伍明明 ，于 勤 ，趙 挺 ，廖程亮

（江西五十鈴汽車有限公司，江西 南昌 330010）

近年來(lái)，汽車已經(jīng)逐漸成為家庭必備品，購(gòu)車關(guān)注點(diǎn)也從外觀、價(jià)格，逐漸轉(zhuǎn)移到汽車油耗、整車NVH性能和汽車內(nèi)外飾造型設(shè)計(jì)等綜合性價(jià)比上。汽車地毯是內(nèi)飾件中主要影響整車NVH性能的零部件之一，地毯材料的選擇、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、周邊件的搭配均會(huì)影響整車的NVH性能。本研究介紹了汽車地毯的組成部分、常見(jiàn)分類、成型方法，以及地毯與周邊件的配合關(guān)系，地毯設(shè)計(jì)需滿足相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)[1-10]。

1 地毯概述

車用成型地毯一般由面料層、背涂層和填充層三部分組成。常見(jiàn)的地毯面料層主要有針刺地毯、簇絨地毯以及PVC地毯等。較常用的是針刺地毯，針刺地毯針刺層較薄，約為2 mm，主要是由PET纖維或PET和PP混紡纖維經(jīng)梳毛機(jī)將纖維梳成網(wǎng)狀，并用針刺機(jī)使纖維纏成非織造布，使用SBR膠定型后，再背覆PE膜或ES纖維氈而形成的地毯，克重一般在700 g/m2～1 500 g/m2，主要用于中低端車型。簇絨地毯主要是由PA纖維經(jīng)簇絨機(jī)以不同的步距往返穿刺到特定底布上，再涂定型膠，加重涂層EVA或EP-DM等工序而形成的地毯，工藝復(fù)雜，成本較高，但質(zhì)量較好，克重一般在 2 000 g/m2～4 000 g/m2。簇絨地毯的簇絨層厚度約為6 mm，底層有發(fā)泡，腳踩上去較松軟，整個(gè)地毯比較厚，與地板鈑金配合較好，主要用于中高端車型。背涂層主要起支撐面料、優(yōu)化地毯性能的作用，為了使地毯更好成型，一般會(huì)使用PE或EVA材料的涂層，這些材料對(duì)隔音、隔熱等起一定的作用。填充層主要能改善整車的NVH性能，一般用PU發(fā)泡或一些廢紡氈與毛氈材料進(jìn)行填充。地毯的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 地毯的構(gòu)成

對(duì)于乘用車地毯駕駛員踩腳處需設(shè)計(jì)歇腳板，如圖2所示。地毯毯面與鈑金之間裝有前圍，為保證歇腳板強(qiáng)度，此處前圍硬層與軟層之間包裹EPP進(jìn)行發(fā)泡設(shè)計(jì)。歇腳板材料為PVC或TPO，主要設(shè)置在駕駛?cè)藗?cè)，可有效地起到防磨的作用，其強(qiáng)度需符合要求，即將面積為250 mm×80 mm的實(shí)心木塊放置于歇腳板上，垂直施加1 000 N的力，加載20 s后，歇腳板無(wú)斷裂或永久變形量≤3 mm。

圖2 地毯歇腳板

地毯的成型方法為熱壓成型，其脫模方向一般為Z軸方向，拔模角度一般設(shè)計(jì)為不小于10°，地毯成型工藝包含毯坯模壓沖切、附件粘結(jié)、PU發(fā)泡等幾個(gè)部分。模壓工藝原理：先將毯坯在烘箱內(nèi)加熱到一定的軟化程度，再將毯坯輸送至模具型腔內(nèi)，合模保壓冷卻定型，切割周邊和安裝孔，粘結(jié)附件。

2 地毯與周邊件的搭接關(guān)系

與地毯搭接的件比較多，如副儀表板、座椅、加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)等。地毯設(shè)計(jì)的好壞很大程度上取決于其與周邊件的配合關(guān)系是否合理，本研究重點(diǎn)介紹地毯與周邊件的搭接關(guān)系。

2.1 地毯與加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的配合

地毯與加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的配合不良會(huì)導(dǎo)致鈑金裸露，影響美觀，還會(huì)使加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)開(kāi)啟或回位困難，影響其功能使用。一般要求地毯開(kāi)孔方式采用“T”字形，與加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)校核，加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)一般旋轉(zhuǎn)30°，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，拉手在各位置處應(yīng)與地毯開(kāi)孔至少保持6 mm間隙。地毯與加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的搭接關(guān)系如圖3所示。

圖3 地毯與加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的搭接關(guān)系

2.2 地毯與離合器踏板、制動(dòng)踏板、加速踏板的配合

地毯不允許與離合器踏板、制動(dòng)踏板以及加速踏板有干涉，影響三踏板正常使用。一般要求地毯與上述三踏板的間距最少15 mm，加速踏板Y方向與地毯的間距不小于30 mm，離合器踏板Y方向與地毯的間距保持在65 mm～100 mm之間。地毯與三踏板的匹配關(guān)系如圖4所示。

