适应GB1589的一种新型轿运车身结构

魏益冰，王永，邓春阳

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

适应GB1589的一种新型轿运车身结构

魏益冰，王永，邓春阳

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

文章通对GB1589-2016标准关于轿运车政策的解读和国内外中置轴运输车辆的现状分析，确定了与上装厂家技术合作，以新奔驰中置轴轿运车为技术标杆，在国V底盘基础上布置的技术路线，详细介绍了一种新型斜切顶轿运车身结构的技术优势和技术方案。

斜切顶；轿运车；结构设计

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-36-04

前言

我国的乘用车运输以公路运输为主，约占到90%，运营轿运车约有4-5万辆，绝大部分为半挂式。在GB1589-2016发布以前，从事车辆运输的半挂车最长只能为13米，车辆运输列车最大只能为16.5米，按此标准只能装载6辆乘用车。汽车生产厂家为提高产品竞争力，不断以招标等形式压缩整车物流成本，整车物流公司或者轿运车车队为保证其利润，不得不对轿运车进行改型，甚至出现35m长的车辆，存在严重的安全隐患。目前市场上的轿运车主要有如下几个类型：标准轿运车、超长轿运车、飞机板轿运车、双排轿运车。GB1589-2016标准规定中置轴车辆运输车承载数量为 8-10辆，运输效率最高可提高67%。

本文介绍了一种适应 GB1589-2016的新型轿运车身结构，该车身结构具有法规适应性好、上装适应性强的技术优势，在国内同行业具有一定的技术领先性。

1 法规解读

GB1589-2016《汽车、挂车及其汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定了车辆的外廓尺寸、轴荷和质量基本要求，是汽车行业重要的基础标准，于2016年7月26日发布实施。

1.1 标准分析

从本次标准修订内容分析，国家进一步放开了商用车外廓尺寸、轴荷的限值，尤其是外廓尺寸测量方法进行了规范，整车长宽高的测量可不计算可拆卸附属零部件等。

从市场导向上看，国家将进一步完善轿运车的规范，鼓励长头牵引车的发展、高效率空气弹簧悬架的应用等。

1.2 轿运车关注点

为解决目前车辆运输市场的不规范和违规现象，本次修订引入了中置轴车辆运输车产品，根据现有公路工程技术条件及商品车物流实际装载需要，通过对三个生产厂商的9台试验样车进行了多次不同结构尺寸的通过性试验，最终确定挂车长度12000mm和列车22000的限值。

标准（4.1.1.2外廓尺寸限值）新增：①中置轴、牵引挂车长度限值12m，其车厢长度限值为8000mm（中置轴轿运挂除外），高度限值 4m；②中置轴车辆运输列车长度限值22m，高度限值4m。中置轴轿运车可装载轿车8（大中型车）-10（中小型车）台，相比原来的半挂运输车，运力最多可增加67%，极大提高了运输效率。

2 国内外现状

2.1 国外市场

中置轴挂车作为国外成熟车型，已普遍用于汽车物流业，欧美、前苏联、欧洲部分国家及澳大利亚等国家，都经历了由半挂车辆运输车到使用中置轴车辆运输车的过程。目前主流都是中置轴轿运车，这样的挂车让运载三层轿车成为可能，即使这样高度也在法律规定范围之内。

图1 两层式运输

图2 三层式运输

图3 奔驰斜切顶轿运车

图4 曼恩斜切顶轿运车

国外的中置轴轿运车普遍在20米以上，美国甚至接近了25米，一次能装运8到10辆车。一辆车拉10辆左右本身对公路没有什么破坏和安全隐患，虽然一般都是采用常见的两层式运输，但三层式也不少（有11个卡位）。

以往常见的中置轴轿运车驾驶室为满足整车高度限值和上装布置要求，都采用平顶驾驶室。曼恩、奔驰等国际重卡企业在 2016年德国汉诺威车展上发布的基于新一代平台的轿运车都搭载斜切顶驾驶室，如图3、4所示。

2.2 国内市场

目前国内市场上的轿运车主要有如下几个类型： ①标准轿运车：挂车长度14米，最多只能装8台轿车，在超限车型夹击下苟延残喘，目前主要用于短距离倒运或城市配送等；②超长轿运车：车长增加至20米以上，甚至35米左右；③飞机板轿运车：轿运挂车上层设计伸缩式的并排运输两排轿车的挂板，一般车长超过30米，一次性可装载22台商品车；④双排轿运车：车宽超过4米，上下两层并排的轿运车，由于超宽候车超车困难，存在巨大安全隐患。

随着GB1589-2016的发布实施，国内主流重卡企业相继推出了中置轴轿运车，如图5-8所示，普遍选用低平顶驾驶室，尽可能的降低整车高度。

图5 红岩中置轴轿运车

图6 解放中置轴轿运车

图7 东风中置轴轿运车

图8 重汽中置轴轿运车

各重卡企业在 2016商务年会的轿运车展台未出现斜切顶轿运车，国家公信部公告查询平台也未见斜切顶轿运车公告。通过对交通部指定的中置轴轿运车试点改装厂《中法合资天津劳尔工业有限公司》的走访调研，提取到以下信息：目前国内解放、东风、重汽、福田、红岩等与劳尔合作的主流重卡企业未就斜切轿运车的上装布置进行过技术交流。综上，目前国内主流重卡企业未发布斜切顶轿运车。

