樊友嗣 李小棟

（神龍汽車(chē)有限公司，湖北 武漢430056）

1 概述

隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)座艙系統(tǒng)的感知質(zhì)量以及智能化提出了更高的要求。因此，汽車(chē)制造商在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，花費(fèi)了更多時(shí)間和精力去滿足乘客舒適性、美觀性等方面的要求。汽車(chē)座艙系統(tǒng)裝飾件主要包括儀表板總成、門(mén)護(hù)板總成等。在此介紹的是門(mén)護(hù)板總成的設(shè)計(jì)與工藝。

2 門(mén)護(hù)板總成的法規(guī)要求

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是將產(chǎn)品的概念轉(zhuǎn)化成實(shí)際產(chǎn)品的過(guò)程，產(chǎn)品的概念應(yīng)滿足顧客要求，否則產(chǎn)品將沒(méi)有市場(chǎng)。同時(shí)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)概念應(yīng)該符合法律法規(guī)的要求，否則產(chǎn)品必將被封殺。因此，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮整個(gè)產(chǎn)品生命周期中所涉及的法律法規(guī)。

表1

3 門(mén)護(hù)板的功能要求

門(mén)護(hù)板總成的主要功能是對(duì)車(chē)門(mén)鈑金進(jìn)行裝飾，與門(mén)護(hù)板以及座椅裝飾風(fēng)格進(jìn)行協(xié)調(diào)一致，增加座艙系統(tǒng)的內(nèi)部?jī)?chǔ)物空間。同時(shí)，在車(chē)輛發(fā)生側(cè)碰時(shí)，能起到一定的碰撞吸能作用，以減少座艙成員被傷害的可能。門(mén)護(hù)板總成通常有門(mén)護(hù)板上體、門(mén)護(hù)板中體、門(mén)護(hù)板下體等零部件組成。具體產(chǎn)品構(gòu)成如圖1 所示。

圖1

3.1 門(mén)護(hù)板吸能器覆蓋區(qū)域的說(shuō)明

為確保整車(chē)側(cè)碰性能滿足要求，門(mén)護(hù)板總成設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足以下關(guān)鍵設(shè)計(jì)尺寸控制要求。門(mén)護(hù)板設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)應(yīng)該遵守ECE95，CNCAP 和CE96/27 法規(guī)要求。門(mén)護(hù)板在整車(chē)試驗(yàn)前后，門(mén)護(hù)板總成及其子零部件不應(yīng)該脫接，產(chǎn)品飛濺物的總克重不能超過(guò)2g。

在側(cè)面侵入性試驗(yàn)完成后，在ECE21 方向上座艙內(nèi)表面不能有尖銳突出的尖角，側(cè)部胸部安全氣囊區(qū)域門(mén)護(hù)板和門(mén)里鈑金之間的連接應(yīng)該結(jié)實(shí)，門(mén)護(hù)板總成卡接結(jié)構(gòu)不能有斷裂，門(mén)護(hù)板總成在試驗(yàn)中不能影響胸部安全氣囊的爆破功能要求。

圖2

表2

3.2 門(mén)護(hù)板的剛性要求

門(mén)護(hù)板總成固定在模擬不可變形的門(mén)內(nèi)鈑金的剛性支架上，整個(gè)雜物盒支撐在剛性面板上，用剛性碰撞物模擬假人的骨盆或腹部來(lái)橫向碰撞門(mén)護(hù)板。試驗(yàn)結(jié)束后，門(mén)護(hù)板總成應(yīng)該無(wú)任何斷裂，骨盆、腹部和胸部應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的目標(biāo)區(qū)域設(shè)計(jì)要求。

3.3 門(mén)護(hù)板總體模態(tài)的檢測(cè)要求

將門(mén)護(hù)板總成固定在支架上，支架本身的模態(tài)應(yīng)該大于100Hz。通過(guò)激振器檢測(cè)零件本身的模態(tài)。試驗(yàn)結(jié)束后，門(mén)護(hù)板總成的模態(tài)值應(yīng)該小于40Hz。

