秦昀

(安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽合肥 230601)

儀表板手套箱設(shè)計(jì)與驗(yàn)證研究

秦昀

(安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽合肥 230601)

儀表板手套箱是儀表板重要的功能件，它是儀表板上最大的封閉式儲(chǔ)物空間，方便駕乘人員貯存私人物品。該模塊設(shè)計(jì)偏向于功能件廠家對(duì)鎖體、鎖桿等手套箱開(kāi)閉功能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，對(duì)其整體布置設(shè)計(jì)和總成驗(yàn)證方法的研究相對(duì)較少。闡述儀表板手套箱設(shè)計(jì)和驗(yàn)證要求，為儀表板手套箱的整體布置設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供參考。

儀表板手套箱；設(shè)計(jì)要求；驗(yàn)證要求

0 引言

儀表板手套箱是儀表板重要的功能件，是儀表板上不可或缺的最大封閉式儲(chǔ)物空間，一般由內(nèi)蓋板、外蓋板、鎖止機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)、拉手等部件組成。其主要作用是：提供一定空間用于放置駕駛員及其他乘員的各種小物品，如書(shū)刊、手冊(cè)、電筒、飲料等。

手套箱一般安裝在儀表板副駕駛側(cè)下部，兼具儲(chǔ)物盒裝飾功能。作為汽車(chē)儀表板系統(tǒng)中的重要組成部分，它的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過(guò)程；因其功能部件的屬性，手套箱設(shè)計(jì)一直偏向于功能件廠家對(duì)鎖止機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)等具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，而主機(jī)廠對(duì)其整體布置的設(shè)計(jì)要求和總成驗(yàn)證方法的研究相對(duì)較少，也很難查詢(xún)到此方面的相關(guān)準(zhǔn)則。

作者從實(shí)際車(chē)型設(shè)計(jì)出發(fā)，基于深入實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，歸納了主機(jī)廠對(duì)儀表板手套箱設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的要點(diǎn)，從設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)證要求兩大方面闡述，為儀表板手套箱的整體布置設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供參考。

1 設(shè)計(jì)要求

一般情況下，手套箱布置于汽車(chē)儀表板副駕駛側(cè)中下部(圖1)，通過(guò)拉手或者按壓開(kāi)關(guān)等實(shí)現(xiàn)打開(kāi)，通過(guò)手動(dòng)推送到設(shè)計(jì)位置后鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。

手套箱的布置要求如下：

圖1 手套箱布局示意圖

1.1 關(guān)閉狀態(tài)

(1)儲(chǔ)物要求?？臻g能容納A4紙(圖2)，尺寸297 mm×210 mm，厚度45 mm以上；

圖2 手套箱儲(chǔ)物示意圖

(2)間隙要求。手套箱距離內(nèi)部各零部件間隙均在8 mm以上。

1.2 打開(kāi)狀態(tài)

(1)開(kāi)口尺寸要求。為方便取物，手套箱開(kāi)口尺寸大于110 mm(見(jiàn)圖3)；

圖3 手套箱開(kāi)啟角度示意圖

(2)為避免手套箱打開(kāi)狀態(tài)下與假人腿部相撞或入侵腿部空間造成乘坐人員不適，推薦外板與副駕駛假人膝部間隙保持在10 mm以上；

(3)為避免手套箱打開(kāi)狀態(tài)下與前門(mén)內(nèi)飾板干涉，確保兩件之間間隙大于10 mm；

(4)手套箱打開(kāi)狀態(tài)下，從駕乘舒適角度出發(fā)，要求乘員位置不能通過(guò)手套箱看到儀表板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖4)。

