中圖分類號：U463.8 文獻標識碼：A

0引言

近年來，隨著人們對輕客產(chǎn)品的內飾要求越來越高，如何制造出更美觀、舒適和低成本的輕客頂棚，成為我們當今面臨的課題。目前輕客頂棚多采用成型頂棚工藝，相對于粘貼式和吊裝式，成型頂棚一方面可以使車內空間最大化，同時滿足設計造型定義，實現(xiàn)與周邊件搭接的結構特征。同時，對于結構簡單的頂棚，采用蜂窩板基材復合面料工藝，縮減頂棚開發(fā)周期及成本。本文通過某款輕客頂棚，介紹頂棚的設計開發(fā)過程。

1頂棚的設計要求

頂棚作為內飾系統(tǒng)的大型裝飾覆蓋件，周邊配合件多，且作為乘客可直接觸及的內飾件，需要在設計階段對周邊件邊界及人機舒適性進行確認。同時作為安全關鍵件和外觀件，需要滿足內飾材料的燃燒特性要求和耐用性等要求。

該款輕客頂棚相關設計要求如下。

（1）需保證與車身鈑金、立柱護板、前后頂燈和遮陽板的配合。

（2）頂棚處于乘員的頭上區(qū)域，需要對頭部空間進行人機校核。

（3）頂棚需要滿足國家標準GB8410-2006的燃燒特性要求，同時需要滿足企業(yè)標準的耐熱老化、耐濕熱、耐水污染、耐光色牢度和氣味性等相關要求。

2頂棚的設計分析

2.1頂棚分塊確定

因輕客車型車身尺寸較乘用車會大很多，受壓制模具和壓力機限制，車內頂棚無法采用整塊一體壓制成型。通常需要根據(jù)車內尺寸，分成兩段、三段甚至多段分體設計，再通過頂棚的搭接特征或者壓條進行銜接。

該款輕客車型的車內頂蓋尺寸3500mm×1300mm，頂棚需要分成前、中、后共三段（圖1）。前段頂棚需要搭接A柱護板、B柱護板、遮陽板、頂燈和扶手，中段頂棚和后端頂棚兩側搭接車身鈑金，三段頂棚通過頂棚壓條進行銜接。

2.2頂棚制造工藝選擇

前段頂棚采用模壓成型，將GMT復合基材烘烤后放入壓制模具內，與面料層一起壓制成型，再通過水切割設備進行切邊開孔。壓制模具有樹脂模和金屬模，樹脂模模具成本低，可用于頂棚試制及小批量生產(chǎn)，后續(xù)需要定期保養(yǎng)維護;金屬模模具成本高，一般在樹脂模樣件批量裝車無問題后再行開發(fā)。目前輕客車型因整體銷量不大，壓制模具多采用樹脂模，以降低開發(fā)成本和周期。中段和后段頂棚為平面造型，只需要開發(fā)刀模進行裁切生產(chǎn)。

2.3頂棚材料選擇

成型頂棚由面料層和基材層組成。目前輕客頂棚面料層大多采用無紡布或PVC革材質，部分車型采用針織面料以提高整車內飾檔次?；膶佑蠫MT玻纖、PU板和亞麻纖維復合板等。通過綜合考慮成本和制造工藝，該款輕客的頂棚前段采用無紡布和GMT材質;中段和后段頂棚因結構比較簡單，不需要用壓制模具進行成型，采用板材裁切工藝，材料選擇PP蜂窩板和無紡布板材。

2.4頂棚固定方式選擇

目前輕客頂棚多采用卡扣或自攻釘加上裝飾蓋進行固定。部分高端車型采用暗扣，可保證頂棚外觀面整潔，無卡扣頭部外漏問題，但需要在頂棚背面粘貼卡扣安裝支架。這對頂棚整體的精度要求更高，成本也更高。由于該款輕客頂棚主要用于客運及貨運用途，考慮成本因素，采用卡扣固定?？圻x型需要保證卡扣裝配后能卡緊頂棚與車身鈑金，卡扣葉片需要漏出鈑金孔3片以上。

2.5頂棚人機校核

該車型為輕客平頂車型，整車底盤高，座椅H點設置較高，采用95%的人體頭部包絡線對乘員的頭部空間進行人機校核，以確保乘員有足夠的頭部空間，提升乘坐舒適性。推薦頭部空間尺寸經(jīng)驗值：前座頭部間距gt;50.0mm，后座頭部間隙gt;30.0mm。

2.6頂棚配合件斷面分析

頂棚周邊配合件較多，設計初期需要對各個搭接配合位置進行斷面分析，主要包括卡扣安裝配合、立柱護板配合、門洞密封條配合、室內頂燈配合、遮陽板安裝點配合、擋風玻璃配合與車身鈑金搭接配合等。這需要逐一做斷面進行匹配關系校核，確保滿足設計要求。下面通過該款頂棚與立柱護板及遮陽板安裝點的斷面分析，闡釋頂棚與周邊件搭接匹配注意事項。

2.6.1頂棚與立柱護板的配合

頂棚與立柱護板的搭接匹配一直是頂棚開發(fā)過程中的難點，開發(fā)過程中常發(fā)生頂棚與立柱搭接漏縫問題，需要對頂棚模具進行2～3輪調整，因此在設計階段需要對兩者的配合進行詳細校核。立柱護板上端要與頂棚要有10.0mm左右的重疊量，同時護板扣住頂棚的干涉量一般為0.8～1.2mm。在頂棚和護板的配合處，需要在頂棚上做出凹陷的臺階，臺階深度為立柱護板的厚度，以保證頂棚與立柱護板平滑過渡，視覺效果更為美觀（圖2）。

2.6.2遮陽板安裝點處

遮陽板安裝底座與頂棚通常需要設定1.0mm的干涉量，與頂棚開口通常留有5.0mm的壓合量。遮陽板后端與頂棚留有15.0mm的手指間隙，以保證翻折遮陽板的手部操作空間。頂棚前端與前風擋玻璃的間隙應當設置為4.0mm左右，前風擋玻璃黑邊須超出頂棚前端10.0mm。頂棚前端裁切位置應高于駕駛員上視野線，以避免切邊外漏（圖3）。

2.7頂棚主要性能試驗

頂棚作為安全關鍵件，需要滿足國家標準GB8410-2006《汽車內飾材料的燃燒特性》和GB7258-2017《機動車運行安全技術條件》的阻燃要求，燃燒速度≤70.0mm/min。同時，頂棚由于處于車身頂蓋位置，受環(huán)境溫度影響大，因此需要對飾材與基材間粘結性能、撓度、耐熱老化、低溫存放、耐濕熱、耐氣候交變、耐光色牢度、含水量變化率和耐低溫沖擊等性能進行試驗驗證確認。

另外，頂棚作為車內大型裸露的復合材質裝飾件，需要評估乘員使用過程中撫摸、臟污等各種工況條件，因此需要進行耐摩擦色牢度、耐水污染和抗微生物性能等試驗，以進行驗也需要對氣味性、甲醛含量、氣霧冷凝值和有機物散發(fā)性能等進行試驗驗證。

3總結

頂棚作為車內大型內飾件，設計階段需要充分校核與周邊件的匹配關系，避免后期不必要的設計變更。同時，需要了解清楚頂棚的法規(guī)要求，相關性能要求需要進行試驗驗證，以確保滿足車輛使用的各種工況。另外，因輕客車型的成本控制要求，通過合理選用成型工藝、原材料及裝配方式，以降低零部件成本，提升市場競爭力。目前該款頂棚已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

作者簡介：

唐振雄，本科，工程師，研究方向為輕客內飾件開發(fā)。