摘 要：微型卡車和輕型卡車（輕卡）作為城市物流、短途運(yùn)輸及多功能商用車輛的核心載體，其布置設(shè)計(jì)直接影響車輛的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。文章以微型卡車和輕型卡車為研究對(duì)象，探討其布置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。文章從車輛布置角度，結(jié)合市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)單分析微型卡車與輕卡在大梁結(jié)構(gòu)、駕駛室和貨箱、人機(jī)工程、動(dòng)力布置、前后懸架等方面的布置差異，為商用車設(shè)計(jì)提供理論參考。

關(guān)鍵詞：微型卡車 輕型卡車 布置設(shè)計(jì)

1 研究概述

1.1 背景

微型卡車（總質(zhì)量≤3.5噸）與輕型卡車（總質(zhì)量3.5-7噸）是城市物流、短途運(yùn)輸?shù)闹髁囆?。隨著城市化進(jìn)程加速和電商物流需求激增，微型卡車與輕卡在“最后一公里”配送、中小企業(yè)運(yùn)輸中占據(jù)重要地位，其設(shè)計(jì)需兼顧載貨效率、經(jīng)濟(jì)性與駕駛舒適性。

1.2 意義

合理的布置設(shè)計(jì)可優(yōu)化車輛空間利用率、提升安全性能并降低能耗，對(duì)車企競(jìng)爭(zhēng)力與用戶滿意度至關(guān)重要。

1.3 現(xiàn)狀

現(xiàn)有研究多集中于單一車型的布置優(yōu)化，缺乏對(duì)微型卡車與輕卡的對(duì)比分析。

1.4 研究目標(biāo)

通過(guò)分析微型卡車與輕卡布置差異，為兩種車型設(shè)計(jì)提供參考。

文章擬從以下維度簡(jiǎn)單分析微型卡車與輕卡的差異。

2 概念界定與應(yīng)用研究

2.1 定義與分類

微型卡車：載重量≤3.5噸，軸距短，適合城市狹窄道路（如五菱榮光小卡、長(zhǎng)安神騏）。

輕型卡車：載重量3.5-7噸，兼顧中短途運(yùn)輸（如福田奧鈴、江淮帥鈴）。

2.2 使用場(chǎng)景對(duì)比

（1）微型卡車：城市配送、個(gè)體商戶貨物運(yùn)輸，強(qiáng)調(diào)靈活性與低成本。

城市限行政策影響：如北京五環(huán)內(nèi)柴油車禁行推動(dòng)電動(dòng)微型卡車需求。

細(xì)分場(chǎng)景：冷鏈運(yùn)輸（貨箱保溫層設(shè)計(jì)）、生鮮配送（多溫區(qū)貨箱案例：上汽大通EV30）。

（2）輕型卡車：中短途干線運(yùn)輸、工程作業(yè)，需兼顧載重能力與路況適應(yīng)性。

工程輔助場(chǎng)景：隨車吊安裝對(duì)底盤(pán)剛度的特殊要求（例如東風(fēng)多利卡D9吊裝版）。

跨城物流：高速行駛穩(wěn)定性需求。

2.3 用戶需求分析

微型卡車用戶追求空間緊湊、油耗低、易于城市通行，而對(duì)于輕卡，用戶更關(guān)注動(dòng)力強(qiáng)勁、貨箱容積大、承載穩(wěn)定性高。

3 車身結(jié)構(gòu)布置

3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)與承載需求差異

3.1.1 微型卡車

載重范圍：通?！?.5噸，設(shè)計(jì)側(cè)重于城市短途輕載運(yùn)輸（如快遞、生鮮配送）。

核心需求：輕量化、低成本、靈活通過(guò)性（軸距短、轉(zhuǎn)彎半徑小）。

3.1.2 輕型卡車

載重范圍：3.5-7噸，兼顧中短途重載（如建材運(yùn)輸、農(nóng)資配送）。

核心需求：高承載性、抗扭轉(zhuǎn)剛度、復(fù)雜路況適應(yīng)性。

3.2 大梁結(jié)構(gòu)類型對(duì)比

3.2.1 結(jié)構(gòu)形式

（1）微型卡車

主流形式：多采用承載式車身，邊梁式車架（梯形車架），由兩根縱梁與若干橫梁焊接/鉚接組成。

特點(diǎn)：縱梁高度較低（120-180mm），截面多為單層C型或槽型鋼。橫梁間距較大（500-800mm），減少材料用量以降低重量。如五菱榮光小卡采用單層U型縱梁，橫梁間距650mm。