圖4 手套箱打開(kāi)狀態(tài)漏結(jié)構(gòu)案例

1.3 維修要求

因一般手套箱背部是空調(diào)布置區(qū)域，而空調(diào)濾芯是需要定期更換的，所以：

(1)手套箱后部留有空調(diào)維修孔，維修孔需在X向與Y向均與空調(diào)濾芯所在位置相互配合，方便濾芯更換(見(jiàn)圖5)。

圖5 手套箱換濾芯示意圖

(2)手套箱完全開(kāi)啟后，要求后部維修孔在乘員視野方向上不可見(jiàn)。

2 驗(yàn)證要求

通過(guò)對(duì)多款量產(chǎn)乘用車(chē)儀表板手套箱市場(chǎng)問(wèn)題的分析，作者總結(jié)出手套箱易出現(xiàn)的問(wèn)題主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)外觀在嚴(yán)寒和酷暑等狀態(tài)下出現(xiàn)異常變形、褪色等；(2)長(zhǎng)久使用后鎖體損壞、鎖止失效等；(3)配置阻尼器的手套箱開(kāi)啟時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不符合客戶(hù)操作習(xí)慣等；(4)不同路面行駛時(shí)手套箱部位有令人無(wú)法忍受的噪聲產(chǎn)生；(5)長(zhǎng)久使用后手套箱開(kāi)啟或關(guān)閉力過(guò)大或過(guò)小導(dǎo)致使用者操作舒適感降低；(6)拉手等部件直接脫落失效等。針對(duì)以上問(wèn)題，作者總結(jié)歸納了量產(chǎn)前手套箱的模擬試驗(yàn)方法和要求。

根據(jù)汽車(chē)驗(yàn)證的一般方法，驗(yàn)證要求可以分為兩部分進(jìn)行：第一部分為生產(chǎn)驗(yàn)證要求，分為冷存放和熱存放要求；第二部分為設(shè)計(jì)驗(yàn)證要求，分為手套箱耐久性驗(yàn)證、開(kāi)啟時(shí)間驗(yàn)證、振動(dòng)異響驗(yàn)證、開(kāi)啟力驗(yàn)證和濫用力驗(yàn)證的要求。具體如下：

2.1 生產(chǎn)驗(yàn)證方法及要求

2.1.1 熱存放

依安裝狀態(tài)進(jìn)行手套箱試驗(yàn)，將手套箱放于高溫試驗(yàn)箱中, 85 ℃下放置240 h后取出,和封存樣品進(jìn)行對(duì)比。

要求試驗(yàn)后樣件與供貨狀態(tài)相比不出現(xiàn)功能失效和肉眼可辨的變化如裂縫、變形、開(kāi)裂、變色、光澤度改變等。

2.1.2 冷存放

依安裝狀態(tài)進(jìn)行手套箱試驗(yàn)，將手套箱放置于低溫試驗(yàn)箱中, -40 ℃下放置24 h 后取出樣件,和封存樣品進(jìn)行對(duì)比。

要求試驗(yàn)后手套箱與供貨狀態(tài)相比不出現(xiàn)功能失效和肉眼可辨的變化如裂縫、變形、開(kāi)裂、變色、光澤度改變等。

2.2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證方法及要求

2.2.1 耐久性

將手套箱總成以符合實(shí)際工作情況的約束方式固定在模擬試驗(yàn)臺(tái)上，每次試驗(yàn)循環(huán)要求如下：手套箱打開(kāi)→手套箱關(guān)閉。分別在以下3種溫度環(huán)境下以6 次/min的頻次開(kāi)關(guān)手套箱：

常溫(23±2)℃，5 000次循環(huán)；

高溫(82±2)℃，2 500次循環(huán)；

低溫(-30±2)℃，2 500次循環(huán)。

手套箱總成10 000次工作循環(huán)后，不應(yīng)出現(xiàn)尖叫、咔嗒聲以及功能和部件上的損壞、脫離、功能失效等異?，F(xiàn)象。

2.2.2 開(kāi)啟時(shí)間

在室溫(23±2) ℃環(huán)境中，模擬乘客開(kāi)關(guān)手套箱動(dòng)作，用秒表記錄手套箱門(mén)打開(kāi)至最大位置時(shí)所用的時(shí)間。

針對(duì)帶阻尼的手套箱，手套箱開(kāi)啟時(shí)間為1～3 s。

2.2.3 振動(dòng)異響

將手套箱總成以符合實(shí)際工作情況的約束方式固定在振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，要求此振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)上下、左右、前后3個(gè)坐標(biāo)軸向的正弦振動(dòng)。按照表1對(duì)手套箱總成進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。

