商用車前面罩設計趨勢

石莉娜

(陜西重型汽車有限公司,陜西西安 710200)

商用車前面罩設計趨勢

石莉娜

(陜西重型汽車有限公司,陜西西安 710200)

從商用車前面罩的結構形式、開啟方式、模塊化、人機工程及CFD要求等方面，分析前面罩的設計趨勢。

商用車；前面罩；模塊化；人機工程；CFD

Abstract:From the points of structure,opening mode,modularity,ergonomics and CFD requirements to the front lid of heavy duty automobile,described,the design trend of the front lid was analyzed.

Keywords:Heavy duty automobile;Front lid;Modularity;Ergonomics;CFD

1 前面罩的作用和分類

前面罩系統是駕駛室前圍外表面的一個覆蓋件總成，位于整個駕駛室前臉的正中央。前面罩系統由前面罩本體、面罩鎖、擾流角板、氣彈簧、進氣格柵、擾流板等主要部件構成，對整個車型的造型風格起著至關重要的作用。如圖1所示，其主要作用是可以遮擋固定在前圍鈑金上的零部件和發動機水箱等，防止灰塵進入及零部件損壞等。

2 整體式前面罩

以往商用車前面罩多采用分體式結構(見圖2)，即前面罩開啟時，導風罩不隨前面罩開啟。近幾年的換代商用車，大多數車型采用整體式面罩(見圖3)，即面罩與導風罩一起開啟，這種設計方式優勢如下：

(1)整體式造型的自由度更大；

(2)前圍部件布置空間大；

(3)整體開啟，維修方便性更好；

(4)前面罩和擾流角板的外觀間隙更好控制；

(5)可以實現整體裝配，減少線上裝配環節；

(6)避免前面罩與導風罩間隙大、間隙不均勻等缺陷，使前臉更加美觀。

隨著汽車的快速發展，商用車在很多細節上逐步轎車化，不僅注重整車造型，而且從成本、裝配方便性、外觀質量等方面不斷加強設計，鑒于整體式面罩的以上優點，它成為商用車面罩未來的設計趨勢。

3 外開式前面罩

外開式前面罩是指前面罩的開關設計在駕駛室外部，即開啟前面罩時不用進入駕駛室即可將前面罩鎖開啟，表1從結構、

成本、裝配等方面對內開與外開進行對比，可知：外開明顯優于內部開啟。這也是各大重型商用車企業選擇前面罩外開的原因。

表1 外開式前面罩與內開式前面罩的對比

4 模塊化設計

針對商用車同平臺多車型的設計特點，在造型風格不變的前提下，目前各廠家多采用通用化和模塊化設計，從而縮短開發周期、提高工程開發和生產效率。針對駕駛室不同安裝高度、不同寬度，前面罩通過中間變化和增加下部零件來滿足客戶的不同要求。如表2所示：M、H、P三個平臺的駕駛室安裝高度H1、H2、H3不同，通過增加保險杠與前面罩之間的裝飾件來滿足不同駕駛室安裝高度的要求;M平臺與H和P平臺寬度W1和W2不同，通過改變中間飾板來實現寬度的變化要求。

表2 不同安裝高度、不同寬度時面罩形式變化

備注：相同顏色代表通用件

5 重視人機工程

如圖4所示，很多系統的零部件布置在前圍上，維修這些部件的時候都必須打開前面罩，因此前面罩的開啟角度將影響前圍部件的維修。

如圖5所示，某車型前面罩開啟角度為95°時，50百分位中國男子在維修前圍部件時，頭部與前面罩發生干涉，因此人體需要下蹲或彎腰更多，維修時極其不舒服。為使維修人員以舒適的姿態維修，如圖6所示，增大前面罩開啟角度至120°。

同時，針對駕駛室安裝高度較高的車型，面罩開啟角度較大，維修舒適，但關閉面罩時，如圖7所示，50百分位中國男子伸手夠不著面罩邊緣，無法順利關閉面罩，不滿足人機要求，需在前面罩上增加拉帶輔助(圖8)，保證面罩的順利關閉。

因此，目前各主機廠為了滿足前面罩人機要求，如圖9所示，要求50百分位(身高為1 705 mm)的人體站立在下方時，手掌可觸及到前圍處，且頭部不會碰觸開啟后的面罩。

6 盡量滿足CFD的要求

商用車市場的競爭要求廠家不斷降低油耗，提高運輸能力，降低其氣動阻力系數是一個重要途徑。商用車通常不具有很好的流線型，因此提高其氣動性能的潛力更大。對于前面罩，通過適當加裝擾流板或增大過渡圓角等措施，不僅對門把手起到除塵的作用，還可以大幅度降低其阻力系數。圖10為擾流板除塵效能分析，圖11為某車型前面罩動力學分析的結果。

7 總結

隨著科學技術的不斷進步，前面罩作為表現商用車風格的一個重要部件，不僅從造型上越來越受到重視，并且從人機工程、維修方便性、模塊化等方面，對前面罩的設計要求越來越高，從而達到安全、經濟、環保和造型設計的完美統一，更好地為人類現代化生活服務。

DesignTrendofFrontLidofHeavyDutyAutomobile

SHI Lina

(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.,Ltd.,Xi’an Shaanxi 710200,China)

2014-05-07

石莉娜(1985—)，女，本科，助理工程師，主要研究方向為外飾設計。E-mail:shixi7031@163.com。