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汽车外饰之----保险杠系统设计开发指南(1)【启飞专业知识系统分享-外饰09】

2017-11-20151作者：启飞汽车设计

随着社会不断发展，人类安全意识的不断完善，试验条件的不断提升，世界各国对保险杠技术条件及行人保护要求的提高，因此对保险杠的性能要求逾严格。
保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。本章主要介绍：保险杠的发展，分类，主要功能，在设计中应满足的国标和欧标法规要求，功能要求，安装，拆装方便性；保险杠常见结构，选材要求，我司现有保险杠结构；工艺合理性，间隙分析，常见的失效模式等。

1、简要说明

1.1 保险杠的发展

汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力,防护车身前后部的安全装置. 20年前,轿车前后保险杠是以金属材料为主,用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U型槽钢,表面处理镀铬,与车架纵梁铆接或焊接在一起,与车身有一段较大的间隙,好像是一件附加上去的部件.

随着汽车工业的发展,汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路.今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型和谐与统一,追求本身的轻量化. 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。

塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成Ｕ形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致405轿车的保险杠，采用了聚酯系材料并用反应注射模成型法做成。而大众的奥迪100、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。

塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。

1.2 汽车保险杠的种类

1）钢板保险杠
2）塑料保险杠
3）铝合金的保险杠
4）镜钢保险杠

1.3保险杠的主要功能

保险杠属于安全件。汽车保险杠不仅是吸收缓和外界冲击力保护车身安全的装置，而且也是车身外部的装饰品。它在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。其主要功能有：

1.3.1 保护功能

在汽车发生纵向及角部碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，整车照明系统，冷却系统，发动机盖，行礼箱盖等；行人保护功能，在保险杠下部加装有缓冲块，更好的保护行人碰撞时小腿的伤害值。

1.3.2 装置功能

在保险杠上，有的装置着灯具、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件；

1.3.3 为车辆冷却系统提供换气通道

1.3.4 外观装饰功能

1.3.5 提高空气动力特性

保险杠正面迎风面积较大，对空气动力特性的影响也大。前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。侧视图方向上，矩形断面保险杠的阻力最大，凸形断面的保险杠阻力较小。俯视图形状上，应消除棱角与修饰端头形状，以求同车身本体形状相匹配，这样可以减少气流剥离和涡流的产生。另外，保险杠的前端向前延伸可以减小阻力和升力，保险杠与车身本体间隙不宜大。在前保险杠下部设置导流板一类的形状，也对改善空气动力特性有作用。

2、设计构想

2．1满足法规要求

1)碰撞性能要求：2.5MPH BUMPER（ECE R42）；

2)行人保护性能要求：EEC70/156；

3)外部突出物要求：ECE R26。01，EEC 79/488；

2.2 满足冷却系统的有效进风面积

2.3 符合造型要求，整体外观的流畅，协调性

2.4 低成本,自重轻, 材料的可回收利用性

2.5 工艺可行性，拆装方便的原则

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