3.4 門(mén)護(hù)板總成異常力

門(mén)護(hù)板總成安裝在剛性支架上，以150mm*30mm 的剛性平面壓在門(mén)護(hù)板總成中心區(qū)域，Z 向施加50DaN 壓力，速度為100+/-10mm/min。常溫狀態(tài)下要求Z 方向動(dòng)態(tài)變形≤10mm；Y方向動(dòng)態(tài)變形≤4mm，試驗(yàn)結(jié)束后Z 方向殘余變形≤2mm；Y 向殘余變形≤1mm 外觀上無(wú)斷裂或開(kāi)始斷裂的趨勢(shì)。高溫狀態(tài)下要求試驗(yàn)結(jié)束后Z 方向殘余變形≤2mm；Y 向殘余變形≤1mm外觀上無(wú)斷裂或開(kāi)始斷裂的趨勢(shì)。

3.5 門(mén)護(hù)板總成耐久性

門(mén)護(hù)板總成固定在模擬整車(chē)環(huán)境的剛性支架上，在150mm*30mm 的面積上施加10daN 額外力，持續(xù)10 秒鐘，頻率為3 循環(huán)/分鐘。要求在常溫中進(jìn)行5000 個(gè)循環(huán)，60 度高溫進(jìn)行500 個(gè)循環(huán)，-30 度低溫進(jìn)行500 個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后要求殘余變形小于2mm，零件無(wú)斷裂、變形、損壞，同時(shí)不能出現(xiàn)間隙或者噪音問(wèn)題。

3.6 門(mén)護(hù)板總成耐沖擊性

門(mén)護(hù)板完成4AF 循環(huán)試驗(yàn)后，再將零件安裝在整車(chē)環(huán)境中，把門(mén)護(hù)板總成安裝在沖擊試驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行相關(guān)耐久性試驗(yàn)。在連續(xù)完成50000 次循環(huán)后，門(mén)護(hù)板不允許出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂、損壞、移位等質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)前后門(mén)總成還需要進(jìn)行過(guò)載沖擊試驗(yàn)，10 個(gè)閉合循環(huán)，開(kāi)關(guān)門(mén)速度為2.5m/s 后，門(mén)護(hù)板總成可以通暢開(kāi)啟和關(guān)閉。

4 門(mén)護(hù)板總成的內(nèi)外部接口管理

4.1 與儀表板總成配合關(guān)系

汽車(chē)的內(nèi)飾門(mén)板總成與儀表板總成之間應(yīng)該保證間隙的均勻性，提高座艙系統(tǒng)的感知質(zhì)量和風(fēng)格。同時(shí)，門(mén)護(hù)板總成屬于運(yùn)動(dòng)部件，因此門(mén)護(hù)板總成周邊間隙應(yīng)該綜合考慮車(chē)門(mén)關(guān)閉狀態(tài)和車(chē)門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中不能同周?chē)h(huán)境件干涉。通常情況，門(mén)護(hù)板總成應(yīng)該比儀表板總成外表面低近約2mm，儀表板總成和門(mén)護(hù)板總成之間間隙應(yīng)該控制在6+/-4mm，如圖3 所示。

圖3

4.2 與門(mén)內(nèi)鈑金的配合關(guān)系

門(mén)護(hù)板總成和門(mén)內(nèi)鈑金周邊配合區(qū)域，為保證良好的感知質(zhì)量，避免周邊鈑金外漏，一般將門(mén)護(hù)板總成周邊做一個(gè)小沉臺(tái)的翻邊，用于遮擋周邊的間隙。同時(shí)，為確保門(mén)護(hù)板總成的固定可靠性，門(mén)護(hù)板總成周邊卡扣之間間隙應(yīng)該小于250mm。

