汽車前保險杠設(shè)計可行性研究

劉智森 王月

摘 要：文章簡單介紹了前保險杠設(shè)計涉及的法規(guī)和關(guān)鍵尺寸，對汽車前保險杠設(shè)計開發(fā)初步可行性分析有一定的指導(dǎo)作用，做好前期的可行性分析，可以大大減少后期的更改量，對項目的進(jìn)度和最終成功起到?jīng)Q定性作用。

關(guān)鍵詞：前保杠；法規(guī)；關(guān)鍵尺寸

中圖分類號：U463 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0167-02

Abstract： This article briefly introduces the laws and regulations as well as key dimensions involved in the design of the front bumper， which will guide the preliminary feasibility analysis of the design and development of the front bumper of the automobile， and do a good job of feasibility analysis in the early stage， which can greatly reduce the amount of change in the later stage and play a decisive role in the progress and ultimate success.

Keywords： front bumper； law and regulation； key dimensions

當(dāng)今汽車保險杠除了保持原有的保護(hù)功能外，還追求與車身形狀的和諧統(tǒng)一，追求自身的輕量化。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，汽車的前保險杠和后保險杠目前都是用塑料制成的，也就是所謂的塑料保險杠。塑料保險杠外形除了要美觀，風(fēng)格要和車身相襯，還必須滿足各種功能和法律法規(guī)的要求，各種功能部件和保險杠附件的位置要符合車輛總布置和人機(jī)工程學(xué)的要求。

在設(shè)計初始階段，先要檢查造型是否滿足法規(guī)要求。工程師必須考慮與保險杠相關(guān)的法規(guī)和布局要求有： 低速碰撞、行人保護(hù)、外部凸出物、牌照安裝、冷卻系統(tǒng)對格柵進(jìn)氣面積要求、前保險杠接近角等。

低速碰撞（GB 17354）， 前后保險杠低速碰撞的設(shè)計要求是在發(fā)生接觸和輕微碰撞時，不會對車輛造成嚴(yán)重?fù)p傷，保護(hù)車身、發(fā)動機(jī)供油系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及相關(guān)的燈具等不受到損傷。為了滿足該設(shè)計要求，保險杠造型的主要設(shè)計方向是保險杠蒙皮超出前照燈、霧燈和發(fā)動機(jī)蓋等附件，以便在碰撞時首先接觸保險杠以保護(hù)其附件。前保險杠正面碰撞，碰撞擺錘與發(fā)動機(jī)艙蓋最前端的間隙，中歐經(jīng)驗值≥50mm，美標(biāo)經(jīng)驗值≥70mm；側(cè)30度碰撞，碰撞擺錘與前大燈的間隙，中歐經(jīng)驗值≥30mm，美標(biāo)經(jīng)驗值≥50mm。中歐低速碰撞高度445mm，美標(biāo)低速碰撞高度406.4-508mm。截面圖詳見圖1低速碰撞布置。

行人保護(hù)（GB/T 24550-2009），目前已成為設(shè)計方面所關(guān)注的重要課題。行人保護(hù)中影響保險杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分，其主要的評價指標(biāo)有脛骨加速度G（g）、最大彎曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）。為了實現(xiàn)對小腿碰撞的保護(hù)，在前保橫梁和前保險杠內(nèi)表面之間通常布置保險杠吸能塊。同時我們會設(shè)計吸能空間，前保橫梁和前保蒙皮內(nèi)表面距離（S）越大越好，此空間尺寸的增大可以為小腿碰撞器提供足夠的變形空間。為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，保險杠整個小腿碰撞區(qū)域的該距離尺寸（S）需保證80mm以上。截面圖詳見圖2前保橫梁和前保蒙皮布置圖。

外部凸出物（GB 11566），在前期CAS面可行性分析的外部突出物核查中，主要是對保險杠外表面的一些特征圓角的檢查，主要內(nèi)容：裝配在外車身表面的零部件如前后組合大燈、前后保險杠、Logo標(biāo)識等，其圓角半徑R應(yīng)大于2.5mm。當(dāng)零部件凸出車身尺s小于1.5mm或者1.5mm

牌照安裝（GB 15741、GA 36）牌照安裝布置分析前后保險杠牌照安裝區(qū)域應(yīng)有足夠的空間來滿足中、歐、美等牌照的安裝要求。中國標(biāo)準(zhǔn)：（1）前號牌位于車輛前保險杠上；（2）安裝于前號牌板（架）上的號牌應(yīng)垂直或近似垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面，前號牌中點不得處于車輛縱向?qū)ΨQ平面左方； （3）前號牌、號牌架不得超出車輛前端右邊緣；（4）前號牌應(yīng)基本垂直于水平面，正面允許后仰不大于

15°。

冷卻系統(tǒng)對格柵進(jìn)氣面積要求，在保險杠格柵設(shè)計時需要對進(jìn)氣面積進(jìn)行核查， 格柵進(jìn)風(fēng)量主要取決于發(fā)動機(jī)排量以及冷凝器，散熱器功率。核查的方法：進(jìn)風(fēng)開口面積之和與散熱器芯體面積，兩者比值盡量接近30%。一般通風(fēng)散熱投影比例達(dá)到25%，格柵進(jìn)氣基本就能達(dá)到散熱要求，在25%-35%區(qū)間較為合適。

前保險杠接近角：是水平與切于前輪胎外緣（靜載）的平面之間最大的夾角，前軸前面任何固定在車輛上的剛性部件不得在此平面的下方。接近角越大，通過性越好。接近角和汽車前懸及車輛離地間隙相關(guān)。

保險杠工藝與拔模角度，首先必須考慮表面處理工藝，是涂裝還是鍍鉻，哪部分需要制作皮紋，噴涂件一般要求出模角度1度以上，皮紋件要求3-5度的出模角度，加強(qiáng)筋要求0.5度，加強(qiáng)筋的厚度必須小于產(chǎn)品壁厚的1/3，最大不超過0.6倍。筋之間的間距大于4t，筋的高度低于3t，否則引起表面縮印。

間隙與面差，間隙、面差定義主要依據(jù)競品車間隙面差測量、現(xiàn)有車型數(shù)據(jù)庫積累，并充分對比市場上競爭車型的間隙、面差水平結(jié)合我們自身的工藝制造能力進(jìn)行制定。

根據(jù)法規(guī)和總布置要求對造型校核，把握關(guān)鍵尺寸，對于避免原則性問題，重大問題有很好的預(yù)防作用。做好前期的設(shè)計工作，可以大大減少后期的更改量，對項目的進(jìn)度和最終成功起到?jīng)Q定性作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計與實戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

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