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[摘 要]在一辆商用汽车的设计初期，总布置设计是极为重要的，它不仅规定了整车的关键尺寸以及关键的零件结构，还能有效地控制整车的性能。在商用车的各种性能中，碰撞是一个关键的指标，这一指标对于关键部位的尺寸和零件的结构提出了更高的要求。这一指标保证汽车发生碰撞时，可以按照汽车以设定的方式进行碰撞，从而减少对于车身和车内人员的伤害。本文对于汽车总布置设计中碰撞设计的步骤进行讨论，分析了关键零件的控制策略，对于实际设计有一定的指导意义。
[关键词]商用车 碰撞控制策略 整车总布置设计 碰撞方式
中图分类号：TG982 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0036-01
引言
随着经济和社会的发展，人们的生活水平逐渐提高，许多家庭拥有了私家车，同时商用车的数量也大大的增加。但是，随之而来的是我国的交通事故伤亡率逐渐提高，这不仅与驾驶员的驾驶技术有关，也与汽车自身的安全性能有很大的关系。在对于汽车进行初期的设计时，要进行总布置设计，这个步骤不仅可以对于商用车的关键性能指数进行控制，还可以对于碰撞设计进行约束，从而预设碰撞的结果，使得碰撞的效果符合国家的要求。具体来说，碰撞的控制策略就是在讨论碰撞过程中，可以最大限度地减少对于车身和人员的伤害，对于行人的保护最大化。
一、我国碰撞法规的要求现状
对于各个国家的碰撞法规进行对比分析，我们可以发现，我国在碰撞法规方面，和西方发达国家存在着较大的差距。但是随着汽车行业的发展，这种差距也在迅速的钱小，汽车产量迅速提高，各個汽车生产商对于汽车的安全性有了更高的重视，在汽车的研发过程中，也吸取了失败案例中的经验，参考了国外法规的体系，以此作为设计标准，提高车辆的安全性能，使得在发生碰撞时可以最大限度地保护车内的人员安全。上个世纪，在我国法规下汽车碰撞得分较高的都是中外合资的企业，但是随着近几年的发展，我国的自主研发品牌也可以做到高分的碰撞，这些都是在不断的创新和改革下取得的成果。
二、汽车总布置设计碰撞控制设计的基本思路
对于汽车进行碰撞控制，就是对整车进行控制。从安全的角度出发，一辆商用车的车身区域可以分为前撞区域、后撞区域以及乘坐区域三个部分，要分别针对三个部分进行标准的设计。在发生碰撞时，为了保护乘坐去装车呢人员的生命安全，车身的碰撞区要尽可能的发生变形，吸收撞击的能量，因此在车身的前撞区域和后撞区域进行结构设计时，要采用较软的材料。而对于乘坐区域来说，要尽量减低变形量，减小对于车内乘坐人员的二次伤害，增加他们的逃脱可能性，因此，乘坐区域要牢固一些。再发生侧面碰撞时，车身的变形量很小，因此对于车内人员的危害很大，因此车门和门槛要用刚性结构进行设计，减小对于乘坐人员的伤害。
三、商用车的总布置设计中的碰撞控制措施
（一）确定整车的布置尺寸数据。总布置要根据前期设计已经确定好的车辆长度、宽度及高度进行合理的分配前悬、后悬、轴距等尺寸。要根据确定的前悬长度来确定动力总成在前盖中的位置。由于汽车发生正面碰撞时，速度加快时间较短，因此车身一定要具有很强的吸收能量的空间和发生形变量的空间，从而保证汽车发生正碰时取得良好的得分。但是，由于受到车辆长度和动力总成外形的限制，有些汽车并不能达到这一要求，因此为了取得较高的得分，在设计时需要对于零件材料进行更换，以此来获取较好的吸能空间。例如将管道材料改为塑料，既可以节约成本，也可以有效地增加吸能的空间，获取较大的变形量。
（二）对于悬置系统进行设计。悬置系统是动力总成的辅助零件之一，同时也是最主要的零件，他主要承担动力总成质量，同时还能够减小动力总成对车身造成震动的作用。在汽车发生正碰时，悬置系统的结构和位置起着极大的作用，经过实验分析，悬置应布置在不影响吸能空间的位置，从而减小由于悬置零件的位置改变造成的人员伤害。对于悬置系统的结构进行确定时，要通过计算来得出悬置系统的断裂时间和位置，使得动力总成能够向预定的位置移动。
