適應GB1589的一種新型轎運車身結構

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GB1589的一種新型轎運車身結構

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GB1589-2016標準關于轎運車政策的解讀和國內外中置軸運輸車輛的現狀分析，確定了與上裝廠家技術合作，以新奔馳中置軸轎運車為技術標桿，在國V底盤基礎上布置的技術路線，詳細介紹了一種新型斜切頂轎運車身結構的技術優勢和技術方案。

斜切頂；轎運車；結構設計

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

前言

我國的乘用車運輸以公路運輸為主，約占到90%，運營轎運車約有4-5萬輛，絕大部分為半掛式。在GB1589-2016發布以前，從事車輛運輸的半掛車最長只能為13米，車輛運輸列車最大只能為16.5米，按此標準只能裝載6輛乘用車。汽車生產廠家為提高產品競爭力，不斷以招標等形式壓縮整車物流成本，整車物流公司或者轎運車車隊為保證其利潤，不得不對轎運車進行改型，甚至出現35m長的車輛，存在嚴重的安全隱患。目前市場上的轎運車主要有如下幾個類型：標準轎運車、超長轎運車、飛機板轎運車、雙排轎運車。GB1589-2016標準規定中置軸車輛運輸車承載數量為 8-10輛，運輸效率最高可提高67%。

本文介紹了一種適應 GB1589-2016的新型轎運車身結構，該車身結構具有法規適應性好、上裝適應性強的技術優勢，在國內同行業具有一定的技術領先性。

1 法規解讀

GB1589-2016《汽車、掛車及其汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》規定了車輛的外廓尺寸、軸荷和質量基本要求，是汽車行業重要的基礎標準，于2016年7月26日發布實施。

1.1 標準分析

從本次標準修訂內容分析，國家進一步放開了商用車外廓尺寸、軸荷的限值，尤其是外廓尺寸測量方法進行了規范，整車長寬高的測量可不計算可拆卸附屬零部件等。

從市場導向上看，國家將進一步完善轎運車的規范，鼓勵長頭牽引車的發展、高效率空氣彈簧懸架的應用等。

1.2 轎運車關注點

為解決目前車輛運輸市場的不規范和違規現象，本次修訂引入了中置軸車輛運輸車產品，根據現有公路工程技術條件及商品車物流實際裝載需要，通過對三個生產廠商的9臺試驗樣車進行了多次不同結構尺寸的通過性試驗，最終確定掛車長度12000mm和列車22000的限值。

標準（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（中置軸轎運掛除外），高度限值 4m；②中置軸車輛運輸列車長度限值22m，高度限值4m。中置軸轎運車可裝載轎車8（大中型車）-10（中小型車）臺，相比原來的半掛運輸車，運力最多可增加67%，極大提高了運輸效率。

2 國內外現狀

2.1 國外市場

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

圖1 兩層式運輸

圖2 三層式運輸

圖3 奔馳斜切頂轎運車

圖4 曼恩斜切頂轎運車

國外的中置軸轎運車普遍在20米以上，美國甚至接近了25米，一次能裝運8到10輛車。一輛車拉10輛左右本身對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輸，但三層式也不少（有11個卡位）。

以往常見的中置軸轎運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在 2016年德國漢諾威車展上發布的基于新一代平臺的轎運車都搭載斜切頂駕駛室，如圖3、4所示。

2.2 國內市場

目前國內市場上的轎運車主要有如下幾個類型： ①標準轎運車：掛車長度14米，最多只能裝8臺轎車，在超限車型夾擊下茍延殘喘，目前主要用于短距離倒運或城市配送等；②超長轎運車：車長增加至20米以上，甚至35米左右；③飛機板轎運車：轎運掛車上層設計伸縮式的并排運輸兩排轎車的掛板，一般車長超過30米，一次性可裝載22臺商品車；④雙排轎運車：車寬超過4米，上下兩層并排的轎運車，由于超寬候車超車困難，存在巨大安全隱患。

隨著GB1589-2016的發布實施，國內主流重卡企業相繼推出了中置軸轎運車，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 紅巖中置軸轎運車

