適應(yīng)GB1589的一種新型轎運(yùn)車身結(jié)構(gòu)

魏益冰，王永，鄧春陽

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

適應(yīng)GB1589的一種新型轎運(yùn)車身結(jié)構(gòu)

魏益冰，王永，鄧春陽

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

文章通對(duì)GB1589-2016標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于轎運(yùn)車政策的解讀和國內(nèi)外中置軸運(yùn)輸車輛的現(xiàn)狀分析，確定了與上裝廠家技術(shù)合作，以新奔馳中置軸轎運(yùn)車為技術(shù)標(biāo)桿，在國V底盤基礎(chǔ)上布置的技術(shù)路線，詳細(xì)介紹了一種新型斜切頂轎運(yùn)車身結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)方案。

斜切頂；轎運(yùn)車；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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

前言

我國的乘用車運(yùn)輸以公路運(yùn)輸為主，約占到90%，運(yùn)營轎運(yùn)車約有4-5萬輛，絕大部分為半掛式。在GB1589-2016發(fā)布以前，從事車輛運(yùn)輸?shù)陌霋燔囎铋L只能為13米，車輛運(yùn)輸列車最大只能為16.5米，按此標(biāo)準(zhǔn)只能裝載6輛乘用車。汽車生產(chǎn)廠家為提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，不斷以招標(biāo)等形式壓縮整車物流成本，整車物流公司或者轎運(yùn)車車隊(duì)為保證其利潤，不得不對(duì)轎運(yùn)車進(jìn)行改型，甚至出現(xiàn)35m長的車輛，存在嚴(yán)重的安全隱患。目前市場(chǎng)上的轎運(yùn)車主要有如下幾個(gè)類型：標(biāo)準(zhǔn)轎運(yùn)車、超長轎運(yùn)車、飛機(jī)板轎運(yùn)車、雙排轎運(yùn)車。GB1589-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中置軸車輛運(yùn)輸車承載數(shù)量為 8-10輛，運(yùn)輸效率最高可提高67%。

本文介紹了一種適應(yīng) GB1589-2016的新型轎運(yùn)車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)具有法規(guī)適應(yīng)性好、上裝適應(yīng)性強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在國內(nèi)同行業(yè)具有一定的技術(shù)領(lǐng)先性。

1 法規(guī)解讀

GB1589-2016《汽車、掛車及其汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》規(guī)定了車輛的外廓尺寸、軸荷和質(zhì)量基本要求，是汽車行業(yè)重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，于2016年7月26日發(fā)布實(shí)施。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)分析

從本次標(biāo)準(zhǔn)修訂內(nèi)容分析，國家進(jìn)一步放開了商用車外廓尺寸、軸荷的限值，尤其是外廓尺寸測(cè)量方法進(jìn)行了規(guī)范，整車長寬高的測(cè)量可不計(jì)算可拆卸附屬零部件等。

從市場(chǎng)導(dǎo)向上看，國家將進(jìn)一步完善轎運(yùn)車的規(guī)范，鼓勵(lì)長頭牽引車的發(fā)展、高效率空氣彈簧懸架的應(yīng)用等。

1.2 轎運(yùn)車關(guān)注點(diǎn)

為解決目前車輛運(yùn)輸市場(chǎng)的不規(guī)范和違規(guī)現(xiàn)象，本次修訂引入了中置軸車輛運(yùn)輸車產(chǎn)品，根據(jù)現(xiàn)有公路工程技術(shù)條件及商品車物流實(shí)際裝載需要，通過對(duì)三個(gè)生產(chǎn)廠商的9臺(tái)試驗(yàn)樣車進(jìn)行了多次不同結(jié)構(gòu)尺寸的通過性試驗(yàn)，最終確定掛車長度12000mm和列車22000的限值。

標(biāo)準(zhǔn)（4.1.1.2外廓尺寸限值）新增：①中置軸、牽引掛車長度限值12m，其車廂長度限值為8000mm（中置軸轎運(yùn)掛除外），高度限值 4m；②中置軸車輛運(yùn)輸列車長度限值22m，高度限值4m。中置軸轎運(yùn)車可裝載轎車8（大中型車）-10（中小型車）臺(tái)，相比原來的半掛運(yùn)輸車，運(yùn)力最多可增加67%，極大提高了運(yùn)輸效率。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

2.1 國外市場(chǎng)

中置軸掛車作為國外成熟車型，已普遍用于汽車物流業(yè)，歐美、前蘇聯(lián)、歐洲部分國家及澳大利亞等國家，都經(jīng)歷了由半掛車輛運(yùn)輸車到使用中置軸車輛運(yùn)輸車的過程。目前主流都是中置軸轎運(yùn)車，這樣的掛車讓運(yùn)載三層轎車成為可能，即使這樣高度也在法律規(guī)定范圍之內(nèi)。

