汽車前保險杠設計可行性研究

劉智森 王月

摘 要：文章簡單介紹了前保險杠設計涉及的法規和關鍵尺寸，對汽車前保險杠設計開發初步可行性分析有一定的指導作用，做好前期的可行性分析，可以大大減少后期的更改量，對項目的進度和最終成功起到決定性作用。

關鍵詞：前保杠；法規；關鍵尺寸

中圖分類號：U463 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0167-02

Abstract： This article briefly introduces the laws and regulations as well as key dimensions involved in the design of the front bumper， which will guide the preliminary feasibility analysis of the design and development of the front bumper of the automobile， and do a good job of feasibility analysis in the early stage， which can greatly reduce the amount of change in the later stage and play a decisive role in the progress and ultimate success.

Keywords： front bumper； law and regulation； key dimensions

當今汽車保險杠除了保持原有的保護功能外，還追求與車身形狀的和諧統一，追求自身的輕量化。為了實現這一目標，汽車的前保險杠和后保險杠目前都是用塑料制成的，也就是所謂的塑料保險杠。塑料保險杠外形除了要美觀，風格要和車身相襯，還必須滿足各種功能和法律法規的要求，各種功能部件和保險杠附件的位置要符合車輛總布置和人機工程學的要求。

在設計初始階段，先要檢查造型是否滿足法規要求。工程師必須考慮與保險杠相關的法規和布局要求有： 低速碰撞、行人保護、外部凸出物、牌照安裝、冷卻系統對格柵進氣面積要求、前保險杠接近角等。

低速碰撞（GB 17354）， 前后保險杠低速碰撞的設計要求是在發生接觸和輕微碰撞時，不會對車輛造成嚴重損傷，保護車身、發動機供油系統、排氣系統、冷卻系統以及相關的燈具等不受到損傷。為了滿足該設計要求，保險杠造型的主要設計方向是保險杠蒙皮超出前照燈、霧燈和發動機蓋等附件，以便在碰撞時首先接觸保險杠以保護其附件。前保險杠正面碰撞，碰撞擺錘與發動機艙蓋最前端的間隙，中歐經驗值≥50mm，美標經驗值≥70mm；側30度碰撞，碰撞擺錘與前大燈的間隙，中歐經驗值≥30mm，美標經驗值≥50mm。中歐低速碰撞高度445mm，美標低速碰撞高度406.4-508mm。截面圖詳見圖1低速碰撞布置。

行人保護（GB/T 24550-2009），目前已成為設計方面所關注的重要課題。行人保護中影響保險杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分，其主要的評價指標有脛骨加速度G（g）、最大彎曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）。為了實現對小腿碰撞的保護，在前保橫梁和前保險杠內表面之間通常布置保險杠吸能塊。同時我們會設計吸能空間，前保橫梁和前保蒙皮內表面距離（S）越大越好，此空間尺寸的增大可以為小腿碰撞器提供足夠的變形空間。為達到標準要求，保險杠整個小腿碰撞區域的該距離尺寸（S）需保證80mm以上。截面圖詳見圖2前保橫梁和前保蒙皮布置圖。

外部凸出物（GB 11566），在前期CAS面可行性分析的外部突出物核查中，主要是對保險杠外表面的一些特征圓角的檢查，主要內容：裝配在外車身表面的零部件如前后組合大燈、前后保險杠、Logo標識等，其圓角半徑R應大于2.5mm。當零部件凸出車身尺s小于1.5mm或者1.5mm

牌照安裝（GB 15741、GA 36）牌照安裝布置分析前后保險杠牌照安裝區域應有足夠的空間來滿足中、歐、美等牌照的安裝要求。中國標準：（1）前號牌位于車輛前保險杠上；（2）安裝于前號牌板（架）上的號牌應垂直或近似垂直于車輛縱向對稱平面，前號牌中點不得處于車輛縱向對稱平面左方； （3）前號牌、號牌架不得超出車輛前端右邊緣；（4）前號牌應基本垂直于水平面，正面允許后仰不大于

15°。

冷卻系統對格柵進氣面積要求，在保險杠格柵設計時需要對進氣面積進行核查， 格柵進風量主要取決于發動機排量以及冷凝器，散熱器功率。核查的方法：進風開口面積之和與散熱器芯體面積，兩者比值盡量接近30%。一般通風散熱投影比例達到25%，格柵進氣基本就能達到散熱要求，在25%-35%區間較為合適。

前保險杠接近角：是水平與切于前輪胎外緣（靜載）的平面之間最大的夾角，前軸前面任何固定在車輛上的剛性部件不得在此平面的下方。接近角越大，通過性越好。接近角和汽車前懸及車輛離地間隙相關。

保險杠工藝與拔模角度，首先必須考慮表面處理工藝，是涂裝還是鍍鉻，哪部分需要制作皮紋，噴涂件一般要求出模角度1度以上，皮紋件要求3-5度的出模角度，加強筋要求0.5度，加強筋的厚度必須小于產品壁厚的1/3，最大不超過0.6倍。筋之間的間距大于4t，筋的高度低于3t，否則引起表面縮印。

間隙與面差，間隙、面差定義主要依據競品車間隙面差測量、現有車型數據庫積累，并充分對比市場上競爭車型的間隙、面差水平結合我們自身的工藝制造能力進行制定。

根據法規和總布置要求對造型校核，把握關鍵尺寸，對于避免原則性問題，重大問題有很好的預防作用。做好前期的設計工作，可以大大減少后期的更改量，對項目的進度和最終成功起到決定性作用。

參考文獻：

[1]曹渡.汽車內外飾設計與實戰[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]GB 15741-1995.汽車和掛車號牌板（架）及其位置[M].中國標準出版社.