商用車前面罩設(shè)計(jì)趨勢(shì)

石莉娜

(陜西重型汽車有限公司,陜西西安 710200)

商用車前面罩設(shè)計(jì)趨勢(shì)

石莉娜

(陜西重型汽車有限公司,陜西西安 710200)

從商用車前面罩的結(jié)構(gòu)形式、開啟方式、模塊化、人機(jī)工程及CFD要求等方面，分析前面罩的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

商用車；前面罩；模塊化；人機(jī)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 前面罩的作用和分類

前面罩系統(tǒng)是駕駛室前圍外表面的一個(gè)覆蓋件總成，位于整個(gè)駕駛室前臉的正中央。前面罩系統(tǒng)由前面罩本體、面罩鎖、擾流角板、氣彈簧、進(jìn)氣格柵、擾流板等主要部件構(gòu)成，對(duì)整個(gè)車型的造型風(fēng)格起著至關(guān)重要的作用。如圖1所示，其主要作用是可以遮擋固定在前圍鈑金上的零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)水箱等，防止灰塵進(jìn)入及零部件損壞等。

2 整體式前面罩

以往商用車前面罩多采用分體式結(jié)構(gòu)(見圖2)，即前面罩開啟時(shí)，導(dǎo)風(fēng)罩不隨前面罩開啟。近幾年的換代商用車，大多數(shù)車型采用整體式面罩(見圖3)，即面罩與導(dǎo)風(fēng)罩一起開啟，這種設(shè)計(jì)方式優(yōu)勢(shì)如下：

(1)整體式造型的自由度更大；

(2)前圍部件布置空間大；

(3)整體開啟，維修方便性更好；

(4)前面罩和擾流角板的外觀間隙更好控制；

(5)可以實(shí)現(xiàn)整體裝配，減少線上裝配環(huán)節(jié)；

(6)避免前面罩與導(dǎo)風(fēng)罩間隙大、間隙不均勻等缺陷，使前臉更加美觀。

隨著汽車的快速發(fā)展，商用車在很多細(xì)節(jié)上逐步轎車化，不僅注重整車造型，而且從成本、裝配方便性、外觀質(zhì)量等方面不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)，鑒于整體式面罩的以上優(yōu)點(diǎn)，它成為商用車面罩未來的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

3 外開式前面罩

外開式前面罩是指前面罩的開關(guān)設(shè)計(jì)在駕駛室外部，即開啟前面罩時(shí)不用進(jìn)入駕駛室即可將前面罩鎖開啟，表1從結(jié)構(gòu)、

成本、裝配等方面對(duì)內(nèi)開與外開進(jìn)行對(duì)比，可知：外開明顯優(yōu)于內(nèi)部開啟。這也是各大重型商用車企業(yè)選擇前面罩外開的原因。

表1 外開式前面罩與內(nèi)開式前面罩的對(duì)比

4 模塊化設(shè)計(jì)

針對(duì)商用車同平臺(tái)多車型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在造型風(fēng)格不變的前提下，目前各廠家多采用通用化和模塊化設(shè)計(jì)，從而縮短開發(fā)周期、提高工程開發(fā)和生產(chǎn)效率。針對(duì)駕駛室不同安裝高度、不同寬度，前面罩通過中間變化和增加下部零件來滿足客戶的不同要求。如表2所示：M、H、P三個(gè)平臺(tái)的駕駛室安裝高度H1、H2、H3不同，通過增加保險(xiǎn)杠與前面罩之間的裝飾件來滿足不同駕駛室安裝高度的要求;M平臺(tái)與H和P平臺(tái)寬度W1和W2不同，通過改變中間飾板來實(shí)現(xiàn)寬度的變化要求。

表2 不同安裝高度、不同寬度時(shí)面罩形式變化

備注：相同顏色代表通用件

5 重視人機(jī)工程

如圖4所示，很多系統(tǒng)的零部件布置在前圍上，維修這些部件的時(shí)候都必須打開前面罩，因此前面罩的開啟角度將影響前圍部件的維修。

如圖5所示，某車型前面罩開啟角度為95°時(shí)，50百分位中國男子在維修前圍部件時(shí)，頭部與前面罩發(fā)生干涉，因此人體需要下蹲或彎腰更多，維修時(shí)極其不舒服。為使維修人員以舒適的姿態(tài)維修，如圖6所示，增大前面罩開啟角度至120°。

同時(shí)，針對(duì)駕駛室安裝高度較高的車型，面罩開啟角度較大，維修舒適，但關(guān)閉面罩時(shí)，如圖7所示，50百分位中國男子伸手夠不著面罩邊緣，無法順利關(guān)閉面罩，不滿足人機(jī)要求，需在前面罩上增加拉帶輔助(圖8)，保證面罩的順利關(guān)閉。

因此，目前各主機(jī)廠為了滿足前面罩人機(jī)要求，如圖9所示，要求50百分位(身高為1 705 mm)的人體站立在下方時(shí)，手掌可觸及到前圍處，且頭部不會(huì)碰觸開啟后的面罩。

6 盡量滿足CFD的要求

商用車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)要求廠家不斷降低油耗，提高運(yùn)輸能力，降低其氣動(dòng)阻力系數(shù)是一個(gè)重要途徑。商用車通常不具有很好的流線型，因此提高其氣動(dòng)性能的潛力更大。對(duì)于前面罩，通過適當(dāng)加裝擾流板或增大過渡圓角等措施，不僅對(duì)門把手起到除塵的作用，還可以大幅度降低其阻力系數(shù)。圖10為擾流板除塵效能分析，圖11為某車型前面罩動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果。

7 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，前面罩作為表現(xiàn)商用車風(fēng)格的一個(gè)重要部件，不僅從造型上越來越受到重視，并且從人機(jī)工程、維修方便性、模塊化等方面，對(duì)前面罩的設(shè)計(jì)要求越來越高，從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和造型設(shè)計(jì)的完美統(tǒng)一，更好地為人類現(xiàn)代化生活服務(wù)。

DesignTrendofFrontLidofHeavyDutyAutomobile

SHI Lina

(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.,Ltd.,Xi’an Shaanxi 710200,China)

2014-05-07

石莉娜(1985—)，女，本科，助理工程師，主要研究方向?yàn)橥怙椩O(shè)計(jì)。E-mail:shixi7031@163.com。