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        某款輕客頂棚設(shè)計(jì)分析

        2021-11-05 21:08唐振雄
        汽車與駕駛維修(維修版) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:校核頂棚鈑金

        中圖分類號(hào):U463.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        0引言

        近年來,隨著人們對(duì)輕客產(chǎn)品的內(nèi)飾要求越來越高,如何制造出更美觀、舒適和低成本的輕客頂棚,成為我們當(dāng)今面臨的課題。目前輕客頂棚多采用成型頂棚工藝,相對(duì)于粘貼式和吊裝式,成型頂棚一方面可以使車內(nèi)空間最大化,同時(shí)滿足設(shè)計(jì)造型定義,實(shí)現(xiàn)與周邊件搭接的結(jié)構(gòu)特征。同時(shí),對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的頂棚,采用蜂窩板基材復(fù)合面料工藝,縮減頂棚開發(fā)周期及成本。本文通過某款輕客頂棚,介紹頂棚的設(shè)計(jì)開發(fā)過程。

        1頂棚的設(shè)計(jì)要求

        頂棚作為內(nèi)飾系統(tǒng)的大型裝飾覆蓋件,周邊配合件多,且作為乘客可直接觸及的內(nèi)飾件,需要在設(shè)計(jì)階段對(duì)周邊件邊界及人機(jī)舒適性進(jìn)行確認(rèn)。同時(shí)作為安全關(guān)鍵件和外觀件,需要滿足內(nèi)飾材料的燃燒特性要求和耐用性等要求。

        該款輕客頂棚相關(guān)設(shè)計(jì)要求如下。

        (1)需保證與車身鈑金、立柱護(hù)板、前后頂燈和遮陽板的配合。

        (2)頂棚處于乘員的頭上區(qū)域,需要對(duì)頭部空間進(jìn)行人機(jī)校核。

        (3)頂棚需要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB8410-2006的燃燒特性要求,同時(shí)需要滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的耐熱老化、耐濕熱、耐水污染、耐光色牢度和氣味性等相關(guān)要求。

        2頂棚的設(shè)計(jì)分析

        2.1頂棚分塊確定

        因輕客車型車身尺寸較乘用車會(huì)大很多,受壓制模具和壓力機(jī)限制,車內(nèi)頂棚無法采用整塊一體壓制成型。通常需要根據(jù)車內(nèi)尺寸,分成兩段、三段甚至多段分體設(shè)計(jì),再通過頂棚的搭接特征或者壓條進(jìn)行銜接。

        該款輕客車型的車內(nèi)頂蓋尺寸3500mm×1300mm,頂棚需要分成前、中、后共三段(圖1)。前段頂棚需要搭接A柱護(hù)板、B柱護(hù)板、遮陽板、頂燈和扶手,中段頂棚和后端頂棚兩側(cè)搭接車身鈑金,三段頂棚通過頂棚壓條進(jìn)行銜接。

        2.2頂棚制造工藝選擇

        前段頂棚采用模壓成型,將GMT復(fù)合基材烘烤后放入壓制模具內(nèi),與面料層一起壓制成型,再通過水切割設(shè)備進(jìn)行切邊開孔。壓制模具有樹脂模和金屬模,樹脂模模具成本低,可用于頂棚試制及小批量生產(chǎn),后續(xù)需要定期保養(yǎng)維護(hù);金屬模模具成本高,一般在樹脂模樣件批量裝車無問題后再行開發(fā)。目前輕客車型因整體銷量不大,壓制模具多采用樹脂模,以降低開發(fā)成本和周期。中段和后段頂棚為平面造型,只需要開發(fā)刀模進(jìn)行裁切生產(chǎn)。

        2.3頂棚材料選擇

        成型頂棚由面料層和基材層組成。目前輕客頂棚面料層大多采用無紡布或PVC革材質(zhì),部分車型采用針織面料以提高整車內(nèi)飾檔次?;膶佑蠫MT玻纖、PU板和亞麻纖維復(fù)合板等。通過綜合考慮成本和制造工藝,該款輕客的頂棚前段采用無紡布和GMT材質(zhì);中段和后段頂棚因結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,不需要用壓制模具進(jìn)行成型,采用板材裁切工藝,材料選擇PP蜂窩板和無紡布板材。

        2.4頂棚固定方式選擇

        目前輕客頂棚多采用卡扣或自攻釘加上裝飾蓋進(jìn)行固定。部分高端車型采用暗扣,可保證頂棚外觀面整潔,無卡扣頭部外漏問題,但需要在頂棚背面粘貼卡扣安裝支架。這對(duì)頂棚整體的精度要求更高,成本也更高。由于該款輕客頂棚主要用于客運(yùn)及貨運(yùn)用途,考慮成本因素,采用卡扣固定??圻x型需要保證卡扣裝配后能卡緊頂棚與車身鈑金,卡扣葉片需要漏出鈑金孔3片以上。