3 技术路线

3.1 平台定位

2017年7月1日起所有制造、进口、销售和注册登记的轻型汽油车、重型柴油车必须符合国Ⅴ排放标准，即第五阶段机动车污染物排放标准。本文介绍的斜切顶中置轴轿运车基于国Ⅴ底盘布置。

3.2 上装合作

斜切顶中置轴轿运车底盘必须满足上装的布置需求，这就需要同上装厂家进行技术交流，合作开发。

3.3 驾驶室标杆

斜切顶驾驶室结构新颖，在国内尚属首次开发，技术积累较为薄弱，此类驾驶室目前在国外技术成熟。通过市场对比和技术分析，确定以新奔驰中置轴轿运车驾驶室为技术标杆。

4 技术优势

4.1 法规适应性改善

新GB1589对中置轴车辆运输挂车的高度限值是4米，长度限值是22米。目前国内主流重卡企业发布的中置轴轿运车都存在超长、超高突破法规的情况，斜切顶驾驶室的搭载可以在一定程度上改善此问题，但效果不明显，改善之后依然存在超长、超高问题。

4.2 货物适应性好

斜切轿运车最大可以装载9台A级（朗逸）车，平顶驾驶室轿运车最大可以装载8辆A级车+1辆A0及以下级别车（车顶）。

4.3 货物装载更方便

斜切轿运车装载过程中可以将上装调节成直道，便于车顶车辆的装载，车辆可以直接开到车顶指定位置，无需人工干预调整。

综上，斜切顶轿运车具有货物适应性好、货物装载更方便的技术优势，但是开发成本高、周期长，依然会突破GB1589限制。

5 技术方案

5.1 设计边界

中置轴斜切轿运车驾驶室顶部布置有上装卡位，该特点决定了整车最高点会出现在驾驶室上部。基于国Ⅴ底盘布置的满载整车最高点距离地面线尺寸为A，驾驶室跳动量B为45mm；上装平台因装车的结构强度要求，筋和平板 C定义为 40mm，驾驶室上跳极限距离上装平台安全间隙D定义为20mm。常见车型外形尺寸如表1所示：

表1 典型畅销车型外形尺寸

从上表知A、B、C级车高一般≤1500mm，SUV按1700 mm。满载状态的整车高度 H计算公式可以定义为：H=A+B+C+D，斜切顶中置轴轿运车总布置示意图如图 9所示。由图可知，H尺寸受法规限制，在驾驶室顶部布置上装卡位可以提高运输效率，在底盘布置一定的情况下，应尽可能的降低驾驶室高度。

图9 斜切顶轿运车总布置示意图

5.2 断面设计

主断面是车身结构设计流程中的一条主线，线框的绘制、油泥模型的制作、结构设计的详细数据都离不开主断面的设计。

总布置方案确定了设计边界，该方案涉及白车身顶盖、后围和侧围的更改，有必要进行造型设计。总布置工程师将设计边界输入给造型部门，造型部门展开效果图、CAS等设计。造型部门输入给结构工程师的CAS面如图10所示。

图10 CAS面

结构工程师根据CAS展开车身主断面设计。如图11所示，主断面定义3处位置，其中A-A为顶盖与左侧围搭接处，B-B为顶盖与后围搭接处，C-C为顶盖与右侧围搭接处。

图11 主断面示意图

5.3 结构设计

5.3.1 顶盖设计

配置方面：因顶盖上方要布置上装， 应取消天窗配置；同时气喇叭布置更改，取消顶置喇叭。

外板：斜切顶盖外板设计相对平顶盖外板，主要设计变化点在于特征筋的设计。特征筋设计首先要具备排水引流功能；其次特征筋的布置应继承同平台产品风格，形成系列化产品；再次特征筋结构应使顶盖外板满足抗凹性指标。

骨架：斜切顶盖骨架设计相对平顶盖骨架，主要设计变化点是与车身下部框架的搭接。由于斜切顶盖后部高度已降低到极限，骨架设计空间非常紧张，与车身下部框架的连接和密封断面空间也十分有限。

5.3.2 后围设计

配置方面：斜切后围高度被降低，出于乘员使用下卧铺安全性考虑，需取消后窗；中置轴轿运车运输动力配置需求，进气扁管设计方案变更导致后围外板结构调整。

外板：斜切后围外板特征筋设计特征筋的布置首先应继承同平台产品风格，形成系列化产品；其次特征筋结构应使顶盖外板满足抗凹性指标。进气扁管硬点布置满足安装强度的同时，尽可能提升零件工艺性。

内板：斜切后围外板采用整体冲压成型，设计关键点在于满足刚强度指标的同时，由于内凹式进气扁管布置，成型难度较大，应尽可能提升工艺性。

5.3.3 侧围设计

侧围结构不涉及硬点变更，设计难点主要是与顶盖、后围的搭接，满足总成焊接、装配性能。

Adapt to GB1589 a new type of car body structure

Wei Yibing, Wang Yong, Deng Chunyang
( Shanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd automobile engineering institute, Shaanxi Xi'an 710200 )

This article through to the GB1589-2016 standard about its car carrier policy interpretation and rear axle in the transportation vehicles at home and abroad present situation analysis, to determine the technical cooperation with top manufacturers, for the new mercedes-benz car carrier of rear axle axle technology standard, on the basis of the V chassis arrangement of technical route, introduces in detail a new kind of oblique roof car body structure technology advantages and technical solution.

Oblique-roof; car-carrier; structural design

U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)20-36-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.012

魏益冰，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院。