馮怡晨++呂慧

摘 要：某MPV車(chē)型后背門(mén)操作力大。文章通過(guò)對(duì)氣撐桿的布置原理進(jìn)行分析，并提出了改進(jìn)建議，對(duì)后背門(mén)操作力設(shè)計(jì)有較好的指導(dǎo)建議。

關(guān)鍵詞：MPV；后背門(mén)；操作力；氣撐桿

中圖分類(lèi)號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）29-0001-04

Abstract： In this paper，the arrangement principle of the gas stay is analyzed，and some suggestions for improvement are put forward.

Keywords： MPV；Tailgate；Operating force；Gas stay

前言

后背門(mén)位于汽車(chē)尾部，與車(chē)身、尾燈、后保險(xiǎn)杠等附件構(gòu)成汽車(chē)后部的造型風(fēng)格。MPV車(chē)型后背門(mén)的功能除供乘員拿取物品以外，還供乘員從后部進(jìn)出入車(chē)內(nèi)，屬于汽車(chē)的一個(gè)重要功能部件，且使用較頻繁，其操作力大小決定了客戶(hù)使用后背門(mén)的舒適性，而舒適性作為汽車(chē)主要性能項(xiàng)目之一，很大程度上影響著客戶(hù)對(duì)汽車(chē)使用的體驗(yàn)和評(píng)價(jià)，因此后背門(mén)操作力的設(shè)計(jì)對(duì)提升汽車(chē)品牌力尤為重要。

以某MPV車(chē)型后背門(mén)操作力大為例，對(duì)比實(shí)車(chē)與設(shè)計(jì)狀態(tài)偏差，總結(jié)影響最終實(shí)車(chē)操作力的主要因素，同時(shí)根據(jù)氣撐桿布置原理，研究了布置參數(shù)對(duì)操作力設(shè)計(jì)的制約，為從造型階段開(kāi)始的正向設(shè)計(jì)過(guò)程提供了參考方向。

1 問(wèn)題概述

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

某MPV車(chē)型研發(fā)試制階段出現(xiàn)后背門(mén)操作力大的問(wèn)題，主要體現(xiàn)兩個(gè)方面，第一、關(guān)閉困難，關(guān)閉力大，第二、開(kāi)啟操作不舒適，同時(shí)較難開(kāi)啟。根據(jù)反饋的問(wèn)題對(duì)實(shí)車(chē)進(jìn)行力值測(cè)量與收集，測(cè)試工具為溫度計(jì)、200N測(cè)力計(jì)。測(cè)試結(jié)果如圖1所示，在環(huán)境溫度7℃下，平均力值開(kāi)啟力117N，關(guān)閉力110N。

1.2 目標(biāo)設(shè)定

對(duì)同級(jí)別的MPV車(chē)型（大尺寸后背門(mén)）操作力進(jìn)行調(diào)研，目標(biāo)值定義為：關(guān)閉力<80N，開(kāi)啟力<60N。

2 原因分析及排查

2.1 對(duì)比分析

將同一環(huán)境溫度下的實(shí)車(chē)測(cè)量操作力與設(shè)計(jì)狀態(tài)、同時(shí)與標(biāo)桿狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，如圖2所示：

（1）設(shè)計(jì)對(duì)比：關(guān)閉力實(shí)物狀態(tài)>設(shè)計(jì)值，反映零部件狀態(tài)及后背門(mén)系統(tǒng)匹配存在問(wèn)題。

（2）標(biāo)桿對(duì)比：開(kāi)啟關(guān)閉操作力均比標(biāo)桿車(chē)大，氣撐桿布置不合理。

根據(jù)以上兩個(gè)對(duì)比，按照FTA分析法梳理展開(kāi)初步的影響因子，并確認(rèn)要因，故障樹(shù)見(jiàn)圖3。

2.2 要因分析

2.2.1 后背門(mén)關(guān)閉力實(shí)物與設(shè)計(jì)不符要因確認(rèn)

首先排除氣撐桿零部件質(zhì)量問(wèn)題，此處不詳細(xì)描述。

針對(duì)后背門(mén)系統(tǒng)的實(shí)物匹配問(wèn)題展開(kāi)確認(rèn)，實(shí)物排查發(fā)現(xiàn)后背門(mén)系統(tǒng)的重量與設(shè)計(jì)預(yù)估不一致，偏差2.1kg，重力G增大，同時(shí)用懸掛法（圖4所示）測(cè)量發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)重心與設(shè)計(jì)預(yù)估同樣存在偏差，預(yù)估重心坐標(biāo)為（3963.7，0，1011.2），懸掛法測(cè)量的實(shí)物重心坐標(biāo)為（3928.01，-0.285，1043.1）。

