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[外饰及灯具] 汽车行李箱设计

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发表于 23-8-2023 17:26:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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行李箱盖设计规范
本文介绍车身零部件件设计过程中行李箱盖设计规范。主要包含车身钣金件行李箱盖模块。结合不同车型的特点和公司多年的服务经验而整理出此规范。
行李箱盖的基本定义及作用
行李箱盖是汽车车身结构中相对独立的总成,是供乘员取放行李、工具及其他备用物品的必要通道,其基本形状及在车身上的位置如图所示。行李箱盖系统主要由行李箱盖焊接总成、行李箱附件(行李箱盖内板、外板、铰链加强板、锁加强板、铰链、扭簧、行李箱盖锁、密封条等机能件)组成。

汽车行李箱设计w1.jpg
汽车行李箱盖
行李箱盖的基本功能包括:
第一、对使用方便性来说,要求开关灵活、轻便、自如,在最大开度时能可靠限位,同时开度应足够,确保上下物品方便性。
第二、对视野性来说,要求行李箱盖外板上表面的高度(或扰流板高度)不得影响内后视野的下视线;
第三、对可靠性安全性来说,要求足够的强度、刚度,不允许因变形而影响行李箱开关可靠性,行李箱盖开关时不允许有振动噪声,并且部件性能可靠、不干涉,碰撞中行李箱不允许自行打开,以确保物品安全。
第四、对密封性来说,要求雨、雪、尘不能进入行李舱内,应具备良好的气密封性。
第五、对工艺性维修性来说,要求易于生产制造,拆装方便。        
行李箱总布置设计
行李箱盖设计相关的总布置参数如下表和下图所示。