4.3 與內(nèi)開(kāi)啟手柄的布置安裝

內(nèi)開(kāi)啟手柄布置應(yīng)該方便操作，對(duì)照座艙假人H 點(diǎn)應(yīng)該布置在X 方向上介于350mm 到550mm 之間的區(qū)域。同時(shí)，需要考慮到一些產(chǎn)品安裝運(yùn)動(dòng)方面的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)開(kāi)啟手柄和上體高度的距離應(yīng)該大于100mm，在X 和Z 方向上下可以浮動(dòng)，通過(guò)基板或者裝飾條進(jìn)行定位。為保證內(nèi)開(kāi)啟手柄的操作空間，手柄長(zhǎng)度應(yīng)該大于50mm。

4.4 與玻璃升降器的布置安裝

玻璃升降器開(kāi)關(guān)布置應(yīng)該滿足人機(jī)工程學(xué)要求，避免和人體肘部接觸，最佳布置位置應(yīng)該放在座艙假人H 點(diǎn)在X 方向的340mm 到500mm 之間的區(qū)域。

4.5 與扶手以及拉手盒的布置安裝

扶手的布置要求高度及前后位置合適，使駕駛員或乘客手臂得到放松。為使駕駛員或乘客手臂舒適，扶手的總寬度需要大于60mm，平面區(qū)域大于40mm。扶手的傾斜角度應(yīng)該小于6度。

4.6 與地圖袋的布置安裝

地圖袋的布置通常會(huì)受到造型的影響，但是雜物盒的體積設(shè)計(jì)過(guò)程中需要評(píng)估儲(chǔ)物的便利性。通常需要保證至少可以正常放入一個(gè)礦泉水瓶的空間。

4.7 與座椅總成的配合關(guān)系

汽車(chē)內(nèi)飾門(mén)板總成應(yīng)在座椅的整個(gè)行程中保持足夠的間隙，當(dāng)作一側(cè)面布置有作一調(diào)節(jié)按鈕時(shí)，應(yīng)留有足夠的人手操作空間用來(lái)操作旋鈕調(diào)節(jié)座椅；同時(shí)，門(mén)飾板總成的扶手、座椅以及副儀表板的扶手，其高度和傾斜度應(yīng)滿足人機(jī)要求。

5 門(mén)護(hù)板總成的生產(chǎn)工藝

5.1 普通注塑工藝

注塑成型是把熔融態(tài)塑料注射到密閉的模腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)冷卻成型開(kāi)模后定出，而得到所需的塑料產(chǎn)品。

5.2 陽(yáng)模吸塑成型工藝

陽(yáng)模吸塑成型是將PVC 片材經(jīng)過(guò)加熱后，放入到真空成型模具中，通過(guò)真空吸復(fù)的方式來(lái)成型表皮零件。

5.3 陰模吸塑成型工藝

陰模吸塑成型是將不帶皮紋的片材放置在陰模成型腔內(nèi)，通過(guò)真空吸附片材的方式與模具型腔進(jìn)行接觸成型，通過(guò)模具型腔的內(nèi)表面去實(shí)現(xiàn)PVC 表面皮紋的效果。

5.4 搪塑成型工藝

將PVC 粉末倒入開(kāi)口的中空模具內(nèi)，達(dá)到規(guī)定的容量后，模具與粉末盒聯(lián)接并充分旋轉(zhuǎn)，通過(guò)不斷的模具旋轉(zhuǎn)和加熱，使原料在模具型腔內(nèi)變成凝膠，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間和溫度的保壓，形成所需的產(chǎn)品。

5.5 聚氨酯（PU 噴涂）

聚氨酯（PU）噴涂工藝是將含有固化劑的樹(shù)脂和含有引發(fā)劑的樹(shù)脂在機(jī)器人的自動(dòng)控制下按一定的比例從槍頭均勻噴涂到模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的塑化后，在產(chǎn)品的外表面產(chǎn)品一層多孔性彈性體的PU 表皮。

6 結(jié)論

隨著未來(lái)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)不斷的發(fā)展，座艙系統(tǒng)智能化必將是未來(lái)新的發(fā)展趨勢(shì)。所以對(duì)于汽車(chē)門(mén)護(hù)板的設(shè)計(jì)，不僅僅需要滿足產(chǎn)品外觀和使用功能的要求，要更加注重產(chǎn)品的輕量化和新工藝以及新技術(shù)的應(yīng)用。