（2）輕型卡車

主流形式：非承載式車身為主，加強(qiáng)型邊梁式車架，部分車型采用局部雙層或箱形截面。

特點(diǎn)：縱梁高度更高（180-250mm），截面多為雙層疊加或箱形結(jié)構(gòu)。橫梁密度增加（間距300-500mm），關(guān)鍵受力點(diǎn)（如懸掛支座）增設(shè)加強(qiáng)板。

典型案例：福田奧鈴M4采用箱型縱梁，橫梁間距400mm，貨箱連接處嵌入10mm厚加強(qiáng)板。

3.2.2 材料選擇

（1）微型卡車

鋼材類型：普通高強(qiáng)度鋼（Q345B），屈服強(qiáng)度≥345MPa。

板厚范圍：縱梁4-6mm，橫梁3-5mm。

（2）輕型卡車

鋼材類型：超高強(qiáng)度鋼（如Q550D或SAPH440），屈服強(qiáng)度≥550MPa。

板厚范圍：縱梁6-8mm，關(guān)鍵橫梁8-10mm，局部使用熱成型鋼。

3.3 駕駛室與貨箱設(shè)計(jì)

3.3.1 微型卡車

單排/雙排座可選，貨箱與駕駛室分離（如福田祥菱），部分車型支持貨箱擴(kuò)展。

如五菱榮光微型卡車采用一體化車架，貨箱與駕駛室高度集成。

3.3.2 輕卡

駕駛室空間更大，部分配備臥鋪（如江淮駿鈴），貨箱長(zhǎng)度可達(dá)4.2m，欄板高度標(biāo)準(zhǔn)化。由于模塊化貨箱設(shè)計(jì)，可拆卸隔板提升空間靈活性，如比亞迪T5 DM 。

4 人機(jī)工程布置

4.1 人機(jī)工程學(xué)

人機(jī)工程學(xué)（Ergonomics）在車輛設(shè)計(jì)中旨在優(yōu)化駕駛員與車輛界面的交互效率，核心目標(biāo)包括：降低駕駛疲勞、提升操作安全性、改善空間舒適性。其中，H點(diǎn)（Hip Point）作為人體軀干與大腿的鉸接點(diǎn)，是駕駛艙布局的基準(zhǔn)參考點(diǎn)，直接影響坐姿、視野及操控范圍。

4.1.1 微型卡車

人體布置在前輪后方，H點(diǎn)至地板垂直距離H30，微型卡車通常為350-450mm。

4.1.2 輕卡

人體布置在前輪上，H點(diǎn)至地板垂直距離H30，輕卡通常為400-500mm（需兼顧上下車便利性與視野）。

4.1.3 水平位置（L53）

H點(diǎn)至加速踏板參考點(diǎn)的水平距離，范圍650-750mm（過(guò)長(zhǎng)易導(dǎo)致腿部疲勞，過(guò)短限制踏板操作空間）。

