朱建秋 沈頌陽

（上?；舾黄囨i具有限公司，上海200444）

1 前言

對于目前中國汽車市場而言，最為時新外飾件莫過于旋轉(zhuǎn)式、隱藏式車門把手，具有外形新穎、開門方式創(chuàng)新、汽車行駛過程中降低油耗等諸多特性。但在4S 店實際使用和走訪中也聽到該類把手斷裂、折斷等諸多失效問題，以及因該類問題導(dǎo)致鈑金的塑性變形[1]，進而引發(fā)客戶對該類把手投訴和抱怨。

以K 型隱藏式外開門把手為載體，對相關(guān)主要受力件材料選用及相關(guān)應(yīng)用性能進行分析，并通過DV 試驗對總成零件進行測試研究。

2 K型隱藏式把手機械部分設(shè)計原理

K型隱藏式車門把手機械開啟結(jié)構(gòu)主要是包括3 大零件：卷簧、鋅合金配重機構(gòu)、手柄本體。其手動開門順序為，先按下外表面把手尾端，通過把手柄轉(zhuǎn)軸，使得手握柄區(qū)域打開一定開啟角度，手伸入該區(qū)域以達到打開車門功能。隱藏式門把手復(fù)位是通過鋅合金配重機構(gòu)內(nèi)卷簧變形恢復(fù)，從而帶動鋅合金配重機構(gòu)繞軸回轉(zhuǎn)，繼而使把手復(fù)位。

3 K型隱藏式把手主要受力件材料特性情況

K 型隱藏式把手受力件主要有3 個，一是把手基座，二是把手下殼體，三是拉線搖桿。在實際選擇材料時，考慮到受力件、材料的可實用性等諸多條件，因而選用PBT-GF30（聚對苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纖）、PA6-GF50(尼龍6+50%玻纖）和(PA66+PA6I/6T)-GF60（尼龍66+尼龍6I/6T+60%玻纖）作為材料首選項，進行材料測試。

3.1 隱藏式把手基座材料應(yīng)用

把手基座選用材料為PBT-GF30（聚對苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纖）。經(jīng)檢驗部門出具PBT D221GF30 BLACK（聚對苯二甲酸丁二醇酯+30%玻纖+黑色）樣件報告，如表1 所示。

該材料彎曲強度達到了186 MPa，其耐熱性佳，熱變形溫度可達208 ℃以上，具有良好表面性能，成型性優(yōu)良，熱穩(wěn)定性好，簡支梁缺口沖擊強度性能較好，適用于受力件沖擊工況。

3.2 隱藏式把手本體材料應(yīng)用

隱藏式把手本體，選用材料為PA6-GF50（尼龍6+50%玻纖）。經(jīng)檢測認證，其結(jié)果如表2所示。

表1 PBT D221GF30 BLACK樣件實驗分析

表2 PA6-GF50(尼龍6+50%玻纖）樣件實驗分

對于該材料，其在高溫下保持有較高彎曲強度，其結(jié)果為335 MPa；簡支梁缺口沖擊強度性能良好，適用于受沖擊力件場合。良好的抗化學性，注塑成型表面品質(zhì)良好，容易加工且成本低。

3.3 隱藏式把手拉線搖桿材料應(yīng)用

隱藏式把手拉線搖桿，選用材料為(PA66+PA6I/6T)-GF60（尼龍66+尼龍6I/6T+60%玻纖），樣件名為Grivory GV-6H black 9915（玻璃纖維增強之熱塑性塑膠，黑色），樣件顏色為Schwarz/Black（黑色/黑色），樣件提供商為EMS-Chemie(Deutsch?land)，性能如表3 所示。

該材料具有較高抗拉伸能力，可以達到258 MPa，其熱變形溫度較高，在普通的高溫實驗中尺寸穩(wěn)定性高。

表3 (PA66+PA6I/6T)-GF60（尼龍66+尼龍6I/6T+60%玻纖）樣件實驗分析

4 DV試驗研究情況

K 型隱藏式把手數(shù)據(jù)設(shè)計通過評審后，需進行模具制造、零件裝配和DV 試驗。

DV 試驗主要是軟模階段對隱藏式把手總成進行相關(guān)測試，本次主要介紹其中7 項把手強度性能測試。包含300 N 各向施力強度試驗、1 000 N 外拉極限強度、開啟角度解鎖行程、55 000 次機械電子運動試驗、噴淋破冰能力試驗、落球撞擊試驗和總成零件防松試驗等。這7 項試驗是檢驗隱藏式把手機械的性能關(guān)鍵。

4.1 開啟角度及解鎖行程

隱藏式把手總成安裝在門板工裝上，通過接通電源將把手工作至預(yù)開啟位置。使用角度表針規(guī)對把手外表面進行開啟角度測量。圖紙要求，把手預(yù)開啟角度為（20±1）°，檢驗把手開啟角度，主要是保證前后把手在整車裝配后角度一致性，是外觀設(shè)計要求。如圖1 所示。

