商用车前面罩设计趋势

2014-09-18石莉娜

汽车零部件 2014年11期

关键词：开式面罩驾驶室

石莉娜

(陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200)

商用车前面罩设计趋势

石莉娜

(陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710200)

从商用车前面罩的结构形式、开启方式、模块化、人机工程及CFD要求等方面，分析前面罩的设计趋势。

商用车；前面罩；模块化；人机工程；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 前面罩的作用和分类

前面罩系统是驾驶室前围外表面的一个覆盖件总成，位于整个驾驶室前脸的正中央。前面罩系统由前面罩本体、面罩锁、扰流角板、气弹簧、进气格栅、扰流板等主要部件构成，对整个车型的造型风格起着至关重要的作用。如图1所示，其主要作用是可以遮挡固定在前围钣金上的零部件和发动机水箱等，防止灰尘进入及零部件损坏等。

2 整体式前面罩

以往商用车前面罩多采用分体式结构(见图2)，即前面罩开启时，导风罩不随前面罩开启。近几年的换代商用车，大多数车型采用整体式面罩(见图3)，即面罩与导风罩一起开启，这种设计方式优势如下：

(1)整体式造型的自由度更大；

(2)前围部件布置空间大；

(3)整体开启，维修方便性更好；

(4)前面罩和扰流角板的外观间隙更好控制；

(5)可以实现整体装配，减少线上装配环节；

(6)避免前面罩与导风罩间隙大、间隙不均匀等缺陷，使前脸更加美观。

随着汽车的快速发展，商用车在很多细节上逐步轿车化，不仅注重整车造型，而且从成本、装配方便性、外观质量等方面不断加强设计，鉴于整体式面罩的以上优点，它成为商用车面罩未来的设计趋势。

3 外开式前面罩

外开式前面罩是指前面罩的开关设计在驾驶室外部，即开启前面罩时不用进入驾驶室即可将前面罩锁开启，表1从结构、

成本、装配等方面对内开与外开进行对比，可知：外开明显优于内部开启。这也是各大重型商用车企业选择前面罩外开的原因。

表1 外开式前面罩与内开式前面罩的对比

4 模块化设计

针对商用车同平台多车型的设计特点，在造型风格不变的前提下，目前各厂家多采用通用化和模块化设计，从而缩短开发周期、提高工程开发和生产效率。针对驾驶室不同安装高度、不同宽度，前面罩通过中间变化和增加下部零件来满足客户的不同要求。如表2所示：M、H、P三个平台的驾驶室安装高度H1、H2、H3不同，通过增加保险杠与前面罩之间的装饰件来满足不同驾驶室安装高度的要求;M平台与H和P平台宽度W1和W2不同，通过改变中间饰板来实现宽度的变化要求。

表2 不同安装高度、不同宽度时面罩形式变化

备注：相同颜色代表通用件

5 重视人机工程

如图4所示，很多系统的零部件布置在前围上，维修这些部件的时候都必须打开前面罩，因此前面罩的开启角度将影响前围部件的维修。

如图5所示，某车型前面罩开启角度为95°时，50百分位中国男子在维修前围部件时，头部与前面罩发生干涉，因此人体需要下蹲或弯腰更多，维修时极其不舒服。为使维修人员以舒适的姿态维修，如图6所示，增大前面罩开启角度至120°。

同时，针对驾驶室安装高度较高的车型，面罩开启角度较大，维修舒适，但关闭面罩时，如图7所示，50百分位中国男子伸手够不着面罩边缘，无法顺利关闭面罩，不满足人机要求，需在前面罩上增加拉带辅助(图8)，保证面罩的顺利关闭。

因此，目前各主机厂为了满足前面罩人机要求，如图9所示，要求50百分位(身高为1 705 mm)的人体站立在下方时，手掌可触及到前围处，且头部不会碰触开启后的面罩。

6 尽量满足CFD的要求

商用车市场的竞争要求厂家不断降低油耗，提高运输能力，降低其气动阻力系数是一个重要途径。商用车通常不具有很好的流线型，因此提高其气动性能的潜力更大。对于前面罩，通过适当加装扰流板或增大过渡圆角等措施，不仅对门把手起到除尘的作用，还可以大幅度降低其阻力系数。图10为扰流板除尘效能分析，图11为某车型前面罩动力学分析的结果。