浅谈某轻型卡车前保险杠的设计

吴立慧

摘 要：轻型卡车的前保险杠的设计不仅是以车前外围做外饰造型为初衷，也是为了使之作为轻卡车身前部的安全装置，在必要时候为其吸收并且缓和外界冲击力。伴随不断发展进步的汽车工业，在制造过程中为达到轻量化的设计，塑料保险杠的使用越来越多，限制前保险杠设计生产的法规也越来越完善。轻卡前保险杠已经受到了越来越多的法规制约，相关设计师们只能根据这些法规制度对轻卡前保险杠进行有关造型以及结构等方面的设计。

关键词：前保险杠;轻型卡车;仿真分析

1 轻型卡车保险杠设计思路

1.1 外观品质基准书（DTS）设计思路

在整体设计的过程中，需要对前保险杠的外观品质标准进行多次调整。由工程人员与设计人员共同讨论，以提供可用材料作为造型人员的参考。在外观基准被初步确定时，通常会参考以下原则：由造型和工程人员共同探讨分析参考车型及竞争车型的外观间隙，将最终结果提交给造型人员，再由造型人员根据所得数据结果考虑已初步经过分析的参考值进行造型处理。

1.2 可行性分析思路

型面工程师在设计过程中需要根据CAS面工程人员对其进行可行性分析，在进行分析的过程中需要成立四个有关的专业组：总布置专业、外饰专业、车身专业和电器专业，整体的分析过程需要这四个专业组共同分析完成。

1.3 总布置空间及法规校核

（1）轻卡前保险杠在安装时需要进行位置校验核对，主要包括其最小离地间隙和设计接近角等方面，在这个过程中需要详细监测这几个方面是否符合设计要求，此外还需要与参考车型与市面上的竞争车型进行对比。

（2）在我国已出台的制度中，驾驶室外部凸出物法规中明确指出：①不可有任何零部件作为直接朝外的尖锐部分存在于车身外部表面;②当车辆在空载，车门车窗以及各种盖板处于关闭的情况下，任何低于1.8m的车辆外表面零部件在处于静止状态时，直径100mm的球体所触及的零件，圆角半径都不得低于2.5mm;③所有前保险杠上的朝外元件的刚性表面圆角半径都不得小于5mm。

2 车辆保险杠上下边界的确定

2.1 上边界的确定

一般状况下，轻型卡车类的保险杠安装在车架总成上，将两者进行安装后，要保证相对位置的不变。在驾驶室总成（含外饰件总成）过程中，采用前悬装置与车架总成进行连接，成功进行安装后，轻卡的行驶过程中，由于前后悬挂装置的减震性，二者之间会形成相对运动。因此，在轻卡的行车过程中，驾驶室总成和汽车前保险杠之间是存在相对运动的。一旦在确定车辆外饰造型之后，要考虑影响前保险杠边界和边缘设计的影响因素，例如前围外饰件总成的下边缘和车辆前后悬挂装置的跳动量等。除此之外，还有一个对保险杠边缘设计的重要影响因素：轻卡类型的单排和排版车型在进行发动机维修问题时，驾驶室会围绕车辆前悬挂装置的扭杆弹簧中心向前翻转，在驾驶室随着维修动作进行翻转时，要保证外饰件和保险杠总成之間的翻转安全距离。

2.2 下边界的确定

车辆保险杠下边界的确定首要设计任务就是要符合QC/T487标准，并且要满足在不同配置的轮胎下，接近角的要求。轻卡前保险杠下边界应该处于QC/T487标准要求和接近角斜面的高度范围内。

3 轻型卡车前保险杠结构设计

3.1 前保险杠的造型要求

车辆前保险杠在进行外观设计的过程中，一定要保证车辆外部造型、色彩和质感上与整体车辆的造型做到和谐一致，以达到浑然一体的效果。

3.2 前保险杠的选材要求

在进行车辆前保险杠的材料选择时，不仅需要符合使用性能，还需要满足其工艺性能和成本这三方面的需求。目前我国轻卡的前保险杠普遍采用两种材料的组合形式，其一是保险杠外板采用塑料件，元件内部则是利用螺栓连接钢骨架，最后将两材料部件整体安装在车架上;另一种组合方式则是保险杠的内外部同样采用冲压钢板，这两者之间通过焊点进行连接，然后将保险杠整体都安装到车架上。最后根据标杆车的情况及成本等方面考虑，再对材料选择进行确定。

3.3 某轻型卡车前保险杠的结构设计

进行车辆保险杠结构设计的步骤需要建立在轻卡整车外表面确定之后。首先，需要确定车身保险杠与其他车身部件的连接关系以及设计前保险杠的安装结构;进而根据整车的造型需求来进行车辆保险杠的设计。

（1）前保险杠外板结构设计。车辆前保险杠外板的尺寸相对较大，因此在对钢材选择时需要保证钢材良好的拉伸延伸性能。参考其他轻型卡车的设计，该轻卡最终选择了厚度为1.5mm的DC06材料。保险杠外板为造型面，因此，无需对保险杠进行内部结构设计，仅需要进行对元件的加厚以保证该元件的冲压成型性能就足够。

（2）前保险杠内板结构设计。车辆在设计前保险杠内板时，设计方式较为复杂，需要再设计过程中保证保险杠冲压成型性能，对其进行装配、焊接和强度等多个方面的因素。在成型问题上，由于冲压深度比较大，而且许多结构形状变化较大，在拔模角度以及圆角等方面都需要最大程度地符合成型要求。在保险杠安装时，安装点需要做到左右对称并且保证绝对的受力均衡。在进行焊接时，必须要保证足够的焊接空间。

4 结论

综上所述，作为车辆最重要的安全件之一的前保险杠，在进行设计的过程中应当注意但并不限于以下两个方面：其一，在保险杠的设计阶段应该对周边件与车辆的安装关系进行分析，还要对其间距与结构等方面进行考虑，确定其是否满足设计要求，再进行对车辆保险杠总成的设计。其二，车辆前保险杠由于对外观极为严格的要求，需要解决的问题多而复杂，只有进行对专业知识的进一步专业学习等工作后，才能达到设计出更满足要求的轻卡保险杠的目的。

参考文献：

[1]邓海燕.某新能源轻卡前保险杠性能分析与优化[J].机械工程师，2019（11）：151-152+155.

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