坐姿角度規(guī)范（SAE J1516）如下。

軀干角（Torso Angle）：20°-30°，角度過(guò)小易引發(fā)腰部勞損。

大腿角（Thigh Angle）：12°-18°，需與座椅傾角匹配。

五菱榮光新卡：H30點(diǎn)高度420mm，軀干角A40為25°，適合短途駕駛但長(zhǎng)途舒適性不足。

福田奧鈴M4輕卡：H30點(diǎn)高度480mm，軀干角A40為22°，通過(guò)氣墊座椅調(diào)節(jié)提升腰部支撐。

4.2 H點(diǎn)與周邊部件的協(xié)同設(shè)計(jì)

4.2.1 方向盤(pán)中心點(diǎn)（SWC）位置

水平方向：SWC與H點(diǎn)水平距離建議350-450mm（手臂自然伸展角度110°-120°）。

垂直方向：SWC高度應(yīng)低于駕駛員眼點(diǎn)（Eye Point）50-100mm，避免遮擋儀表盤(pán)。

4.2.2 踏板布局約束

加速踏板與制動(dòng)踏板的橫向間距≥80mm，防止誤操作。

踏板平面與H點(diǎn)垂直高度差≤150mm（ISO 3958標(biāo)準(zhǔn)）。

4.3 上下車便利性設(shè)計(jì)與優(yōu)化策略

微型卡車與輕卡用戶需頻繁上下車裝卸貨物，上下車便利性直接影響工作效率與疲勞度，需綜合考量車門設(shè)計(jì)、踏板布局及扶手位置。

4.4 車門開(kāi)口尺寸與開(kāi)啟方式

車門寬度與高度如下。

微型卡車：車門開(kāi)口寬度≥650mm，高度≥1400mm（滿足95%男性用戶肩寬520mm、身高1750mm）。

輕卡：車門開(kāi)口寬度≥700mm，高度≥1500mm（考慮穿防寒服作業(yè)需求）。

4.5 上車踏板設(shè)計(jì)參數(shù)分析

踏步高度（Step-in Height）。

微型卡車：踏步高度≤450mm（無(wú)踏板輔助），與常規(guī)SUV類似，如長(zhǎng)安神騏T20踏步高度430mm。

輕卡：踏步高度500-600mm，需增設(shè)1-2級(jí)踏板（如福田奧鈴三級(jí)踏板系統(tǒng)）。

踏板深度與防滑設(shè)計(jì)。

單級(jí)踏板深度≥300mm，表面需壓制防滑紋路（摩擦系數(shù)≥0.8）。

雨天防滑測(cè)試：踏板傾斜角≤5°，避免積水導(dǎo)致打滑。

4.6 扶手與抓握點(diǎn)布局

A柱扶手：直徑30-40mm，表面包覆軟質(zhì)材料（邵氏硬度50-60），安裝高度距H點(diǎn)垂直距離500-600mm。

車頂拉手：位于車門上方，拉手中心點(diǎn)距地板高度1600-1800mm（適應(yīng)不同身高用戶）。

5 駕駛視野優(yōu)化與對(duì)比分析

駕駛視野是安全性的核心指標(biāo)，需滿足法規(guī)要求（如GB 11562-2014《汽車駕駛員前方視野要求》）并兼顧盲區(qū)控制。

5.1 前方視野關(guān)鍵參數(shù)

5.1.1 眼橢圓（Eye Ellipse）定位

根據(jù)SAE J941標(biāo)準(zhǔn)，眼橢圓代表駕駛員眼睛位置分布，其中心點(diǎn)與H點(diǎn)水平距離120-150mm，垂直高差580-630mm。

5.1.2 前方盲區(qū)控制

儀表盤(pán)上沿高度≤眼橢圓下切線50mm（防止遮擋路面）。

A柱雙目障礙角≤6°（GB 11562要求），部分車型實(shí)測(cè)對(duì)比（表1）。

5.2 側(cè)方與后方視野優(yōu)化

5.2.1 外后視鏡視野

鏡面曲率半徑：主鏡≥1200mm，廣角鏡≤300mm（防止圖像畸變）。

輕卡后視鏡寬度通常比微型卡車增加200-300mm（補(bǔ)償車身高度盲區(qū)）。

5.2.2 內(nèi)后視鏡視野

后方視野要求：至少覆蓋車后20m寬20m區(qū)域（ECE R46標(biāo)準(zhǔn)）。

電子后視鏡替代方案：攝像頭顯示屏安裝于A柱內(nèi)側(cè)（如特斯拉Semi原型車）。

6 動(dòng)力系統(tǒng)布置

按照能源形式劃分為傳統(tǒng)動(dòng)力、新能源動(dòng)力、氫燃料電池集成。

微型卡車：小排量汽油機(jī)（1.5-2.0L）為主，變速箱緊貼發(fā)動(dòng)機(jī)，降低傳動(dòng)損耗。

一般采用中置后驅(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸傾角一般采用傾斜布置。

輕卡：柴油機(jī)占比高（2.0-3.0L），需匹配渦輪增壓與后橋速比，強(qiáng)調(diào)低速扭矩。

一般采用前后驅(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸傾角一般采用直立布置，而對(duì)于新能源車型（如電動(dòng)或混動(dòng)輕卡）則需額外布置電池組位置（底盤(pán)平鋪或駕駛室后置）。

