1、東方汽車網(wǎng)2012-03-2615:53:25作者:撰文北汽福田汽車工程研究院唐波來源:文字大小:大中小商用車前下部防護要求法規(guī)的介紹在我國混合交通模式為主的交通環(huán)境中，許多二級公路和鄉(xiāng)村公路都沒有設置中央隔離帶，小型車輛逆行超車很容易造成小型車輛鉆入商用車前下部的惡性事故（圖1所示）。歐洲從1980年開始商用車前下防護的研究（圖2所示），1994年實施了ECER93商用車前下防護的法規(guī)。中國借鑒了歐洲ECER93法規(guī)制訂了GB26511-2011商用車前下部防護要求的強制性法規(guī)，2011年5月12日發(fā)布，2012年1月1日實施，本標準2013年1月1日起新車型正式實施，在生產(chǎn)車型2015年1

2、月1日起實施。所以目前國內(nèi)各大商用車企業(yè)全新設計的N2、N3類卡車必須要充分考慮商用車前下部防護要求，在商用車前部設計安裝前下防護裝置。作者參與了本項標準的討論工作，并且在全新開發(fā)的重型卡車當中設計了前下防護裝置，對現(xiàn)有中型卡車加裝了前下防護裝置。前下防護裝置設計原理和商用車前下部防護要求法規(guī)檢測目前國內(nèi)商用車前保險杠出于造型和降低風阻系數(shù)的需要，保險杠流線型設計，保險杠下延，材料采用塑料纖維，但在下部沒有剛度很大的橫梁，不能抵擋轎車的鉆入。商用車前下防護裝置的作用是在小型車輛與商用車發(fā)生正面碰撞（圖3所示）、側(cè)面碰撞（圖4所示）、后部追尾（卡車追尾小車），防止將小車卷入卡車的縱梁下部。作者選

3、擇道路行駛當中兩款典型的乘用車作為保護車型，MPV和轎車的前縱梁、前保險杠、后縱梁、后保險杠、防側(cè)撞橫梁這些碰撞主要承力件的高度范圍在350550mm。因此商用車的前下防護裝置高度必須控制在400mm左右，在各種碰撞當中才能把小型車“推”開，防止其卷入到卡車縱梁下部。在設計當中，綜合考慮GB26511-2011商用車前下部防護要求和GB26512-2011商用車駕駛室乘員保護法規(guī)統(tǒng)一考慮，前下防護裝置和駕駛室懸置采用一體化設計，前下防護裝置的支架向上延伸，同時作為駕駛室前支撐鉸接，固定牽引鉤。前下防護裝置的橫梁增加整車抗扭剛度，兼顧安裝車燈、乘員上車第一踏板、固定前塑料保險杠等作用。GB265

4、11-2011商用車前下部防護要求法規(guī)適用于安裝在N2和N3類車輛上的下部防護裝置。本法規(guī)規(guī)定了商用車前下防護裝置的設計要求和碰撞試驗方法，主要對于卡車前下防護裝置以下三個點進行碰撞測試。具體碰撞試驗要求如下：第一，各P1點與切向前軸上的輪胎的最外側(cè)點的縱向平面的距離最大為200mm，但不包括靠近地面的輪胎的膨脹；各P2點與相互距離為7001200mm（包括）的車輛的中間縱向平面相對稱（圖5所示）。第二，各P1和P2點在地面之上的高度應當由車輛制造廠在限制車輛前表面的線內(nèi)予以規(guī)定。但是，在車輛處于無負荷狀態(tài)時，高度不應超過445mm。P3點位于車輛的垂直縱向中間平面上。如果與前下部防護相關(guān)的車

5、輛的結(jié)構(gòu)和部件位于完全與其縱向中間平面對稱的位置，則在各P1和P2點上的試驗應在一邊上進行（圖6所示）。屯-團9炕丘時衙S3科薛下腳影EMPViE冊td細曲卡車繭下前舲It與柵斗徇鮮更廉Mil轎豐粘人韋車瑤肝降日下關(guān)滬蟄電扳1試三今點惶H示量田孫堆權(quán)劃試三平臣世宦頓面示妞報爭中豐卡琢刁下髀博P1JJ測試曲加重童擊車時秸下前護裝豐H7苯中甲卡車iff下ftm.lEMll第三，與車輛或要安裝的車型的最大重量的50%相等但不超過80X103N的水平力應連續(xù)地施加在兩個P1點上；與車輛或要安裝的車型的最大重量的100%相等但不超過160X103N的水平力應連續(xù)地施加在兩個P2點上。如果裝置不連續(xù)以及在

