浅析当代轻卡设计的新特征

李文颖

摘 要：轻型卡车在中国已经历60余年的发展历程，伴随着家庭轿车的普及，用户对轻卡的要求越来越高。最近五年，轻卡在时尚性、舒适性、操控性、精细度、轻量化等方面具有明显的新特征。文章将以当前主流轻卡车型为例，运用结构描述和性能分析相结合、主观评论和客观测试相补充的手法，从上述五个方面技术特征进行解析，期望在后续设计开发中提供一些借鉴和参考。

关键词：轻卡;操控性;精细度;轻量化

中图分类号：TH122  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）20-76-03

Abstract： Light trucks have experienced more than 60 years of development in China. With the popularity of family cars， users have higher and higher requirements for light trucks. In the last five years， light trucks have obvious new features in fashion， comfort， handling， fineness and lightweight. This paper will take the current mainstream light truck models as an example， using the combination of structural description and performance analysis， supplemented by subjective comments and objective tests， from the above five aspects of technical characteristics for in-depth analysis， hoping to provide some reference in the subsequent design and development.

Keywords： Light trucks; Control; Fineness; Lightweight

CLC NO.： TH122  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）20-76-03

前言

輕卡年产量约180万辆，占据了货车的半壁江山，其吨位小、驾驶灵活使其在运输最后一公里拥有便捷、高效的独特优势。随着法规要求及技术进步，整车结构和性能越来越先进。随着家庭轿车普及，大部分用户家里同时拥有轿车和卡车，用户希望卡车拥有轿车般的感受，具体体现在以下五大方面。

1 时尚性

1.1 造型个性化

卡车驾驶员中90后比例上升，审美观念与70、80后有所不同，对个性化元素有较大的兴趣。市场上A车型，采用黑式大灯、水滴形雾灯、圆润充满灵性，见图1：

市场上B车型，则采用星钻大灯、鹰眼仿生设计，线条硬朗，从而适合不同风格的用户需求，见图2。

1.2 智能中控大屏的运用

近几年，搭载着中控大屏的轻卡越来越多。中控大屏具备车联网和娱乐多种功能，还可以选配导航、倒车影像等功能，科技范儿十足，深受年轻人喜爱。见图3：

2 舒适性

对于轻载微卡车型，底盘前悬架一般采用麦弗逊独立悬架，与整体式悬架相比有明显的舒适性优势，乘坐感受接近于轿车。市场销量较大的某款车型结构见图4：

对于非独立悬架，前板簧普遍采用少片簧结构，一般为三片。少片簧片与片之间没有摩擦，消除了库伦阻尼的不确定性因素，通过精确匹配减震器阻尼可以保证舒适性，典型的轻卡前悬架少片簧结构，见图5：

对于后悬架，普遍开始采用渐变刚度板簧结构。传统轻卡后悬架结构是突变刚度结构，副簧与板簧座接触瞬间会造成整体刚度突然加大，舒适性差，见图6：

渐变刚度板簧结构与此不同，随着载重增加，副簧簧片2与主簧簧片1逐渐接触，刚度逐渐增大，舒适度较好，见图7：

其对应的悬架刚度特性曲线变化平缓无突变，见图8：

3 操控性

近几年，轻卡行业变速换挡系统提升较大，笔者测试过多款轻卡的选档换挡特性，选档档位清晰、换挡力轻便，入档吸入感明显。对于五档变速器，分别选取两家主机厂的两个主销车型，分别采用低端和高端变速器，高端换挡力小于35N，低端选换挡力也小于50N，十分轻便，数据曲线祥见图9：

对于六档变速器，同样选取两家主机厂的两个主销车型，前进档换挡力均低于40N，倒挡选档力在110～120N之间（防止选错档），数据曲线祥见图10：

对于转向系统，全面采用电子助力（EPS）或液压助力（HPS）。对于3.5吨以下的轻卡，普遍采用电子助力（EPS）。电子助力结构上占用空间少，直线行驶时不浪费发动机动力，可以根据车速、转向转矩、角度与回正力等进行准确计算，输出更加精准，并且减少了液压油的污染。助力转向降低了方向盘的操纵强度，使轻卡获得了轿车般的驾驶感受。

制动防抱装置（ABS）普及。GB7258-2017标准要求所有汽车应装备符合规定的防抱制动装置。该装置提高了制动时车辆的横向稳定性，在制动时可以保证方向盘的转向功能。目前对于液压制动和气制动车型，普遍采用4S4M布置方案，即每个车轮都有独立的传感器和执行机构。典型的制动力调节效果见图11，制动调节频率在3～5Hz之间，反应灵敏，纵坐标是车速（km/h），横坐标是时间（s）：

4 精细度

近些年卡车的制造工艺越来越精细。随着国六排放的实施，电器元件增多，线束越来越复杂，线束管路布置难度增大。如果解决不好这个问题，那么在汽车运行中容易出现动态干涉、线束磨破、短路，严重时会造成火灾。当前在管线路布置上各主机厂“精耕细作”，在有限的车架空间内实现各部件功能并保证运行安全。目前管线束普遍采用三维软件设计，并分层铺设，线束属于最优先级别，一般沿车架腹面内侧上方布置，其他管路在下方，并且每隔300～500mm要有固定。走向要保持横平竖直，严禁交叉。另外要远离热源，与排气歧管、GPF等高温部件要保持100mm以上距离。与运动部件要保证25mm以上预防动态干涉。运动件与静止件之间有线束时，要预留40～60mm长度防止扯断。三维布置效果见图12：

5 轻量化

卡车轻量化是节能减排、价值工程的需求，也是治超治限、保证行车安全的要求。为减小自重，各企业近几年普遍采用了以下技术。

5.1 高强钢板的运用

（1）车架材料以前普遍采用510L，现在600L、700L大量采用，三种材料性能参数见表1：

车架采用700L比510L重量可降低20%以上。

（2）货箱材料以前普遍采用Q235板材，现在逐渐使用高强度钢板。某款轻卡自卸车型货箱原重量约600Kg，而采用抗拉强度980MPa高强度钢板重量只有380Kg，实现降重220Kg。

5.2 铝合金的普遍运用

铝合金车轮开始大批量使用。与钢质车轮相比，铝合金密度小，約为钢的1/3;对于某款总质量4.5吨的轻卡，铝合金车轮可以实现降重30Kg。

5.3 复合材料板簧的尝试

复合材料板簧（FRP）密度轻，重量只有钢板材料的1/3。近三十多年，复合材料板簧（FRP）在全球汽车行业得到实质性运用。但是在轻卡的尝试运用是近几年的事，对于一台总质量4.5吨的轻卡，采用复合材料板簧整车可以实现降重150Kg，效果十分可观。由于目前制造成本偏高，暂未大量生产。我司装车效果见附图13：

6 结束语

汽车产业是重要的经济支柱，汽车技术需要不断突破和发展。随着新技术的运用，卡车的设计不断采取新方案，为节能减排、高效运输、行车安全保驾护航，这是我们卡车工程师义不容辞的责任。

参考文献

[1] 王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2004.8.

[2] 王霄锋.汽车底盘设计[M].北京：清华大学出版社，2010.4.