圖1 兩層式運(yùn)輸

圖2 三層式運(yùn)輸

圖3 奔馳斜切頂轎運(yùn)車

圖4 曼恩斜切頂轎運(yùn)車

國外的中置軸轎運(yùn)車普遍在20米以上，美國甚至接近了25米，一次能裝運(yùn)8到10輛車。一輛車?yán)?0輛左右本身對(duì)公路沒有什么破壞和安全隱患，雖然一般都是采用常見的兩層式運(yùn)輸，但三層式也不少（有11個(gè)卡位）。

以往常見的中置軸轎運(yùn)車駕駛室為滿足整車高度限值和上裝布置要求，都采用平頂駕駛室。曼恩、奔馳等國際重卡企業(yè)在 2016年德國漢諾威車展上發(fā)布的基于新一代平臺(tái)的轎運(yùn)車都搭載斜切頂駕駛室，如圖3、4所示。

2.2 國內(nèi)市場(chǎng)

目前國內(nèi)市場(chǎng)上的轎運(yùn)車主要有如下幾個(gè)類型： ①標(biāo)準(zhǔn)轎運(yùn)車：掛車長度14米，最多只能裝8臺(tái)轎車，在超限車型夾擊下茍延殘喘，目前主要用于短距離倒運(yùn)或城市配送等；②超長轎運(yùn)車：車長增加至20米以上，甚至35米左右；③飛機(jī)板轎運(yùn)車：轎運(yùn)掛車上層設(shè)計(jì)伸縮式的并排運(yùn)輸兩排轎車的掛板，一般車長超過30米，一次性可裝載22臺(tái)商品車；④雙排轎運(yùn)車：車寬超過4米，上下兩層并排的轎運(yùn)車，由于超寬候車超車?yán)щy，存在巨大安全隱患。

隨著GB1589-2016的發(fā)布實(shí)施，國內(nèi)主流重卡企業(yè)相繼推出了中置軸轎運(yùn)車，如圖5-8所示，普遍選用低平頂駕駛室，盡可能的降低整車高度。

圖5 紅巖中置軸轎運(yùn)車

圖6 解放中置軸轎運(yùn)車

圖7 東風(fēng)中置軸轎運(yùn)車

圖8 重汽中置軸轎運(yùn)車

各重卡企業(yè)在 2016商務(wù)年會(huì)的轎運(yùn)車展臺(tái)未出現(xiàn)斜切頂轎運(yùn)車，國家公信部公告查詢平臺(tái)也未見斜切頂轎運(yùn)車公告。通過對(duì)交通部指定的中置軸轎運(yùn)車試點(diǎn)改裝廠《中法合資天津勞爾工業(yè)有限公司》的走訪調(diào)研，提取到以下信息：目前國內(nèi)解放、東風(fēng)、重汽、福田、紅巖等與勞爾合作的主流重卡企業(yè)未就斜切轎運(yùn)車的上裝布置進(jìn)行過技術(shù)交流。綜上，目前國內(nèi)主流重卡企業(yè)未發(fā)布斜切頂轎運(yùn)車。

3 技術(shù)路線

3.1 平臺(tái)定位

2017年7月1日起所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、重型柴油車必須符合國Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)，即第五階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本文介紹的斜切頂中置軸轎運(yùn)車基于國Ⅴ底盤布置。

3.2 上裝合作

斜切頂中置軸轎運(yùn)車底盤必須滿足上裝的布置需求，這就需要同上裝廠家進(jìn)行技術(shù)交流，合作開發(fā)。

3.3 駕駛室標(biāo)桿

斜切頂駕駛室結(jié)構(gòu)新穎，在國內(nèi)尚屬首次開發(fā)，技術(shù)積累較為薄弱，此類駕駛室目前在國外技術(shù)成熟。通過市場(chǎng)對(duì)比和技術(shù)分析，確定以新奔馳中置軸轎運(yùn)車駕駛室為技術(shù)標(biāo)桿。

4 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

4.1 法規(guī)適應(yīng)性改善

新GB1589對(duì)中置軸車輛運(yùn)輸掛車的高度限值是4米，長度限值是22米。目前國內(nèi)主流重卡企業(yè)發(fā)布的中置軸轎運(yùn)車都存在超長、超高突破法規(guī)的情況，斜切頂駕駛室的搭載可以在一定程度上改善此問題，但效果不明顯，改善之后依然存在超長、超高問題。

4.2 貨物適應(yīng)性好

斜切轎運(yùn)車最大可以裝載9臺(tái)A級(jí)（朗逸）車，平頂駕駛室轎運(yùn)車最大可以裝載8輛A級(jí)車+1輛A0及以下級(jí)別車（車頂）。

4.3 貨物裝載更方便

斜切轎運(yùn)車裝載過程中可以將上裝調(diào)節(jié)成直道，便于車頂車輛的裝載，車輛可以直接開到車頂指定位置，無需人工干預(yù)調(diào)整。