汽车行李箱设计w2.jpg

汽车行李箱设计w3.jpg

A 开口宽度
行李箱盖开启后,应为用户提供足够的取放行李的通过空间,行李箱盖的开口宽度则显得犹为重要。开口宽度A主要受到整车宽度、后灯位置及造型、两侧流水槽结构的影响。在整车的效果图冻结后,这个开口宽度已基本确定。
开口宽度A最小应在850mm,一般选取950mm,当然,在车宽允许的情况下,这个值越大越好。在进行效果图分析时,就应对这个尺寸进行检查,同时要考虑后灯的布置对流水槽的影响,使流水槽在满足排水性的前提下尽量窄,以增加开口宽度。        
B 关闭力作用点水平长度
三厢轿车的行李箱盖开启后,其最下端应向车的前方移动。关闭力作用点水平长度是指,当行李箱盖开启到最大位置时,人手的施力点(行李箱盖最后端)与汽车尾部的水平距离。如果这个尺寸过小,人在取放行李时,头部容易触及行李箱盖,对操作造成影响。如果这个尺寸过大,人在关闭行李箱盖时,需要将手尽量伸长,对于身材较小的用户,操作起来较为困难,且减小了外力的力臂,使关闭起来较为费力。
关闭力作用点水平长度设计在200-400(mm)之间,一般选取300mm左右为宜。这个尺寸是通过行李箱盖开启机构特别是铰链轴心线的位置来实现的。
C 门槛高度
门槛高度是指行李箱盖关闭时,最下端的离地高度,这个尺寸对用户取放行李具有直接影响。如果门槛过高,超出行李箱承物面较多,用户取放行李时始终有较大距离的“抬升”过程,对用户的使用造成影响。如果门槛过低,在进行追尾试验时,行李箱盖将直接承受后部的冲击力,能量得不到有效传递,甚至可能通过行李箱内的物品,传递到后排座椅,对后排乘员的安全构成威胁。
门槛高度应在效果图分析时进行检查,设计在550-660(mm)之间,一般选取600mm左右。这样的门槛高度,既不会高出行李箱承物面很多,又能使追尾时,由后裙板接受冲击力,通过后纵梁有效传递能量,确保乘员安全。
D 开启手柄高度
行李箱盖关闭时,需要施加外力使行李箱打开。开启手柄高度是指外力作用点的离地高度。这个尺寸主要受到行李箱高度和人机的影响。手柄的设计位置不能过低,这样会使身材高大的用户需要较大程度的弯腰才能触及手柄。手柄位置过高时,手的施力较别扭,同样不利于用户操作。当手柄安装在牌照灯装饰盖上,或者直接用装饰盖代替手柄时,施力点的位置首先要满足牌照安装的法规要求。
开启手柄高度应在效果图分析时进行检查,设计在600-800(mm),一般选取700mm左右。
E 开启最高位置
行李箱盖开启的最高位置,是指行李箱盖开启到最大角度后,其尾端的离地高度。如果开启高度过高,在关闭时,身材较小的用户较难施力。如果开启高度过低,在用户特别是身材高大的用户取放行李时,头部容易触及行李箱盖,对用户造成伤害。这个高度由行李箱盖开启机构的设计参数决定。当行李箱盖的铰链轴心线布置完成后,应根据开启最高位置参数的要求确定最大开度,并校核关闭力作用点水平长度,并根据需要调整轴心线位置。当轴心线和开度最终确定后,应根据最大开度,在铰链上设计限位机构,实现最大开度的要求。
开启最高位置设计在1500-1800(mm)之间,一般选取1600mm左右。
F 操作力
行李箱盖的操作力包括开启力和关闭力。操作力过大,将对用户的使用带来不便,但操作力过小,反而增加行李箱盖的不稳定性,影响用户使用安全。
行李箱盖的操作力一般设计在40-50N之间。在行李箱盖总成重心、重量基本确定后,行李箱操作力主要是通过行李箱开启机构的设计来实现的,包括轴心线位置、铰链结构、弹性机构的设计等。
行李箱盖设计的基本要求
1 冲压工艺性
和其它钣金件一样,在设计行李箱盖零件时首先要考虑到冲压工艺性好不好。这一点很重要,作为一个钣金件,不管他是做什么的,有什么用,我们首先要考虑的就是冲压工艺性。
比如对冲压方向,拔模角度,开孔方向,工艺缺口,零件最小倒角,孔边距等要有充分的考虑。
2 涂装工艺性
行李箱盖一般分为内板和外板,在内外板翻边结合后他们将形成一个腔体,这样的结构可以在重量轻的前题下达到很高的强度。但同时也会带来一个涂装漏液的问题,所以我们在设计行李箱盖的时候要特别注意这个问题,要考虑到在适当的地方加漏液孔,以及孔大小,孔数量等,流液路线是否合理,涂装吊具位置结构,涂胶间隙等。

汽车行李箱设计w4.jpg

汽车行李箱设计w5.jpg
漏液孔示意图
3 结构强度
行李箱盖一般有两种结构形式:一种为平板式结构,结构就如发动机盖一样分为内外板,如普桑。另一种为折弯式结构,行李箱盖上有接近90度弯角,现在的轿车普遍采用这种结构,因这种结构不但可以降低车身复杂程度,还可以增加行李箱的使用方便性。但这种结构会在90弯角处形成应力点,所以在结构设计时要特别加强。

汽车行李箱设计w6.jpg
折弯式结构行李箱盖
汽车行李箱设计w7.jpg
应力点处加强板(绿色)
4运动校合
要保证行李箱盖运动时它的外形边缘不与车身接触。并且应有90度的开启角而不与后窗玻璃接触,两者最小间距应为10mm。