表1 振動(dòng)試驗(yàn)條件

手套箱總成上下振動(dòng)4 h、左右振動(dòng)2 h、前后振動(dòng)2 h后，不得出現(xiàn)破損、裂紋、變形以及功能和部件上的損壞，不得出現(xiàn)令人不舒服的噪聲，且裝配后對(duì)手套箱性能無(wú)影響。

2.2.4 操作力

在室溫(23±2)℃環(huán)境240 h以及冷熱存放試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱按照車(chē)身角度放置，模擬乘客開(kāi)關(guān)手套箱動(dòng)作，用手持式測(cè)力計(jì)記錄手套箱門(mén)打開(kāi)與關(guān)閉過(guò)程中出現(xiàn)的最大力。

開(kāi)啟力測(cè)量。將測(cè)力計(jì)的掛鉤勾住手套箱外拉手，力的作用方向保持為拉手開(kāi)啟方向一致(拉手表面法線(xiàn)方向)。

關(guān)閉力測(cè)量。將測(cè)力計(jì)的頂桿頂住離手套箱門(mén)上邊緣20 mm處的中心區(qū)域，力的作用方向保持為箱蓋法線(xiàn)方向(圖6)。

圖6 關(guān)閉力測(cè)量位置

至少測(cè)量記錄數(shù)值10次，要求手套箱開(kāi)啟力(15±5)N；關(guān)閉力(15±5)N。

2.2.5 濫用力驗(yàn)證

(1)手套箱濫用力

將手套箱處于開(kāi)啟狀態(tài)，按圖7所示離手套箱邊緣20 mm處，使用帶有直徑20 mm接觸面的測(cè)力計(jì)，垂向加載150 N的力，持續(xù)5 s(要求施加的力值在5 s內(nèi)從0到150 N,力值應(yīng)盡量均勻增加)。

圖7 濫用力測(cè)量位置

要求施加150 N的力后，持續(xù)5 s，手套箱沒(méi)有任何損壞。試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱仍然可以正常開(kāi)啟和關(guān)閉。

(2)開(kāi)啟拉手濫用力

用夾具把手套箱外蓋固定住，對(duì)開(kāi)啟拉手施加150 N,保持5 s不間斷(圖8)；要求力的作用點(diǎn)和方向與扣手開(kāi)啟力的作用點(diǎn)和方式一致，同樣要求在5 s內(nèi)力值從0到150 N,均勻增加。

圖8 拉手濫用力測(cè)量位置

試驗(yàn)結(jié)束后，要求手套箱拉手沒(méi)有任何損壞。試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱可以正常開(kāi)啟和關(guān)閉。

3 總結(jié)

手套箱作為汽車(chē)內(nèi)飾儀表板系統(tǒng)中重要的功能件，一直是汽車(chē)主機(jī)廠儀表板設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)研究的對(duì)象。文中提出的一些設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法都是以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。隨著消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)儀表板要求的不斷提高，這些設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法還會(huì)有不斷的提高和創(chuàng)新，但設(shè)計(jì)和驗(yàn)證原理是相通的，希望此文能給儀表板設(shè)計(jì)人員一點(diǎn)啟發(fā)和幫助。

[1]曹渡.汽車(chē)內(nèi)外飾設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]張志軍.汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)概論[M].北京：人民交通出版社，2008.

StudyonInstrumentPanelGloveBoxDesignandTest

QIN Yun

(Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

The glove box is an important function part of instrument panel. It’s the biggest enclosed storage space on instrument panel. It can help passengers store personal articles conveniently. This part relies on supplier’s design to realize the open and close function by lock body, lock lever and other parts.The lay out design and assembly test method are lacked. The design and test demands of the instrument panel glove box were introduced. It’s useful for instrument panel glove box lay out design and test.

Instrument panel glove box; Design demand; Test demand

2017-04-05

秦昀(1982—)，男，本科，助理工程師，主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)工作。E-mail：huo_changhong@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.08.014

U463.83+7

B

1674-1986(2017)08-059-03