董寧偉 劉晶

(上汽通用五菱汽車股份有限公司 545007)

汽車尾門(mén)過(guò)沖設(shè)計(jì)分析

董寧偉 劉晶

(上汽通用五菱汽車股份有限公司 545007)

該文章針對(duì)汽車尾門(mén)過(guò)沖設(shè)計(jì)，主要考慮設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法，以及用實(shí)例驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的可行性，提升了尾門(mén)設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

尾門(mén)；尾門(mén)過(guò)沖；間隙；膠塞；布置

0 引言

汽車設(shè)計(jì)中尾門(mén)的開(kāi)關(guān)由于經(jīng)常使用并且會(huì)出現(xiàn)暴力關(guān)門(mén)的現(xiàn)象，就會(huì)造成尾門(mén)關(guān)閉瞬間與周邊零件干涉的問(wèn)題，進(jìn)而引起的問(wèn)題就是零件損壞，零件生銹等問(wèn)題。對(duì)于整車品質(zhì)的影響很大，讓消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品不認(rèn)可，整車的銷量也會(huì)大打折扣。

1 設(shè)計(jì)分析

尾門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中，由于慣性和材料剛度的影響，尾門(mén)在關(guān)閉到設(shè)計(jì)理論狀態(tài)下時(shí)，尾門(mén)還會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，從而釋放完能量直至靜止。

針對(duì)尾門(mén)關(guān)閉過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)程，參考尾門(mén)過(guò)沖及周邊相關(guān)的零件，避免尾門(mén)過(guò)沖干涉周邊的零件主要有3種因素。

（1）尾門(mén)與周邊零件的間隙。

（2）尾門(mén)關(guān)門(mén)力。

（3）尾門(mén)緩沖部件的布置等。

綜合以上三點(diǎn)因素，尾門(mén)關(guān)門(mén)力（專指暴力關(guān)門(mén)）因素在設(shè)計(jì)階段是無(wú)法準(zhǔn)確判斷的，因?yàn)槿藶橐蛩乇容^大，因此只有尾門(mén)與周邊零件的間隙及尾門(mén)緩沖部件的布置就顯得尤為重要。

1.1 尾門(mén)與周邊零件間隙

如果單純的只針對(duì)尾門(mén)與周邊零件的間隙，那么整車的間隙需求就需要放大很多，給人的感覺(jué)整車制造水平不高，品質(zhì)差等印象[1]。見(jiàn)圖1所示，圖1中a值越大，整車制造水平越差。

圖1

基于整車品質(zhì)的提升，銷量穩(wěn)步上升，綜合整車的設(shè)計(jì)及制造水平，那么需要同時(shí)考慮尾門(mén)緩沖部件的布置及尾門(mén)與周邊零件的間隙兩個(gè)重要因素。

為了消除尾門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中帶來(lái)的富余能量，那么設(shè)計(jì)之初就必須考慮緩沖部件的設(shè)計(jì)。尾門(mén)區(qū)域吸收能量的主要部件有尾門(mén)框膠條，緩沖膠塞（分固定式與可調(diào)式）等。

1.2 尾門(mén)緩沖部件的布置

由于尾門(mén)在關(guān)閉運(yùn)動(dòng)終止前，由于尾門(mén)慣性和材料剛度的存在，尾門(mén)關(guān)閉就會(huì)產(chǎn)生繼續(xù)向前的趨勢(shì)，這種現(xiàn)象主要是由于尾門(mén)關(guān)閉能量需要釋放造成的，此現(xiàn)象將稱之為過(guò)沖。為了解決尾門(mén)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的多余能量，一般會(huì)通過(guò)門(mén)框膠條和緩沖膠塞的來(lái)吸收，因?yàn)閮烧咧饕牧鲜怯上鹉z。

門(mén)框膠條主要作用是密封，密封尾門(mén)本體與車身之間的間隙，其次是用來(lái)吸收能量。而緩沖膠塞只有吸收能量的作用，對(duì)與尾門(mén)配合的零件起到一定的保護(hù)作用，是尾門(mén)設(shè)計(jì)不可或缺的零件。見(jiàn)圖2所示。

圖2

門(mén)框膠條布置由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的限制，一般主要考慮密封作用，因此造成密封膠條不能任意布置。而緩沖膠塞（可調(diào)與固定）由于所占空間，功能單一外，可以任意布置，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)限制[2]。緩沖膠塞的布置一般是將可調(diào)式緩沖膠塞布置于尾門(mén)的中部，而固定式的緩沖膠塞一般會(huì)位于尾門(mén)的下部，如圖2所示。