綜上，斜切頂轎運(yùn)車具有貨物適應(yīng)性好、貨物裝載更方便的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是開發(fā)成本高、周期長，依然會(huì)突破GB1589限制。

5 技術(shù)方案

5.1 設(shè)計(jì)邊界

中置軸斜切轎運(yùn)車駕駛室頂部布置有上裝卡位，該特點(diǎn)決定了整車最高點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)在駕駛室上部?；趪醯妆P布置的滿載整車最高點(diǎn)距離地面線尺寸為A，駕駛室跳動(dòng)量B為45mm；上裝平臺(tái)因裝車的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，筋和平板 C定義為 40mm，駕駛室上跳極限距離上裝平臺(tái)安全間隙D定義為20mm。常見車型外形尺寸如表1所示：

表1 典型暢銷車型外形尺寸

從上表知A、B、C級(jí)車高一般≤1500mm，SUV按1700 mm。滿載狀態(tài)的整車高度 H計(jì)算公式可以定義為：H=A+B+C+D，斜切頂中置軸轎運(yùn)車總布置示意圖如圖 9所示。由圖可知，H尺寸受法規(guī)限制，在駕駛室頂部布置上裝卡位可以提高運(yùn)輸效率，在底盤布置一定的情況下，應(yīng)盡可能的降低駕駛室高度。

圖9 斜切頂轎運(yùn)車總布置示意圖

5.2 斷面設(shè)計(jì)

主斷面是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程中的一條主線，線框的繪制、油泥模型的制作、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的詳細(xì)數(shù)據(jù)都離不開主斷面的設(shè)計(jì)。

總布置方案確定了設(shè)計(jì)邊界，該方案涉及白車身頂蓋、后圍和側(cè)圍的更改，有必要進(jìn)行造型設(shè)計(jì)?？偛贾霉こ處煂⒃O(shè)計(jì)邊界輸入給造型部門，造型部門展開效果圖、CAS等設(shè)計(jì)。造型部門輸入給結(jié)構(gòu)工程師的CAS面如圖10所示。

圖10 CAS面

結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)CAS展開車身主斷面設(shè)計(jì)。如圖11所示，主斷面定義3處位置，其中A-A為頂蓋與左側(cè)圍搭接處，B-B為頂蓋與后圍搭接處，C-C為頂蓋與右側(cè)圍搭接處。

圖11 主斷面示意圖

5.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.3.1 頂蓋設(shè)計(jì)

配置方面：因頂蓋上方要布置上裝， 應(yīng)取消天窗配置；同時(shí)氣喇叭布置更改，取消頂置喇叭。

外板：斜切頂蓋外板設(shè)計(jì)相對(duì)平頂蓋外板，主要設(shè)計(jì)變化點(diǎn)在于特征筋的設(shè)計(jì)。特征筋設(shè)計(jì)首先要具備排水引流功能；其次特征筋的布置應(yīng)繼承同平臺(tái)產(chǎn)品風(fēng)格，形成系列化產(chǎn)品；再次特征筋結(jié)構(gòu)應(yīng)使頂蓋外板滿足抗凹性指標(biāo)。

骨架：斜切頂蓋骨架設(shè)計(jì)相對(duì)平頂蓋骨架，主要設(shè)計(jì)變化點(diǎn)是與車身下部框架的搭接。由于斜切頂蓋后部高度已降低到極限，骨架設(shè)計(jì)空間非常緊張，與車身下部框架的連接和密封斷面空間也十分有限。

5.3.2 后圍設(shè)計(jì)

配置方面：斜切后圍高度被降低，出于乘員使用下臥鋪安全性考慮，需取消后窗；中置軸轎運(yùn)車運(yùn)輸動(dòng)力配置需求，進(jìn)氣扁管設(shè)計(jì)方案變更導(dǎo)致后圍外板結(jié)構(gòu)調(diào)整。

外板：斜切后圍外板特征筋設(shè)計(jì)特征筋的布置首先應(yīng)繼承同平臺(tái)產(chǎn)品風(fēng)格，形成系列化產(chǎn)品；其次特征筋結(jié)構(gòu)應(yīng)使頂蓋外板滿足抗凹性指標(biāo)。進(jìn)氣扁管硬點(diǎn)布置滿足安裝強(qiáng)度的同時(shí)，盡可能提升零件工藝性。

內(nèi)板：斜切后圍外板采用整體沖壓成型，設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)在于滿足剛強(qiáng)度指標(biāo)的同時(shí)，由于內(nèi)凹式進(jìn)氣扁管布置，成型難度較大，應(yīng)盡可能提升工藝性。

5.3.3 側(cè)圍設(shè)計(jì)

側(cè)圍結(jié)構(gòu)不涉及硬點(diǎn)變更，設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要是與頂蓋、后圍的搭接，滿足總成焊接、裝配性能。

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 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)20-36-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.012

魏益冰，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院。