（三）对于纵梁进行设计。作为发动机舱内的主要部件，在发生碰撞时，纵梁起着最大的作用。在发生碰撞时，冲击力首先通过纵梁向后传递，动力总成等部件随着纵梁的移动而向后移动，在其中，纵梁可以起到缓冲作用，同时还可以吸收部分能量，能量在传递的过程中逐渐散失，最终弱化直至消失。由此可见，纵梁的结构和强度的因素对于碰撞效果有着决定性的作用，如果设计不够科学合理，就导致能量集中在某一区域，可能引起局部的变形，导致碰撞的效果减弱。由于纵梁的长度很长，在强度上要求前部最弱，因此可以采用各种截面的形式来解决前后部强度要求不一的问题。
（四）对于上纵梁进行设计。虽然在碰撞过程中，纵梁承担了大部分的作用，但是上纵梁作为另一个辅助零件，也起着不可或缺的作用。上纵梁和纵梁以及侧围这两个部件围成了一个封闭的结构，这样就可以避免在碰撞过程中，旋臂结构不稳定，发生变形的状况。在纵梁承担大部分的碰撞效果时，上纵梁也起到了很好的辅助作用。但是，由于此零件的周围还有许多辅助零件，因此在布置初期就要提前进行设计考虑，避免后期进行更改。
（五）对于座椅进行设计。在碰撞过程中，由于人员直接与座椅接触，因此座椅是唯一可以支撑人员躯干的部件。在座椅的设计中，安全相关的参数有许多国家标准，包括靠背角度、深度、强度等因素。在碰撞过程中，这些因素对于车内人员的碰撞趋势有着很大的影响，同时也对于其他约束系统的部件具有极强的保护作用。
（六）对于保险杠进行设计。在偏置碰撞时，保险杠横梁是主要的吸收能量部件，在侧碰过程中，被撞击一侧所吸收的能量传递到另一侧，这样就可以起到能量分流的作用。而汽车如果发生正碰，就需要强度较大的保险杠以及横梁来进行能量的分流。在布置设计时，横梁和纵梁要处在同一高度，就可以避免在横梁变形时引起纵梁变形。
结论
综上所述，对于轻型商用车来说，设计初期的总布置设计对于碰撞控制策略是极为重要的。总布置设计不仅能够对于整车的性能指数以及一些尺寸进行定义，在后期设计中，还可以根据这些参数对于汽车进行更好的控制和管理。更重要的是，还可以对于碰撞效果进行约束。安全性能是汽车各项性能中最重要的一点，因此在设计初期，总布置还要对于安全碰撞性能的部件尺寸和结构进行约束，使得碰撞效果满足设计要求和国家标准。
参考文献
[1] 史悦.小型轻量电动汽车的碰撞安全性调研分析[D].清华大学，2015.
[2] 赵继峰.整车总布置设计对碰撞控制策略的影响[J].汽车工程师，2016，（03）：26-29.
[关键词]商用车 碰撞控制策略 整车总布置设计 碰撞方式
中图分类号：TG982 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0036-01
引言
随着经济和社会的发展，人们的生活水平逐渐提高，许多家庭拥有了私家车，同时商用车的数量也大大的增加。但是，随之而来的是我国的交通事故伤亡率逐渐提高，这不仅与驾驶员的驾驶技术有关，也与汽车自身的安全性能有很大的关系。在对于汽车进行初期的设计时，要进行总布置设计，这个步骤不仅可以对于商用车的关键性能指数进行控制，还可以对于碰撞设计进行约束，从而预设碰撞的结果，使得碰撞的效果符合国家的要求。具体来说，碰撞的控制策略就是在讨论碰撞过程中，可以最大限度地减少对于车身和人员的伤害，对于行人的保护最大化。
一、我国碰撞法规的要求现状
对于各个国家的碰撞法规进行对比分析，我们可以发现，我国在碰撞法规方面，和西方发达国家存在着较大的差距。但是随着汽车行业的发展，这种差距也在迅速的钱小，汽车产量迅速提高，各個汽车生产商对于汽车的安全性有了更高的重视，在汽车的研发过程中，也吸取了失败案例中的经验，参考了国外法规的体系，以此作为设计标准，提高车辆的安全性能，使得在发生碰撞时可以最大限度地保护车内的人员安全。上个世纪，在我国法规下汽车碰撞得分较高的都是中外合资的企业，但是随着近几年的发展，我国的自主研发品牌也可以做到高分的碰撞，这些都是在不断的创新和改革下取得的成果。
二、汽车总布置设计碰撞控制设计的基本思路