汽车行李箱设计w8.jpg
两者间距应不小于10mm
5 焊接工艺性
相比而言,行李箱盖的焊接工艺比较简单。一般有内板和锁支架,加强板,铰链加强板,等的焊接。另外有的车型会在内外板翻边后在翻边处点焊。不管怎样,在设计时要考虑到焊接的可行性和方便性。比如对焊接顺序,焊接层数,焊接边尺寸,焊枪操作空间,焊接定位等问题的考虑。
行李箱盖设计注意事项
1 行李箱盖铰链设计
行李箱盖的铰链一般分为两种。
第一种是有旋转中心的弓形(勾形)铰链:
它的缺点是关闭行李箱盖时,弓形部分凸出于行李箱,该处可能碰到物品甚至将物品损坏。它的优点是制造简单,制造和装配误差都小。
第二种是四连杆机构铰链:
即有四个旋转点的。它的特点,有所谓受潮范围,即在流水槽一侧不密封。精心安排旋转点,可使行李箱运动优化。此时设计师的设计自由度较大。它的缺点是成本高,侧向稳定性小。设计时应综合考虑以上两种铰链的性能、价格、质量。

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形(勾形)铰链
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四连杆机构铰链
2 行李箱盖锁布置
行李箱盖锁的布置中主要考虑到锁的安装面布置,安装空间留取。安装面一般在主断面中都会明确定出,在这里主要考虑安装形式和安装可靠性。
3 行李箱盖密封设计
行李箱盖的密封类似于门密封,仅在行李箱盖内板和内侧嵌入一单管形橡胶密封条,四周围绕一圈而成,设计时要注意密封间隙。
4 行李箱盖内饰安装问题
行李箱盖内饰安装问题要和内饰设计人员协商确定,一般须留卡扣安装孔。

汽车行李箱设计w11.jpg
预留外板安装孔
5 行李箱盖外板加强问题
行李箱盖外板形状由造形决定,一般都会有比较大的一块曲面,而外表面又不可能设焊接点,所以行李箱盖外板一定要有局部支撑。
在铰链安装、锁安装等位置,为增加安装的强度,应设计加强件,加强件的设计与车门加强件基本相同,既要保证自身的强度,还要使所安装零件的应力有效传递和吸收,同时加强件与内板的焊接位置应由多个面组成,但不应出现在密封面上。
加强件的材料可以根据实际的需要,选择DC01、DC03、DC04、SPHC等材料,厚度0.8~2.0(mm)不等。
一般在内板上做凹台或留支架和外板胶接。

汽车行李箱设计w12.jpg
四处留粘胶槽和外板粘接        
行李箱内外板之间,除了周边扣合以外,还应在中部设计涂胶位置,以增强行李箱盖总成的整体刚度和强度。涂胶可通过涂胶翻边和涂胶沉台来实现(如上图)。
采用涂胶沉台时,应使沉台底面距离外板3mm以内,使涂胶后内外板能紧密贴合。采用涂胶翻边时,内板上涂胶翻边的高度应控制在50mm以内,否则翻边自身偏软,不利于强度的增加,内外板之间的距离应控制在3mm以内,使涂胶后内外板能紧密贴合。
如果在内板距离外板较远的区域设计涂胶翻边,可首先在内板上制作沉台,在沉台的底面设计翻边,这种两级台阶的设计方式,使翻边高度得到减少,同时也提高了翻边周围开孔区域的强度。
采用涂胶翻边,需要特别注意的是,沿翻边展开方向,应计算开孔大小,使开孔部分的材料足以用于冲压翻边。
6 行李箱盖线束安装问题
行李箱盖线束安装问题主要是在行李箱盖内板上留线束过孔和线束安装孔并且要确保安装空间。
7 行李箱盖轻量化设计
在汽车行业,轻量化是趋式。轻量化可以有两种方式,一是采用轻质材料来减少车身重量。另一种是优化车身结构。在这里我们主要谈的是第二种。行李箱盖和轻量化设计主要在行李箱盖内板,我们在设计内板时要考虑到通过加加强筋或通过优化结构来加强强度,从而可以在不需要的地方做减重孔来达到轻量化的目的。
行李箱盖内板的材料一般选用DC06等材料,厚度在0.7~1.2(mm)不等,不应过薄,否则影响行李箱盖的刚性和强度。为提高防腐性能,还可以选用镀锌板或铝板。【免责声明】这里分享的文章为作者个人观点,版权归原作者所有。

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