圖6 解放中置軸轎運車

圖7 東風中置軸轎運車

圖8 重汽中置軸轎運車

各重卡企業在 2016商務年會的轎運車展臺未出現斜切頂轎運車，國家公信部公告查詢平臺也未見斜切頂轎運車公告。通過對交通部指定的中置軸轎運車試點改裝廠《中法合資天津勞爾工業有限公司》的走訪調研，提取到以下信息：目前國內解放、東風、重汽、福田、紅巖等與勞爾合作的主流重卡企業未就斜切轎運車的上裝布置進行過技術交流。綜上，目前國內主流重卡企業未發布斜切頂轎運車。

3 技術路線

3.1 平臺定位

2017年7月1日起所有制造、進口、銷售和注冊登記的輕型汽油車、重型柴油車必須符合國Ⅴ排放標準，即第五階段機動車污染物排放標準。本文介紹的斜切頂中置軸轎運車基于國Ⅴ底盤布置。

3.2 上裝合作

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

3.3 駕駛室標桿

斜切頂駕駛室結構新穎，在國內尚屬首次開發，技術積累較為薄弱，此類駕駛室目前在國外技術成熟。通過市場對比和技術分析，確定以新奔馳中置軸轎運車駕駛室為技術標桿。

4 技術優勢

4.1 法規適應性改善

新GB1589對中置軸車輛運輸掛車的高度限值是4米，長度限值是22米。目前國內主流重卡企業發布的中置軸轎運車都存在超長、超高突破法規的情況，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 貨物適應性好

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

4.3 貨物裝載更方便

斜切轎運車裝載過程中可以將上裝調節成直道，便于車頂車輛的裝載，車輛可以直接開到車頂指定位置，無需人工干預調整。

綜上，斜切頂轎運車具有貨物適應性好、貨物裝載更方便的技術優勢，但是開發成本高、周期長，依然會突破GB1589限制。

5 技術方案

5.1 設計邊界

中置軸斜切轎運車駕駛室頂部布置有上裝卡位，該特點決定了整車最高點會出現在駕駛室上部?；趪醯妆P布置的滿載整車最高點距離地面線尺寸為A，駕駛室跳動量B為45mm；上裝平臺因裝車的結構強度要求，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級車高一般≤1500mm，SUV按1700 mm。滿載狀態的整車高度 H計算公式可以定義為：H=A+B+C+D，斜切頂中置軸轎運車總布置示意圖如圖 9所示。由圖可知，H尺寸受法規限制，在駕駛室頂部布置上裝卡位可以提高運輸效率，在底盤布置一定的情況下，應盡可能的降低駕駛室高度。

圖9 斜切頂轎運車總布置示意圖

5.2 斷面設計

主斷面是車身結構設計流程中的一條主線，線框的繪制、油泥模型的制作、結構設計的詳細數據都離不開主斷面的設計。

總布置方案確定了設計邊界，該方案涉及白車身頂蓋、后圍和側圍的更改，有必要進行造型設計?？偛贾霉こ處煂⒃O計邊界輸入給造型部門，造型部門展開效果圖、CAS等設計。造型部門輸入給結構工程師的CAS面如圖10所示。

圖10 CAS面

結構工程師根據CAS展開車身主斷面設計。如圖11所示，主斷面定義3處位置，其中A-A為頂蓋與左側圍搭接處，B-B為頂蓋與后圍搭接處，C-C為頂蓋與右側圍搭接處。

圖11 主斷面示意圖

5.3 結構設計

5.3.1 頂蓋設計

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

外板：斜切頂蓋外板設計相對平頂蓋外板，主要設計變化點在于特征筋的設計。特征筋設計首先要具備排水引流功能；其次特征筋的布置應繼承同平臺產品風格，形成系列化產品；再次特征筋結構應使頂蓋外板滿足抗凹性指標。

骨架：斜切頂蓋骨架設計相對平頂蓋骨架，主要設計變化點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，骨架設計空間非常緊張，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 后圍設計

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；中置軸轎運車運輸動力配置需求，進氣扁管設計方案變更導致后圍外板結構調整。

外板：斜切后圍外板特征筋設計特征筋的布置首先應繼承同平臺產品風格，形成系列化產品；其次特征筋結構應使頂蓋外板滿足抗凹性指標。進氣扁管硬點布置滿足安裝強度的同時，盡可能提升零件工藝性。

內板：斜切后圍外板采用整體沖壓成型，設計關鍵點在于滿足剛強度指標的同時，由于內凹式進氣扁管布置，成型難度較大，應盡可能提升工藝性。

5.3.3 側圍設計

側圍結構不涉及硬點變更，設計難點主要是與頂蓋、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 文獻標識碼：A 文章編號：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。