2.3 地毯與副儀表板的配合

地毯與副儀表板配合最常見(jiàn)的失效模式即兩者配合處有間隙或老鼠洞，影響外觀。一般地毯與副儀表板周圈的連接方式采用過(guò)盈配合，推薦用Y向配合方式，過(guò)盈量2 mm～2.5 mm，Y/Z向有足夠的支撐，考慮地毯的制造及裝配公差，副儀表板與地毯的切口邊界最小距離應(yīng)保持25 mm，防止地毯漏出邊緣。地毯與副儀表板匹配要求如圖5所示。

圖5 地毯與副儀表板匹配要求

2.4 地毯與座椅安裝點(diǎn)的配合要求

地毯的座椅安裝避讓孔既要滿足座椅正常裝配需求，又要在視野范圍內(nèi)不可外露?？紤]地毯孔尺寸和地毯孔位置的公差，設(shè)計(jì)上要求座椅安裝避讓孔與緊固螺栓安裝位置邊界距離不小于6 mm。為防止地毯孔被看到，常在座椅上增加座椅腳罩蓋（或打螺栓）遮蓋地毯孔，考慮地毯孔尺寸位置的公差以及座椅腳罩蓋（或螺栓）的裝配公差，設(shè)計(jì)上要求地毯座椅安裝避讓孔邊界與座椅腳罩蓋內(nèi)側(cè)邊界（或螺柱外徑邊界）距離不小于8 mm。座椅前后移動(dòng)時(shí)，任何座椅相關(guān)的運(yùn)動(dòng)件（如電機(jī)等）不得與地毯或加裝腳墊表面接觸。設(shè)計(jì)上要求座椅運(yùn)動(dòng)件下邊界與地毯（或地毯加裝腳墊）上表面距離不小于8 mm。地毯與座椅的匹配關(guān)系如圖6所示。

圖6 地毯與座椅的匹配關(guān)系

2.5 地毯定位策略

地毯本身面積大且周邊件多，所以地毯與周邊件的配合難度大，需要增加相應(yīng)的定位點(diǎn)。地毯的定位方式一般有兩種，一種是地毯上應(yīng)至少有兩個(gè)與鈑金固定的定位點(diǎn)，定位點(diǎn)應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)分布較遠(yuǎn)，保證整個(gè)地毯鋪設(shè)的區(qū)域都能得到定位控制；另外一種是通過(guò)地毯底部的PU發(fā)泡與C環(huán)鈑金限位，發(fā)泡地毯貼合鈑金面較好，一般利用型面進(jìn)行定位。根據(jù)安裝要求，地毯先安裝主定位固定點(diǎn)，然后是輔助定位，最后再裝其他周邊配合對(duì)手件。地毯的定位策略如圖7所示。

圖7 地毯的定位策略

2.6 地毯與儀表板的配合要求

地毯的前邊邊界需要從美觀角度考慮，一般設(shè)計(jì)時(shí)是以后排座椅假人的眼點(diǎn)與儀表板下邊緣切點(diǎn)延伸與地毯截面線的交點(diǎn)向上10 mm處即可，因?yàn)槿绻c地毯的邊界低于10 mm，后排的乘客很容易看到儀表板下方的鈑金以及減震墊之類的零件，影響外觀。地毯與儀表板的配合如圖8所示。

圖8 地毯與儀表板的配合

3 地毯滿足的實(shí)驗(yàn)要求

地毯的各項(xiàng)性能必須滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)要求如下：

1）氣味試驗(yàn)：氣味評(píng)分等級(jí)≤3.0級(jí)。

2）阻燃性試驗(yàn)：地毯的燃燒性能試驗(yàn)需滿足GB 8410—2006《汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性》阻燃性要求，即燃燒速率不大于100 mm/s。

3）VOC要求：地毯作為汽車內(nèi)飾中較大的零部件，其生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)過(guò)高溫模壓、涂膠等各項(xiàng)工序，材料涉及PU發(fā)泡、PET、廢紡棉等各式各樣的非金屬材料，均影響車內(nèi)空氣質(zhì)量，而車內(nèi)空氣質(zhì)量低劣將嚴(yán)重威脅到人們的健康。因此，地毯的VOC需滿足表1的要求，VOC實(shí)驗(yàn)方法采用2 000 L袋子法。

表1 地毯VOC限制 單位：mg/m3

4）禁用物質(zhì)要求：滿足GB/T 30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本研究介紹了汽車地毯的分類、成型工藝以及地毯與周邊件，如加油口開(kāi)啟機(jī)構(gòu)、油門踏板、副儀表板、座椅安裝點(diǎn)以及儀表板等的配合關(guān)系，為地毯的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供相應(yīng)參考，同時(shí)介紹了地毯在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要滿足的試驗(yàn)項(xiàng)，如氣味、VOC、阻燃性、燃燒性等要求。