7 懸掛對(duì)比

7.1 前懸掛系統(tǒng)差異

7.1.1 微型卡車

常見(jiàn)類型。

麥弗遜式獨(dú)立懸掛：結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，適用于輕載和城市道路。例如，五菱榮光小卡前懸掛采用麥弗遜式，減少空間占用，提升轉(zhuǎn)向靈活性。

扭力梁半獨(dú)立懸掛：部分車型為平衡成本與承載能力使用，如長(zhǎng)安星卡。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

輕量化：彈簧剛度較低（線徑10-12mm），減震器行程短（約150mm）。

適用場(chǎng)景：以鋪裝路面為主，強(qiáng)調(diào)駕駛舒適性和燃油經(jīng)濟(jì)性。

7.1.2 輕型卡車

常見(jiàn)類型。

雙橫臂獨(dú)立懸掛：提供更好的橫向支撐，適合中載和復(fù)雜路況，如福田奧鈴M4。

非獨(dú)立懸掛（鋼板彈簧）：部分經(jīng)濟(jì)型輕卡采用，如江淮駿鈴，前橋使用多片鋼板彈簧（4-6片）。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

高承載：彈簧剛度高（線徑14-16mm），減震器行程長(zhǎng)（200mm以上）。

強(qiáng)化部件：懸掛支座加厚（8-10mm鋼板），配備橫向穩(wěn)定桿以減少側(cè)傾。

7.2 后懸掛系統(tǒng)差異

7.2.1 微型卡車

常見(jiàn)類型。

鋼板彈簧非獨(dú)立懸掛：多為3-5片拋物線彈簧，如東風(fēng)小康C31后懸掛。

螺旋彈簧+拖曳臂：少數(shù)高端車型（如福田祥菱M2）嘗試，提升空載舒適性。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

輕載優(yōu)化：彈簧片?。?-10mm），片間距大，減少空載顛簸感。

簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)：通常無(wú)副簧設(shè)計(jì)，依賴主簧承載，極限載重下易出現(xiàn)塌陷。

7.2.2 輕型卡車

常見(jiàn)類型。

多片鋼板彈簧：8-10片漸變剛度彈簧，如江鈴凱運(yùn)后橋采用主副簧組合（主6片+副2片）。

空氣懸掛（選裝）：高端車型（如重汽HOWO輕卡）支持，通過(guò)氣囊調(diào)節(jié)高度和剛度。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

重載強(qiáng)化：彈簧片厚（12-14mm），片間接觸面涂石墨層以減少摩擦異響。

附加結(jié)構(gòu)：標(biāo)配橫向推力桿和V型穩(wěn)定桿，防止車橋橫向位移。

7.3 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

數(shù)據(jù)內(nèi)容如表2所示。

7.4 典型車型懸掛配置實(shí)例

7.4.1 微型卡車：五菱榮光新卡

前懸掛：麥弗遜式（彈簧剛度40N/mm）+ 液壓減震器。

后懸掛：4片鋼板彈簧（主3片+副1片），無(wú)穩(wěn)定桿。

特點(diǎn)：空載濾震較好，但滿載2噸時(shí)后懸下沉明顯（約50mm）。

7.4.2 輕型卡車：福田奧鈴CTS

前懸掛：雙橫臂獨(dú)立懸掛（彈簧剛度85N/mm）+ 氮?dú)鉁p震器。

后懸掛：9片鋼板彈簧（主7片+副2片）+ 橫向推力桿。

特點(diǎn)：6噸載重下后橋變形量≤3mm，適合崎嶇路面。

8 結(jié)論與展望

微型卡車與輕卡的布置設(shè)計(jì)需圍繞功能場(chǎng)景展開(kāi)差異化創(chuàng)新。未來(lái)，模塊化平臺(tái)、三電系統(tǒng)集成與智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)將推動(dòng)布置設(shè)計(jì)向高效化、定制化發(fā)展。建議車企加強(qiáng)用戶場(chǎng)景研究，開(kāi)發(fā)適應(yīng)性更強(qiáng)的布置方案。

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