10.16638/jki.1671-7988.2019.17.081
夏攀
（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）
摘要：目前商用车卧铺使用的主要材质有塑料和钣金，而这两种材料在重量上均不占优势，随着新材料、新技术的发展，EPP 材料在卧铺应用的好处逐渐显露出来，文章主要论述在现钣金卧铺基础上进行EPP 材料卧铺的设计。关键词：重型商用车；EPP；卧铺；设计
中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)17-218-03
Design of bunk with EPP for heavy duty commercial vehicle
Xia Pan
( Shaanxi heavy vehicle co. LTD., Shaanxi Xi'an 710200 )
Abstract:The main material of bunk used in commercial vehicle is currently plastic and sheet metal, while these two materials do not have the advantage in weight. With the development of new material and technology, the advantages of EPP material in bunk application are gradually revealed. The article mainly discusses the design of EPP material bunk on the basis of current sheet metal bunk.
Keywords: Heavy duty commercial vehicle; EPP; Bunk; Design
CLC NO.: U465 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)17-218-03
前言
随着科技的发展，新材料及新成型技术的不断进步，人们对汽车提出了质量轻巧、安全、环保、美观等一系列高标准要求，低成本、轻量化已成为汽车工业设计的主流导向[1]，整车的轻量化可降低汽车的运输成本，要求汽车以最少的燃油消耗，完成尽量多的运输量[2]。
现有的商用车卧铺多为钣金材料或塑料件挡板加金属件支撑，这些材料使得卧铺重量重，同时，在装配过程中需耗费大量的人力。而EPP作为质轻又能承重的材料，在卧铺的使用中凸显其优势，EPP 是发泡聚丙烯的缩写（Expanded polypropylene），是一种新型的泡沫塑料的简称，EPP 以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型材料。1 EPP材料的性能
EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学品性、耐油性、不吸水、绝缘、耐热和隔热性，最为关键的是其质量轻，可大幅度减轻物品的重量。同时，EPP也是一种绿环保材料，可回收再利用，不会造成白污染，是真正的环境友好型泡沫塑料，用 EPP 珠粒在成型机的模具中可模塑成各种不同形状的 EPP 制品。
2 EPP目前产品应用领域
包装行业：如计算机、液晶玻璃、陶瓷、工艺品、各种家用电器等，以免在运输过程中遭受损伤及破坏。
汽车行业：如汽车保险杠、汽车侧面防震芯、汽车车门防震芯、高级安全汽车座椅、工具箱、后备箱、扶手、底垫板、遮阳板、仪表盘等。据统计数据反映：目前每辆汽车平均用塑料100～130Kg，其中应用 EPP 塑料约 4～6Kg。（图1
作者简介：夏攀，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，从事驾驶室内饰设计工作。
汽车遮阳板218
夏攀：重型商用车EPP 材料卧铺设计
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为EPP 在汽车上的应用）
图1 EPP 在汽车上的应用
物流运输行业：如 EPP 保护隔材、EPP 栈板、EPP 周转箱等。
玩具模型及体育用品：如飞机模型、冲浪板、运动垫等。
3 EPP 材料卧铺的设计
3.1 材料技术参数的选择
EPP 材料的品种繁多，要快速准确选择合适的材料品种，可以通过对标的方式进行缩小范围的选择，EPP 为发泡材料，首选的参数是其密度，通过对标，我们可选定90密度的EPP 材料。 3.2 卧铺设计
3.2.1 料厚选择
在现钣金件基础上进行 EPP 材料卧铺设计，首先，所有的边界范围需保持与现有外边界范围一致，为确保卧铺强度，EPP 的料厚选择至关重要，通过产品对标，将卧铺基本料厚设定为 30mm ，局部加强
为 35-40mm 。
3.2.2 盖板开启型式的设计
卧铺盖板的打开型式：铰链式（图2所示）和非铰链式（图3所示）
铰链式盖板设计中需注意：铰链安装部位需增加强度设计，安装铰链处盖板与箱体的间隙需满足盖板能顺利打开的要求（即对盖板的运动进行空间校核），强度设计可用局部增加料厚的方式。
图2 铰链式结构盖板
图3 非铰链式结构盖板
非铰链式相比铰链式的结构简单，但是非铰链式需处理好盖板与箱体的搭接配合，通过良好的间隙配合，确保盖板在驾驶室行驶过程中无异响，在翻转过程中不脱落。
3.2.3 固定点结构的设计
因 EPP 为发泡材料，需预埋塑料嵌件（图4所示），以确保固定点强度及牢靠性。
图4 固定点结构型式
3.2.4 其余功能件的增加
卧铺不只是个单独的箱体，为提高商用车的舒适性，卧铺还集成了驾驶室很多零部件的功能，例如：逆变电源插座、独立暖风出风口、卧铺灯（开关）等等，这会对卧铺的结构设计产生一定的影响。因为EPP 材料比较厚，要集成上述功能，可通过预埋钣金件或者塑料件的方式实现。钣金件成本低易体现，但自重大，塑料件成本高但自重轻。需综合考虑功能件的安装方式，有强度和拔插力要求建议用钣金件，搭接配合的建议用塑料件。
3.2.5 卧铺盖板限位结构设计
为避免卧铺垫的跑偏，可在卧铺盖板与卧铺垫之间增加粘接扣或者在盖板进行翻边限位。（图5所示）：
图5 卧铺盖板限位结构
3.2.6 皮纹的选择
随着汽车工业的发展，车身的彩皮纹等内容越来越受到人们的重视，现代汽车内饰除了保证其基本功用外，还尽量满足人们对它越来越高的物质享受和精神追求[3]
，而EPP 材料在其产品外观与普通塑料件一样，可对表面皮纹进行处
理，用以增加卧铺的整体美观性能（图6为EPP 材料的表面皮纹）。
图6 EPP 材料表面皮纹
汽车实用技术
220 4 CAE 分析及设计
下卧铺使用频次高，其安全性、可靠性很重要。为确保设计性能满足要求，采用加载75KG ，重力加速度2g ，也就是最大的受力为150kg 对下卧铺进行 CAE 分析，受力点为盖板中心位置（图7为CAE 分析结果）。
图7 CAE 分析结果
5 试验验证
5.1 台架试验
CAE 分析只对卧铺的强度进行了虚拟仿真分析，为确保实物的可靠性，可通过力的加载形式对卧铺进行强度可靠性试验，具体测试方法如下所示：
将卧铺固定牢靠，分别在卧铺左、中、右三块盖板上施加垂直向下1500N 作用力（力的中心点在卧铺盖板中心，图8所示），加载频次 30 次/分钟，加载面积280mm ×185mm ，反复循环 30000 次，试验完成24小时后，查看卧铺盖板、箱体是否有裂纹、变形等影响正常使用的缺陷。
图8 试验验证
5.2 道路试验
将卧铺搭载至整车，进行 2 万公里道路试验，在其上放 75KG 沙袋，平铺，试验完成后，卧铺无任何损坏即说明设计
状态良好。
6 结束语
EPP 做为一种新兴的材料，在商用车卧铺上的应用可以实现降低整车重量的目标，同时又可满足商用车的使用工况要求。可参考乘用车EPP 材料在实车上的应用范围，推广到商用车的整车应用上，可以很大程度的节省了成本，降低车辆自重。所以EPP 材料以后会在商用车内饰的应用中日趋广泛。
参考文献
[1] 泛亚内饰教材编写组.汽车内饰设计概论.人民交通出版社.2016. [2] 吴东平易红雁.汽车文化.[M]化学工业出版社.2009. [3] 关文达.汽车构造.[M]清华大学出版社.2007.
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