对于汽车进行碰撞控制，就是对整车进行控制。从安全的角度出发，一辆商用车的车身区域可以分为前撞区域、后撞区域以及乘坐区域三个部分，要分别针对三个部分进行标准的设计。在发生碰撞时，为了保护乘坐去装车呢人员的生命安全，车身的碰撞区要尽可能的发生变形，吸收撞击的能量，因此在车身的前撞区域和后撞区域进行结构设计时，要采用较软的材料。而对于乘坐区域来说，要尽量减低变形量，减小对于车内乘坐人员的二次伤害，增加他们的逃脱可能性，因此，乘坐区域要牢固一些。再发生侧面碰撞时，车身的变形量很小，因此对于车内人员的危害很大，因此车门和门槛要用刚性结构进行设计，减小对于乘坐人员的伤害。
三、商用车的总布置设计中的碰撞控制措施
（一）确定整车的布置尺寸数据。总布置要根据前期设计已经确定好的车辆长度、宽度及高度进行合理的分配前悬、后悬、轴距等尺寸。要根据确定的前悬长度来确定动力总成在前盖中的位置。由于汽车发生正面碰撞时，速度加快时间较短，因此车身一定要具有很强的吸收能量的空间和发生形变量的空间，从而保证汽车发生正碰时取得良好的得分。但是，由于受到车辆长度和动力总成外形的限制，有些汽车并不能达到这一要求，因此为了取得较高的得分，在设计时需要对于零件材料进行更换，以此来获取较好的吸能空间。例如将管道材料改为塑料，既可以节约成本，也可以有效地增加吸能的空间，获取较大的变形量。
（二）对于悬置系统进行设计。悬置系统是动力总成的辅助零件之一，同时也是最主要的零件，他主要承担动力总成质量，同时还能够减小动力总成对车身造成震动的作用。在汽车发生正碰时，悬置系统的结构和位置起着极大的作用，经过实验分析，悬置应布置在不影响吸能空间的位置，从而减小由于悬置零件的位置改变造成的人员伤害。对于悬置系统的结构进行确定时，要通过计算来得出悬置系统的断裂时间和位置，使得动力总成能够向预定的位置移动。
（三）对于纵梁进行设计。作为发动机舱内的主要部件，在发生碰撞时，纵梁起着最大的作用。在发生碰撞时，冲击力首先通过纵梁向后传递，动力总成等部件随着纵梁的移动而向后移动，在其中，纵梁可以起到缓冲作用，同时还可以吸收部分能量，能量在传递的过程中逐渐散失，最终弱化直至消失。由此可见，纵梁的结构和强度的因素对于碰撞效果有着决定性的作用，如果设计不够科学合理，就导致能量集中在某一区域，可能引起局部的变形，导致碰撞的效果减弱。由于纵梁的长度很长，在强度上要求前部最弱，因此可以采用各种截面的形式来解决前后部强度要求不一的问题。
（四）对于上纵梁进行设计。虽然在碰撞过程中，纵梁承担了大部分的作用，但是上纵梁作为另一个辅助零件，也起着不可或缺的作用。上纵梁和纵梁以及侧围这两个部件围成了一个封闭的结构，这样就可以避免在碰撞过程中，旋臂结构不稳定，发生变形的状况。在纵梁承担大部分的碰撞效果时，上纵梁也起到了很好的辅助作用。但是，由于此零件的周围还有许多辅助零件，因此在布置初期就要提前进行设计考虑，避免后期进行更改。
（五）对于座椅进行设计。在碰撞过程中，由于人员直接与座椅接触，因此座椅是唯一可以支撑人员躯干的部件。在座椅的设计中，安全相关的参数有许多国家标准，包括靠背角度、深度、强度等因素。在碰撞过程中，这些因素对于车内人员的碰撞趋势有着很大的影响，同时也对于其他约束系统的部件具有极强的保护作用。
（六）对于保险杠进行设计。在偏置碰撞时，保险杠横梁是主要的吸收能量部件，在侧碰过程中，被撞击一侧所吸收的能量传递到另一侧，这样就可以起到能量分流的作用。而汽车如果发生正碰，就需要强度较大的保险杠以及横梁来进行能量的分流。在布置设计时，横梁和纵梁要处在同一高度，就可以避免在横梁变形时引起纵梁变形。
结论
综上所述，对于轻型商用车来说，设计初期的总布置设计对于碰撞控制策略是极为重要的。总布置设计不仅能够对于整车的性能指数以及一些尺寸进行定义，在后期设计中，还可以根据这些参数对于汽车进行更好的控制和管理。更重要的是，还可以对于碰撞效果进行约束。安全性能是汽车各项性能中最重要的一点，因此在设计初期，总布置还要对于安全碰撞性能的部件尺寸和结构进行约束，使得碰撞效果满足设计要求和国家标准。
参考文献
[1] 史悦.小型轻量电动汽车的碰撞安全性调研分析[D].清华大学，2015.
[2] 赵继峰.整车总布置设计对碰撞控制策略的影响[J].汽车工程师，2016，（03）：26-29.