根據(jù)力矩平衡原理，如圖5所示，重力臂L減小，重力矩=GL，實(shí)物比設(shè)計(jì)狀態(tài)小，重力矩+關(guān)閉力矩=氣撐桿力矩，重力矩減小，氣撐桿力矩不變，需要更大的關(guān)閉力矩，因此關(guān)閉后背門(mén)時(shí)所需的力值相應(yīng)增大，此為實(shí)物關(guān)閉力>設(shè)計(jì)值的要因。

2.2.2 后背門(mén)開(kāi)關(guān)力設(shè)計(jì)不合理要因確認(rèn)

（1）系統(tǒng)重量制約

對(duì)比后背門(mén)尺寸，發(fā)現(xiàn)較其他車(chē)型大，為保證此大后背門(mén)的使用剛度和強(qiáng)度，鈑金的面密度較其他車(chē)型大，如表1所示，同時(shí)造型的特點(diǎn)匹配了較多的外飾附件，如尾燈、尾翼等，因此系統(tǒng)的整體重量較重，力矩平衡計(jì)算中重力力矩大，導(dǎo)致匹配的氣撐桿力值較大，關(guān)閉力大。

（2）造型制約

調(diào)研大尺寸后背門(mén)的造型特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)啟把手位置一般車(chē)型均在1000mm以下，如表2所示，在700mm～900mm左右居多，而該MPV車(chē)型開(kāi)啟把手空載位置為1102mm，遠(yuǎn)高于其他車(chē)型，如圖6所示，根據(jù)力矩平衡原理，如圖7所示，重力矩+氣撐桿力矩=開(kāi)啟力矩，離地高度大，開(kāi)啟力臂L開(kāi)小，開(kāi)啟力大。

（3）低溫性能設(shè)計(jì)過(guò)剩

設(shè)計(jì)要求為：-30℃環(huán)境條件下，最大開(kāi)啟位置的關(guān)閉力>20N。該MPV車(chē)型設(shè)計(jì)時(shí)氣撐桿廠(chǎng)家考慮部件的特性增加了一定安全系數(shù)，設(shè)計(jì)為25.9N，根據(jù)此要求定義氣撐桿力值F1=860N。實(shí)車(chē)進(jìn)入低溫環(huán)境試驗(yàn)艙進(jìn)行驗(yàn)證，-30℃環(huán)境條件下，820N的氣撐桿就能保證后背門(mén)撐起最大開(kāi)啟位置不脫落。

3 對(duì)策制定及實(shí)施

3.1 調(diào)整氣撐桿布置點(diǎn)

根據(jù)實(shí)測(cè)重量及重心，重新匹配氣撐桿車(chē)門(mén)側(cè)的安裝點(diǎn)，調(diào)整車(chē)門(mén)側(cè)安裝點(diǎn)坐標(biāo)由（3778.4，736.02，1419.34）改為（3784，736.02，1422.3），如圖9所示，重新輸出氣撐桿F1=840N，整改后開(kāi)啟力減小35N，關(guān)閉減小16.8N，如圖10所示。

3.2 低溫性能驗(yàn)證

對(duì)重新布置后的氣撐桿進(jìn)行低溫性能驗(yàn)證，調(diào)整氣撐桿F1值的最小值。

根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，調(diào)整氣撐桿F1=820N，整改效果為開(kāi)啟力略有增大，關(guān)閉力減小14N，如圖11所示。

3.3 增加開(kāi)啟把手

確認(rèn)了保證撐起該MPV車(chē)型后背門(mén)的最小力值后，在此力值下，后背門(mén)下部新增一個(gè)開(kāi)啟把手，減少開(kāi)啟力，開(kāi)啟把手離地高度為705mm，如圖12所示，整改結(jié)果為開(kāi)啟力減小25.7N。

4 結(jié)束語(yǔ)

后背門(mén)最終整改結(jié)果為開(kāi)啟力59.8N，關(guān)閉力79.2N，如表4所示，達(dá)到最初定義的目標(biāo)值。本文通過(guò)對(duì)后背門(mén)操作力大的分析探究，總結(jié)了氣撐桿布置階段影響操作力輸出的幾大要素，同時(shí)利用實(shí)車(chē)階段的測(cè)量方法和驗(yàn)證手段，為操作力修正及整改提供了準(zhǔn)確的方向，對(duì)后續(xù)其他車(chē)型后背門(mén)操作力設(shè)計(jì)有較好的指導(dǎo)建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]周利民，班正逸，劉少峰.后背門(mén)氣彈簧設(shè)計(jì)探析[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2013（11）.

[2]王家利，樂(lè)玉漢，李輝.后背門(mén)氣彈簧布置與撐力計(jì)算[J].汽車(chē)工程師，2010（7）.

[3]王浩.空氣彈簧懸架在承重橋上的布置形式及其性能分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（31）：95.endprint