重卡地板垫结构设计方法研究

张超，岳冬冬，郑文源，张晓明，曹鑫，梁攀

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

重卡地板垫结构设计方法研究

张超，岳冬冬，郑文源，张晓明，曹鑫，梁攀

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

∶系统研究重卡地板垫结构设计方法，对地板垫设计开发流程进行了梳理；介绍地板垫常见结构、材料和设计方法，同时对地板垫设计中应该遵循的法规要求和设计原则进行了汇总。文章通过对重卡地板垫设计流程、设计考虑因素、设计基本要求等研究，为设计过程和设计思路提供参考的准则。

∶地板垫；结构设计；重卡

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.050

CLC NO.: U463.83Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-142-03

引言

当前，随着重型卡车动力匹配、电器装置等综合性能的逐步升级，驾乘人员对重型卡车驾驶室地板垫舒适性、吸音降噪、保温隔热要求明显提高，趋向于讲究居家式的驾驶体验。

同时，重型卡车地板垫所用材料在满足《GB8410内饰材料阻燃性能要求》的基础上，地板垫也应具有良好的使用稳定性，在踩踏、光照或其他因素影响下不变形、无异味；并且，与重型卡车地板垫配合的部件种类多（主要包括仪表板、座椅、卧铺、储物盒、门槛压条），配合间隙的精度要求高，地板垫应保证此类边界部件能够快速、准确的装配，达到良好的装车效果。

1、地板垫系统构成

地板垫系统从部件组成形式上讲，主要由地板垫本体、左/右门槛压条、中间装饰脚垫、主副驾防滑脚垫等组成，这几者之间形成相互配合关系。

2、设计法规及输入条件

2.1中国法规要求

① GB 11552-2009 乘用车内部凸出物；

② GB 8410-2006 汽车内饰材料的燃烧特性；

③ GB/T7147-2008 塑料热老化试验方法。

2.2欧盟、欧共体法规要求

① ECE R 21 关于内饰件方面批准车辆的统一规定；

② 2005/64/EC 欧洲废弃车辆指令；

③ 2002/525/EC 限制六种有害物质；

3、设计开发流程

Ⅰ. 需求收集==> 策略制定

Ⅱ. 造型CAS面设计 ==>

造型CAS面校核及工程可行性分析==>

造型CAS面评审（冻结）

Ⅲ. 结构方案设计 ==>结构方案评审 ==>

制作快速样件 ==>

样件试装评审 ==>

产品数据发布（冻结）

4、地板垫设计策略

--本文主要描述地板垫本体造型CAS数据冻结后的详细结构方案设计过程（以下简称地板垫）--

4.1地板垫结构形式（分块）介绍

根据调研国内目前现有重型卡车（解放、重汽、东风、福田）地板垫，以及对标国外主流重型卡车（BENZ、SCANIA、VOLVO、MAN）的地板垫，地板垫结构形式主要有以下五种：

类型Ⅰ- 单层皮革；

类型Ⅱ- 单层皮革+底层木板；

类型Ⅲ- 单层皮革+底层成型塑料件；

类型Ⅳ- 单层皮革+底层复合毛毡；

类型Ⅴ- 单层皮革+底层PU发泡；

类型Ⅵ- 硫化EPDM+底层PU发泡。

4.2地板垫材料和成型工艺选定

通常根据开发车型的市场定位（高端消费市场、中端消费市场、低端消费市场，或是高速牵引市场、中途载货市场、短途自卸市场），以及结合对标车和现有产品的材料情况，对地板垫系统的材料进行选定，同时需要依据部件的使用性能要求作最终选定。地板垫材料和成型工艺形式主要有以下四种：

