黃超俊，竇惠敏，王超

前防撞橫梁布置分析研究

黃超俊，竇惠敏，王超

（寶沃汽車（中國）有限公司，北京 102206）

文章通過不同車輛碰撞試驗(yàn)工況下，前防撞梁的布置區(qū)域和防撞梁截面對碰撞安全的影響，分析得到前防撞橫梁應(yīng)布置區(qū)域和防撞梁截面尺寸設(shè)計范圍，為工程設(shè)計中提供參考依據(jù)。

碰撞安全；防撞梁；截面尺寸

引言

隨著社會的發(fā)展，汽車已成為人們常用的交通工具，人們對汽車的功能要求也越來越高，特別是對汽車的碰撞安全要求。汽車前防撞橫梁作為吸收緩和外界沖擊力的車身構(gòu)件，在高速碰撞中對保護(hù)車內(nèi)乘員也起到了至關(guān)重要的作用，同時，在低速碰撞事故中，前防撞橫梁對動力附件等也可以起到關(guān)鍵的保護(hù)作用，因此，前防撞橫梁在布置時需要同時考慮多種碰撞情況，綜合考慮，布置在一個合理的區(qū)間內(nèi)。

1 64kph40%碰撞時前防撞橫梁的布置建議

以以下兩設(shè)計方案對比為例，方案一：前防撞橫梁高于可變形壁障前端平面20mm，見圖1，方案二前防撞橫梁低于于可變形壁障前端平面20mm，見圖2，在碰撞初期時方案一縱梁前端開始折彎，見圖3，在碰撞末期時方案一縱梁前端折彎明顯，見圖4，方案一的縱梁吸能明顯劣于方案二，見圖5，所以，前防撞橫梁布置時其上端面離地高度H1和縱梁上端面離地高度H2不能高于64kph40%可變形壁障前端上平面離地530mm，見圖6，即H1≤530mm、H2 ≤530mm。

圖1

圖2

圖3

圖4 圖5 圖6 2 4kph正碰時前防撞橫梁的布置建議 GB17354-1998和ECE R42要求4Kph正碰時需保證發(fā)動機(jī)罩能正常開閉，車輛的燃料系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)無泄漏且正常工作。在實(shí)際碰撞過程中，碰撞器先與前保蒙皮接觸，壓縮吸能泡沫，直到前防撞橫梁，見圖7、圖8，前防撞橫梁作為主要的吸能件，能有效的保護(hù)其后端部件，所以在前防撞橫梁布置時，需考慮前防撞橫梁與碰撞器在Z方向的重疊量H，見圖9。 3) 緊急停車。機(jī)旁控制面板和集控臺上均設(shè)有“緊急停車”按鈕，當(dāng)電噴柴油機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生緊急情況時，可直接使柴油機(jī)停機(jī)。 圖7 圖8 圖9 前防撞橫梁與碰撞器在Z方向的重疊量H建議≥30mm，假設(shè)前防撞橫梁截面尺寸A為75mm，見圖10，為滿足重疊量H≥30mm要求前防撞橫梁最低不能低于343mm，見圖11，最高不能高于547mm，見圖12，所以，從4kph正碰考慮，前防撞橫梁應(yīng)布置在343mm-547mm之間的區(qū)域內(nèi)，見圖13。 圖10 圖11 圖12 圖13 3 10kph100%正碰時前防撞橫梁的布置建議 圖13 RCAR保險杠測試正面100%碰撞主要模擬汽車在低速（10kph）碰撞中評估保護(hù)汽車前端部件能力的一項試驗(yàn)，作為歐洲汽車保險協(xié)會征收新車保險費(fèi)的一個主要參考標(biāo)準(zhǔn)。和4kph正碰試驗(yàn)一樣，前防撞橫梁作為主要的吸能部件，其布置位置的好壞直接決定了其后主要部件受損程度的好壞。如圖13、圖14為測試車碰撞前后狀態(tài)對比。 圖14 RCAR Bumper Test 中10kph100%正碰試驗(yàn)要求如下： （1）碰撞器下沿離地455mm；見圖15。 圖15 圖16 圖17 （2）防撞梁有效高度與碰撞塊重疊值h≥75mm；見圖15。 （3）重疊值不滿足≥75mm時，防撞梁有效高度平均值K要求≥100mm；見圖16。 （4）防撞梁有效寬度與整車寬度的比值要求≥70%；見圖17。 前防撞橫梁與碰撞器在Z方向的重疊量h要求≥75mm，假設(shè)前防撞橫梁截面尺寸A為75mm，見圖18，為滿足重疊量h≥75mm要求前防撞橫梁最低不能低于455mm，見圖19，最高不能高于506.6mm，見圖20，所以，從10kph100%正碰考慮，前防撞橫梁應(yīng)布置在455mm-506.6mm之間的區(qū)域內(nèi)，見圖21。 圖18 圖19 圖20 圖21 圖22 4 總結(jié) 綜合考慮，得到前防撞橫梁應(yīng)布置在455-（A-75）到506.6+（A-75)且≤530mm（空載）區(qū)域內(nèi)，其中A為前防撞橫梁截面尺寸，見圖22；結(jié)合BENCHMARK車型分析,前防撞橫梁截面尺寸A一般在75mm-95mm間，所以，前防撞橫梁建議布置高度區(qū)域?yàn)椋?35mm-525mm。 李治邦，男，1953年5月出生于天津，河北省安平縣人。1970年入伍，1978年轉(zhuǎn)業(yè)到天津市群眾藝術(shù)館工作，現(xiàn)任館長、研究館員，任天津市非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)中心主任。1977年開始發(fā)表作品，已出版長篇小說《逃出孤獨(dú)》《城市獵人》兩部，中篇小說六十多部，短篇小說一百多篇。與人合作的電視連續(xù)劇《蒼茫》獲中宣部“五個一工程獎”，話劇《希望之星》獲文化部“群星獎”銀獎，廣播劇《咱們工人》獲全國廣播劇“政府獎”銀獎。中國作家協(xié)會會員。 感染發(fā)生率與患者年齡，吸煙史，基礎(chǔ)營養(yǎng)狀況，是否使用糖皮質(zhì)激素，是否合并糖尿病及有無侵襲性操作，臨床分期，放療化療，手術(shù)，住院時間等因素有關(guān)，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，發(fā)生院內(nèi)感染與患者性別，腫瘤病理分型無關(guān)(P>0.05)。見表2。 Analysis and Research on the Arrangement of Front Anti-collision Beam Huang Chaojun, Dou Huimin, Wang Chao ( Borgward Automotive(China)Co., Ltd., Beijing 102206 ) Abstract: In this paper, the layout area of front anti-collision beam and the influence of cross section of anti-collision beam on collision safety under different vehicle collision test conditions are analyzed, and the layout area of front anti-collision beam and the design range of cross section size of anti-collision beam are obtained, which can provide reference for engineering design. Keywords: Collision Safety; Anti-Collision Beam; Section Size CLC NO.:U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)14-54-03 中圖分類號：U461.99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988(2019)14-54-03 作者簡介：黃超俊，就職于寶沃汽車（中國）有限公司。 10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.017