搖臂解鎖行程是指搖臂在把手預(yù)開啟時搖臂中心至拉線固定點之間的距離與把手最大開啟時搖臂中心至拉線固定點之間的距離的差值，需要滿足（17.2±0.2）mm，保證在13 mm 處解鎖后仍有3～4 mm的打開余量，保證把手能夠順利打開車門。

圖1 開啟角度

4.2 300 N各向施力強度試驗

當隱藏式把手打開至預(yù)開啟位置時，將施力點加在距離把手轉(zhuǎn)軸120 mm 處，分別施加F1、F2、F3各300 N 的力，檢驗把手強度，如圖2、圖3 所示。試驗要求把手功能正常，把手無裂紋。

試驗中分別準備3 件總成件，分別使用電開啟達到預(yù)開啟位置，放入臺架測試，結(jié)果滿足要求。

圖2 把手試驗施力點（1）

圖3 把手試驗施力點（2）

4.3 1 000 N外拉極限強度

模擬實車裝配把手總成,拉手運行至最大開啟位置時，在外拉手上距離轉(zhuǎn)軸120 mm 的位置施加作用力F 到1 000 N 時保持5 s[2]。試驗要求零件沒有斷裂，且能正常開閉把手,如圖4 所示。

圖4 把手最大開啟強度試驗施力點

該實驗是模擬人或物在把手上施加近似100 kg力時的把手狀態(tài)，要求把手不能有功能性失效。

4.4 55 000次機械電子運動試驗

模擬實車裝配外把手總成，在拉索連接點沿著拉索拉伸方向施加45 N 的常量負載，操作力為（50±5）N，頻率為1 200～1 500 Hz，按照如下測試環(huán)境及先后順序進行耐久測試：常溫情況循環(huán)15 000次；高溫循環(huán)7 500 次；常溫循環(huán)10 000 次；低溫循環(huán)7 500 次；常溫循環(huán)15 000 次。

單次把手耐久循環(huán)過程定義如下：

a.接觸開門傳感器，執(zhí)行器啟動，把手彈出到預(yù)開啟位置；

b.運行把手到最大位置，再施加45 N拉線配重；

c.執(zhí)行器反轉(zhuǎn)；

d.把手自由回位到初始位置。

測試要求實驗后拉手無損壞，基本功能仍能滿足且不可有類似吱嘎噪音。

該實驗項目模擬汽車在使用10 年后，在各種環(huán)境條件下開關(guān)把手開關(guān)的總次數(shù)。

4.5 噴淋破冰能力試驗

模擬實車裝配把手總成，把手處于關(guān)閉位置，環(huán)境溫度為4 ℃，以6 L/min 的速度，噴淋1.5 min后，作動把手2 個循環(huán)，再噴淋1.5 min，環(huán)境溫度降到-15 ℃并靜置2.5 h后進行破冰測試試驗。該試驗主要檢測把手破冰力，在試驗中電機依然能將把手運行至預(yù)開啟位置，檢測把手操作力，如圖5所示。

圖5 把手總成噴淋效果

該試驗主要模擬在北方地區(qū)，環(huán)境溫度較低且下雨的情況下，車身結(jié)起一定的薄冰，厚度為1～3 mm，把手需具備破冰且達到預(yù)開啟位置的能力。

在實際檢測中，還增加在-30 ℃的情況下，每隔20 min，在把手表面噴20 mL 水霧，總計3 次。把手表面結(jié)冰厚度約為1 cm，取出后通電執(zhí)行把手預(yù)開啟功能，結(jié)果達到預(yù)期。

4.6 落球撞擊試驗

如圖6 中所示，在常溫情況下，將外開把手手柄總成模擬實車狀態(tài)固定后，用質(zhì)量為3.5 kg 的鋼球從距外手柄1.5 m 的高度自由落下，正面撞擊在外開手柄上，在沖擊1 次后對外開手柄進行檢查。要求總成不得有功能失效。

圖6 落球試驗效果

該試驗主要是模擬異物撞擊時把手的抗沖擊能力以及整體的力學性能。

4.7 總成零件防松試驗

外開手柄總成模擬實車狀態(tài)固定后，在室溫條件下對其進行振動測試，在上下及左右方向上各做2 h。振動條件：掃頻范圍為20～50 Hz；振幅為±2 mm，加速度為35 m/s2。要求總成各零件不得有影響功能失效或破壞。

該試驗意在模擬把手在實車安裝后，在顛簸行駛中對把手3 個鎖緊螺栓的鎖緊扭矩的監(jiān)控，以及對把手中相應(yīng)的電子電器元件的抗震性能的檢測。

4.8 DV試驗小結(jié)

上述7 項試驗中每1 項都經(jīng)過3 件以上各方向把手總成測試，測試均合格。

5 結(jié)束語

經(jīng)過DV 試驗中一系列機械結(jié)構(gòu)試驗，證實該材料結(jié)構(gòu)方案可以消除把手折斷和斷裂問題。隨著汽車設(shè)計水平與生產(chǎn)工藝的不斷提升，汽車的門把手也在不斷改進，隱藏式把手也將會逐漸成為汽車把手中的主流。