        2.5頂棚人機(jī)校核

        該車型為輕客平頂車型,整車底盤高,座椅H點(diǎn)設(shè)置較高,采用95%的人體頭部包絡(luò)線對(duì)乘員的頭部空間進(jìn)行人機(jī)校核,以確保乘員有足夠的頭部空間,提升乘坐舒適性。推薦頭部空間尺寸經(jīng)驗(yàn)值:前座頭部間距>50.0mm,后座頭部間隙>30.0mm。

        2.6頂棚配合件斷面分析

        頂棚周邊配合件較多,設(shè)計(jì)初期需要對(duì)各個(gè)搭接配合位置進(jìn)行斷面分析,主要包括卡扣安裝配合、立柱護(hù)板配合、門洞密封條配合、室內(nèi)頂燈配合、遮陽板安裝點(diǎn)配合、擋風(fēng)玻璃配合與車身鈑金搭接配合等。這需要逐一做斷面進(jìn)行匹配關(guān)系校核,確保滿足設(shè)計(jì)要求。下面通過該款頂棚與立柱護(hù)板及遮陽板安裝點(diǎn)的斷面分析,闡釋頂棚與周邊件搭接匹配注意事項(xiàng)。

        2.6.1頂棚與立柱護(hù)板的配合

        頂棚與立柱護(hù)板的搭接匹配一直是頂棚開發(fā)過程中的難點(diǎn),開發(fā)過程中常發(fā)生頂棚與立柱搭接漏縫問題,需要對(duì)頂棚模具進(jìn)行2~3輪調(diào)整,因此在設(shè)計(jì)階段需要對(duì)兩者的配合進(jìn)行詳細(xì)校核。立柱護(hù)板上端要與頂棚要有10.0mm左右的重疊量,同時(shí)護(hù)板扣住頂棚的干涉量一般為0.8~1.2mm。在頂棚和護(hù)板的配合處,需要在頂棚上做出凹陷的臺(tái)階,臺(tái)階深度為立柱護(hù)板的厚度,以保證頂棚與立柱護(hù)板平滑過渡,視覺效果更為美觀(圖2)。

        2.6.2遮陽板安裝點(diǎn)處

        遮陽板安裝底座與頂棚通常需要設(shè)定1.0mm的干涉量,與頂棚開口通常留有5.0mm的壓合量。遮陽板后端與頂棚留有15.0mm的手指間隙,以保證翻折遮陽板的手部操作空間。頂棚前端與前風(fēng)擋玻璃的間隙應(yīng)當(dāng)設(shè)置為4.0mm左右,前風(fēng)擋玻璃黑邊須超出頂棚前端10.0mm。頂棚前端裁切位置應(yīng)高于駕駛員上視野線,以避免切邊外漏(圖3)。

        2.7頂棚主要性能試驗(yàn)

        頂棚作為安全關(guān)鍵件,需要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB8410-2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》和GB7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的阻燃要求,燃燒速度≤70.0mm/min。同時(shí),頂棚由于處于車身頂蓋位置,受環(huán)境溫度影響大,因此需要對(duì)飾材與基材間粘結(jié)性能、撓度、耐熱老化、低溫存放、耐濕熱、耐氣候交變、耐光色牢度、含水量變化率和耐低溫沖擊等性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證確認(rèn)。

        另外,頂棚作為車內(nèi)大型裸露的復(fù)合材質(zhì)裝飾件,需要評(píng)估乘員使用過程中撫摸、臟污等各種工況條件,因此需要進(jìn)行耐摩擦色牢度、耐水污染和抗微生物性能等試驗(yàn),以進(jìn)行驗(yàn)也需要對(duì)氣味性、甲醛含量、氣霧冷凝值和有機(jī)物散發(fā)性能等進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

        3總結(jié)

        頂棚作為車內(nèi)大型內(nèi)飾件,設(shè)計(jì)階段需要充分校核與周邊件的匹配關(guān)系,避免后期不必要的設(shè)計(jì)變更。同時(shí),需要了解清楚頂棚的法規(guī)要求,相關(guān)性能要求需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,以確保滿足車輛使用的各種工況。另外,因輕客車型的成本控制要求,通過合理選用成型工藝、原材料及裝配方式,以降低零部件成本,提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前該款頂棚已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

        作者簡(jiǎn)介:

        唐振雄,本科,工程師,研究方向?yàn)檩p客內(nèi)飾件開發(fā)。

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