淺談某輕型卡車前保險杠的設計

吳立慧

摘 要：輕型卡車的前保險杠的設計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，在必要時候為其吸收并且緩和外界沖擊力。伴隨不斷發展進步的汽車工業，在制造過程中為達到輕量化的設計，塑料保險杠的使用越來越多，限制前保險杠設計生產的法規也越來越完善。輕卡前保險杠已經受到了越來越多的法規制約，相關設計師們只能根據這些法規制度對輕卡前保險杠進行有關造型以及結構等方面的設計。

關鍵詞：前保險杠;輕型卡車;仿真分析

1 輕型卡車保險杠設計思路

1.1 外觀品質基準書（DTS）設計思路

在整體設計的過程中，需要對前保險杠的外觀品質標準進行多次調整。由工程人員與設計人員共同討論，以提供可用材料作為造型人員的參考。在外觀基準被初步確定時，通常會參考以下原則：由造型和工程人員共同探討分析參考車型及競爭車型的外觀間隙，將最終結果提交給造型人員，再由造型人員根據所得數據結果考慮已初步經過分析的參考值進行造型處理。

1.2 可行性分析思路

型面工程師在設計過程中需要根據CAS面工程人員對其進行可行性分析，在進行分析的過程中需要成立四個有關的專業組：總布置專業、外飾專業、車身專業和電器專業，整體的分析過程需要這四個專業組共同分析完成。

1.3 總布置空間及法規校核

（1）輕卡前保險杠在安裝時需要進行位置校驗核對，主要包括其最小離地間隙和設計接近角等方面，在這個過程中需要詳細監測這幾個方面是否符合設計要求，此外還需要與參考車型與市面上的競爭車型進行對比。

（2）在我國已出臺的制度中，駕駛室外部凸出物法規中明確指出：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當車輛在空載，車門車窗以及各種蓋板處于關閉的情況下，任何低于1.8m的車輛外表面零部件在處于靜止狀態時，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，輕型卡車類的保險杠安裝在車架總成上，將兩者進行安裝后，要保證相對位置的不變。在駕駛室總成（含外飾件總成）過程中，采用前懸裝置與車架總成進行連接，成功進行安裝后，輕卡的行駛過程中，由于前后懸掛裝置的減震性，二者之間會形成相對運動。因此，在輕卡的行車過程中，駕駛室總成和汽車前保險杠之間是存在相對運動的。一旦在確定車輛外飾造型之后，要考慮影響前保險杠邊界和邊緣設計的影響因素，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量等。除此之外，還有一個對保險杠邊緣設計的重要影響因素：輕卡類型的單排和排版車型在進行發動機維修問題時，駕駛室會圍繞車輛前懸掛裝置的扭桿彈簧中心向前翻轉，在駕駛室隨著維修動作進行翻轉時，要保證外飾件和保險杠總成之間的翻轉安全距離。

2.2 下邊界的確定

車輛保險杠下邊界的確定首要設計任務就是要符合QC/T487標準，并且要滿足在不同配置的輪胎下，接近角的要求。輕卡前保險杠下邊界應該處于QC/T487標準要求和接近角斜面的高度范圍內。

3 輕型卡車前保險杠結構設計

3.1 前保險杠的造型要求

車輛前保險杠在進行外觀設計的過程中，一定要保證車輛外部造型、色彩和質感上與整體車輛的造型做到和諧一致，以達到渾然一體的效果。

3.2 前保險杠的選材要求

在進行車輛前保險杠的材料選擇時，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。目前我國輕卡的前保險杠普遍采用兩種材料的組合形式，其一是保險杠外板采用塑料件，元件內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杠的內外部同樣采用沖壓鋼板，這兩者之間通過焊點進行連接，然后將保險杠整體都安裝到車架上。最后根據標桿車的情況及成本等方面考慮，再對材料選擇進行確定。

3.3 某輕型卡車前保險杠的結構設計

進行車輛保險杠結構設計的步驟需要建立在輕卡整車外表面確定之后。首先，需要確定車身保險杠與其他車身部件的連接關系以及設計前保險杠的安裝結構;進而根據整車的造型需求來進行車輛保險杠的設計。

（1）前保險杠外板結構設計。車輛前保險杠外板的尺寸相對較大，因此在對鋼材選擇時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計，該輕卡最終選擇了厚度為1.5mm的DC06材料。保險杠外板為造型面，因此，無需對保險杠進行內部結構設計，僅需要進行對元件的加厚以保證該元件的沖壓成型性能就足夠。

（2）前保險杠內板結構設計。車輛在設計前保險杠內板時，設計方式較為復雜，需要再設計過程中保證保險杠沖壓成型性能，對其進行裝配、焊接和強度等多個方面的因素。在成型問題上，由于沖壓深度比較大，而且許多結構形狀變化較大，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。在保險杠安裝時，安裝點需要做到左右對稱并且保證絕對的受力均衡。在進行焊接時，必須要保證足夠的焊接空間。

4 結論

綜上所述，作為車輛最重要的安全件之一的前保險杠，在進行設計的過程中應當注意但并不限于以下兩個方面：其一，在保險杠的設計階段應該對周邊件與車輛的安裝關系進行分析，還要對其間距與結構等方面進行考慮，確定其是否滿足設計要求，再進行對車輛保險杠總成的設計。其二，車輛前保險杠由于對外觀極為嚴格的要求，需要解決的問題多而復雜，只有進行對專業知識的進一步專業學習等工作后，才能達到設計出更滿足要求的輕卡保險杠的目的。

參考文獻：

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