhǎng)軸通用件，支架3、4為同一部件。

圖5 貨箱內(nèi)板變更示意圖

圖6 新開(kāi)發(fā)護(hù)欄安裝支架示意圖

圖7 新開(kāi)發(fā)貨箱護(hù)欄固定支架示意圖

4）CAE計(jì)算。根據(jù)《營(yíng)運(yùn)貨車安全技術(shù)條件》要求[2]，每個(gè)掛鉤需能承受150 N的重物，試驗(yàn)方法：水平放置貨箱并固定，對(duì)系固定點(diǎn)分別單獨(dú)施加正向（內(nèi)繩鉤）或斜向（外繩鉤）的兩個(gè)拉力，考察系固定點(diǎn)是否損壞或斷裂，判定是否滿足要求。根據(jù)其要求及試驗(yàn)方法，進(jìn)行相關(guān)CAE分析，分析結(jié)果如下。

①對(duì)外置掛鉤1施加150 N的力，貨箱護(hù)欄本體受力云圖如圖8所示，掛鉤1受力云圖如圖9所示，貨箱護(hù)欄固定支架受力云圖如圖10所示。

圖8 貨箱護(hù)欄本體受力云圖

圖9 掛鉤1受力云圖

圖10 貨箱護(hù)欄固定支架受力云圖

②對(duì)外置掛鉤2施加150 N的力，貨箱護(hù)欄本體受力云圖如圖11所示，掛鉤2受力云圖如圖12所示，貨箱護(hù)欄固定支架受力云圖如圖13所示。

圖11 貨箱護(hù)欄本體受力云圖

圖12 掛鉤2受力云圖

③對(duì)外置掛鉤3施加150 N的力，貨箱護(hù)欄本體受力云圖如圖14所示，掛鉤3受力云圖如圖15所示，貨箱護(hù)欄固定支架受力云圖如圖16所示。

圖14 貨箱護(hù)欄本體受力云圖

圖15 掛鉤3受力云圖

圖16 貨箱護(hù)欄固定支架受力云圖

根據(jù)以上分析，判定貨箱護(hù)欄、外置鉤及護(hù)欄固定支架設(shè)計(jì)滿足CAE設(shè)定要求。

4 總結(jié)

本研究基于量產(chǎn)車型，在不破壞原有設(shè)計(jì)情況下進(jìn)行通用化設(shè)計(jì)。因涉及現(xiàn)有車型售后市場(chǎng)必須保留原固定點(diǎn)，同時(shí)兼顧市場(chǎng)新的需求。通用設(shè)計(jì)需考慮新、老護(hù)欄互換因素，同時(shí)需要考慮新護(hù)欄的安裝及設(shè)計(jì)強(qiáng)度是否滿足相關(guān)法規(guī)要求。