类型Ⅰ- PVC皮革；

类型Ⅱ- PVC吸塑皮革+底层复合毛毡；

类型Ⅲ- PVC吸塑皮革+底层PU软质发泡层；

类型Ⅲ- EPDM硫化橡胶+底层PU软质发泡层。

4.3造型阶段方案可行性分析及CAS校核检查

4.3.1地板垫与仪表板配合关系确认

地板垫和仪表板之间根据先后装配顺序主要有两种不同的配合关系，每一种配合关系将需要完成相应的CAS面数据，具体如图1、2所示。

优点是仪表板安装螺钉被地板垫遮蔽，不足是地板垫配合结构稍加复杂且必须后装，需要根据实际生产工位分布进行选择。

图2　地板垫先装、仪表板后装

优点是地板垫配合结构简单，仪表板安装螺钉被地板垫遮蔽，不足是仪表板安装螺钉未能被地板垫遮蔽，也需要根据实际生产工位分布进行选择。

一般情况下，方向机管柱护罩和仪表板下护板集成为一个件。

4.3.2地板垫与卧铺配合关系确认

图3　卧铺先装、地板垫后装

卧铺前挡板和地板垫水平方向进行对接，实现良好匹配关系，有限防止水渍、杂物进入卧铺下方，也便于对驾驶室地板垫上部进行清理。

图4　卧铺先装、地板垫后装

卧铺前挡板和地板垫水平方向进行参接，在图3所示的配合优点基础上，外观效果更加精致。

图5　地板垫先装、卧铺后装

4.3.3地板垫与加速踏步配合间隙校核

针对高低地板车型（发动机地板机罩高出地板人机操作平面），需要加速踏板到机罩侧面地板垫的配合间隙，此间隙最小值为40mm，一般都设计在60mm—80mm之间，否则需要反馈相关边界以修改地板垫厚度，或者修改机罩侧面的Y向位置，以获得舒适、安全的人机操作性能。

4.3.4地板垫与座椅R点人机尺寸校核

考虑到驾乘人员坐在座椅上时腿部、脚部的人机舒适性，需要根据总布置相关参数要求，校核地板垫与座椅R点的人机尺寸。此尺寸对于重卡车型基本要求应该是一致的，不过不同主机厂最终的定义也是不一样的。

4.4地板垫详细设计

4.4.1地板垫表面皮革结构设计

根据确定的配合边界，通过初版布置数据（不体现圆角、料厚等）、详细结构数据（体现圆角、整体料厚）完成地板垫表面皮革结构设计。各主机厂最终

图6　地板垫表面皮革

4.4.2地板垫底部垫层结构设计

图7　地板垫底部垫层

根据驾驶室地板钣金数据的凹凸形状将底部垫层的下表面特征设计为相应的凸凹式结构，底部垫层的上表面特征完全来源于上层表皮的下表面。由上层表皮和底部垫层组成的地板垫本体总成直接铺设在驾驶室地板本体上方，主要利用自身重力和下表面凹凸结构与地板本体形成良好的贴合状态。

4.4.3地板垫防滑特征设计

根据输入的CAS数据及工艺成型可行性分析结果，在表面皮革上增加主、副驾侧防滑特征的结构设计，具体特征需根据各主机厂造型风格来确定。

4.4.4歇脚台结构设计

根据人机参数要求和输入的CAS数据，在表面皮革上增加驾驶员侧、副驾侧歇脚台的结构设计。

图8　驾驶员侧歇脚台

图9　副驾侧歇脚台

5、结束语

设计品质良好的地板垫能够满足驾乘人员对重型卡车驾驶室地板垫舒适性、隔音降噪、保温隔热的要求，能够为驾乘人员提供居家式的驾驶体验，提升了驾驶室的品质感；地板垫总成采用不同区域不用厚度设计原则，设计方式灵活巧妙，能够有效地改善地板垫和其他周边部件的配合间隙，提高驾驶室精细化程度。

本文为汽车驾驶室地板垫的设计过程和设计思路提供参考，也是内饰设计经验积累的过程。为笔者在实践中实际应用的总结，希望给业界同行提供参考。

Structural design method of heavy truck carpet

Zhang Chao, Yue Dong Dong, Zheng Wenyuan, Zhang Xiaoming, Cao Xin, Liang Pan
（ShaanXi Heavy-duty Automobile Co., LtD, Shaanxi Xi'an 710200）

A systematic study of design methods about heavy truck carpet,and combing the development processes of carpet; introducing common structure,materials and design methods of carpet, while regulatory requirements and design principles in the carpet design are summarized. Through the study of design process, the factors which be considered in the design process and the basic requirements, to provide reference criteria for the design process and design ideas of heavy truck carpet.

Carpet; Structure design; Heavy truck

∶U463.83

∶A

∶1671-7988 (2016)09-142-03

张超（1986—），男，助理工程师，就职于陕西重型汽车有限公司，从事汽车内饰设计。