6、兩個P2點之間的截面面積過小，則試驗應繼續(xù)在P3點上施加與P1點上同樣的水平力。試驗時，應當盡可能快地施加試驗力，并且裝置或車輛應承受至少0.2sec的下述規(guī)定的力。商用車前下防護裝置設計難點和困惑因為卡車同一平臺下的車型型號非常多，前下防護裝置必須設計成模塊化，在不同車型型號上共用，否則將造成很大的生產(chǎn)資源和設計資源浪費。前下防護裝置的設計參數(shù)以匹配車型最大質(zhì)量為準，建議重型卡車的P1點設定為8t,P2點設定為161,以滿足全系列車型的使用。商用車前下防護裝置的設計技術(shù)難點是總布置、結(jié)構(gòu)剛度與局部模態(tài)。對于現(xiàn)有車型加裝前下防護裝置，最大的困難就是總布置。由于卡車前部縱梁有發(fā)動機、散熱器、前板

7、簧支架、板簧、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿、駕駛室懸置、拖車鉤等部件，前部的空間已經(jīng)非常狹小，相對于后下防護裝置而言總布置的設計難度非常大。作者對某中型卡車加裝前下防護裝置，其花費的時間和精力大于全新開發(fā)車型，因此建議正在開發(fā)的車型（沒有開模具之前）必須重新設計前下防護裝置。結(jié)構(gòu)剛度方面，可以通過LS-DYNA軟件進行多輪CAE分析和優(yōu)化，P1點主要考慮橫梁的抗彎剛度，P2點主要考慮支架的抗彎剛度，從設計角度上來講力學計算沒有很大的技術(shù)難度。局部模態(tài)是必須重點考慮的因素，因為前下防護裝置是縱梁延伸出來的懸臂梁，局部模態(tài)必然低于整車模態(tài)，必須要考慮共振問題，防止出現(xiàn)駕駛室抖動。商用車前下防護裝置結(jié)構(gòu)設計與整

8、車造型之間的沖突是設計難點之一。目前商用車的造型設計特點是大圓角過渡，提高商用車的美觀度和降低整車的風阻系數(shù)。但是大圓角過渡導致（圖7所示）前向防護裝置的設計和生產(chǎn)非常困難，不能選用現(xiàn)有的型材加工，必須開模進行沖壓成型，3mm的鋼板沖壓成型對模具、沖壓機床要求非常高；并且在試驗當中P1點的加載受著曲率的影響（圖8所示），很容易出現(xiàn)壓頭平面打滑的現(xiàn)象，導致試驗無法正常加載。商用車前下防護裝置給作者最大的困惑就是離地高度、價格、消費者不認可。某全新開發(fā)的重型卡車投入市場之后，消費者最大的反饋意見就是前下防護裝置離地高度太低，經(jīng)常出現(xiàn)刮蹭現(xiàn)象，接近角太小影響整車通過性。經(jīng)過作者實地調(diào)研，通常一輛卡車

9、在運輸貨物的過程當中需要走很多種路況，其中包括各種坑洼路面（圖9所示）。圖10為作者設計的重卡前下防護裝置，整車空載時離地高度為400mm，滿載之后為350mm左右，行駛在坑洼路面上必然造成前下防護刮蹭現(xiàn)象，并且前照燈、第一踏板、前塑料保險杠等部件都安裝在前下防護裝置上，在猛烈碰撞的刮蹭當中造成相關(guān)部件的損壞，維修成本非常高。通常滿足重卡要求的前下防護裝置重量在4560kg，滿足中型卡車（總質(zhì)量8噸t）要求的前下防護裝置重量3035kg，按照20元/kg成本計算，前下防護裝置需要增加6001000元的成本，消費者很難接受。因此在本項工作當中，技術(shù)其實已經(jīng)不是第一要素，通過性、成本、消費者認可度

10、才是真正的設計難點。同時也反映出GB26511-2011商用車前下部防護要求在制訂的過程當中沒有充分考慮中國和歐洲路面情況的差異，作者建議法規(guī)制訂部門根據(jù)中國國情，將前下防護裝置離地高度上調(diào)100mm，提高整車通過性?？偨Y(jié)用車前下部防護要求法規(guī)建議：GB26511-2011商用車前下部防護要求法規(guī)目前已經(jīng)正式發(fā)布。本法規(guī)的實施將減少小型車鉆入卡車前下部事故當中的乘員傷亡率，同時也促進我國卡車碰撞安全領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)作者的開發(fā)經(jīng)驗和實際應用研究，針對目前的GB26511-2011商1.從商用車前下防護裝置設計的技術(shù)角度而言，需要綜合考慮總布置、結(jié)構(gòu)剛度與局部模態(tài)，其設計難度遠遠大于商用車后下防護裝置。2.商用車前下防護裝置的設計，必須要引入模塊化概念，做到全系列車型共用一套前下防護裝置，降低