為了使緩沖膠塞達(dá)到作用，其布置位置有嚴(yán)格要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，緩沖膠塞的布置位置距離尾門(mén)邊界越近，那么所達(dá)到的保護(hù)作用越好，但是往往受尾門(mén)結(jié)構(gòu)特征或周邊零件的限制，膠塞位置不能太靠近邊界，因此緩沖膠塞的布置位置要求如下。

（1）布置緩沖膠塞安裝面有設(shè)計(jì)要求，即接觸面剛度要求達(dá)到400 MPa。

（2）緩沖膠塞布置，一般建議尾門(mén)中部為可調(diào)式緩沖膠塞，下部為固定式緩沖膠塞，見(jiàn)圖2。

（3）緩沖膠塞的布置位置一般距尾門(mén)邊界距離要求控制在d=100 mm以內(nèi)，見(jiàn)圖3。

圖3

1.3 尾門(mén)過(guò)沖設(shè)計(jì)要求

由于尾門(mén)關(guān)閉慣性及材料剛度的存在，為了預(yù)估和解決尾門(mén)過(guò)沖帶來(lái)的不利影響，控制尾門(mén)過(guò)沖，那么理論設(shè)計(jì)階段就要對(duì)過(guò)沖進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)多個(gè)車型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集，分析以及實(shí)物對(duì)應(yīng)實(shí)物的實(shí)驗(yàn)，在保證上述密封條和膠塞位置設(shè)計(jì)的條件下，建議理論設(shè)計(jì)下對(duì)尾門(mén)過(guò)沖的設(shè)計(jì)要求如下。

（1）設(shè)定以除與尾門(mén)無(wú)關(guān)的零件（如側(cè)圍）為基準(zhǔn)，即校核時(shí)車身保持不動(dòng)，尾門(mén)總成以繞鉸鏈軸線理論位置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校核。

（2）按設(shè)計(jì)間隙的要求，尾門(mén)總成分別向前（-X）、向下（-Z）移動(dòng)相應(yīng)的公差，然后將尾門(mén)總成繞理論鉸鏈軸線旋轉(zhuǎn)往關(guān)閉方向旋轉(zhuǎn)5 mm弧長(zhǎng)，此狀態(tài)為尾門(mén)總成的過(guò)關(guān)極限位置[3]。

（3）最終根據(jù)尾門(mén)總成的過(guò)關(guān)極限位置要求與周邊零件間隙最小要求大于1 mm。見(jiàn)圖4。

2 實(shí)例

某款車型設(shè)計(jì)過(guò)程中，忽視了對(duì)尾門(mén)過(guò)沖的嚴(yán)格控制，致使實(shí)車造出來(lái)之后，發(fā)現(xiàn)尾燈區(qū)域與側(cè)圍鈑金干涉，側(cè)圍油漆脫落。以下為理論數(shù)據(jù)分析，見(jiàn)圖5。

理論數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其他部位均滿足尾門(mén)過(guò)沖設(shè)計(jì)要求，但是尾燈區(qū)域尾門(mén)滿足且尾燈與側(cè)圍干涉量為0.85 mm。

圖4

圖5

根據(jù)尾門(mén)過(guò)沖極限位置與周邊零件1mm間隙要求，那么尾燈處間隙需要更改量至少為1.85 mm。

經(jīng)過(guò)對(duì)尾燈數(shù)據(jù)的修改，緩沖膠塞調(diào)整到位，此干涉問(wèn)題再未發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于尾門(mén)過(guò)沖，設(shè)計(jì)階段的控制是尤為重要的。如果尾門(mén)過(guò)沖在實(shí)際造車中出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，那么零件的更改將產(chǎn)生不菲的成本，而且將會(huì)產(chǎn)品的制造周期也會(huì)產(chǎn)生影響。如果尾門(mén)過(guò)沖干涉出現(xiàn)在市場(chǎng)上，那么將會(huì)大大影響產(chǎn)品的質(zhì)量，并且嚴(yán)重影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的信賴。

[1]余志生. 汽車?yán)碚揫M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]羊拯民. 汽車車身設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3]林忠欽. 汽車車身制造質(zhì)量控制技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

U472.41

A

董寧偉（1982—），男，研究方向?yàn)檎囓囬T(mén)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。劉晶（1984—），男，研究方向?yàn)檎囓囬T(mén)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。