汽車A柱上護板與儀表板配合間隙的設計

吳濤

（長城汽車股份有限公司技術中心；河北省汽車工程技術研究中心）

近年來汽車種類日益多樣化，汽車產品的競爭也越來越激烈，而內外飾的質量是最直觀的表現，直接影響消費者的選擇，且隨著人們審美觀念的逐漸提高，對造型、手感及紋理等的要求也越來越高[1]。A柱上護板與儀表板的配合處屬于顧客關注的高敏感區域，此處間隙值大小及均勻度是內飾精致感知評價的重要項，必須要符合整車內外觀質量的設計目標（DTS）[2]要求并保證裝配可靠性。文章通過對A柱上護板和儀表板配合處結構形式進行研究，在滿足功能要求的前提下，保證了A柱上護板與儀表板配合處零間隙和裝配可靠性。

1 現有方法與舉措

A柱上護板與儀表板可設置成有縫隙也可設置成零間隙，后者由于美觀，故被大多數主機廠采用。為了保證A柱上護板與儀表板配合處間隙值為0，A柱上護板貼近前風擋玻璃方向的視角盲區處應伸出一個插入儀表板的特征，用于左右方向的定位，以保證和儀表板的配合，通常有2種工程結構設計方案。

方案1：在儀表板前端與A柱上護板連接處做1個槽，A柱上護板插入該槽內，且在A柱上護板背面做筋。調整筋的高度以便控制A柱上護板與儀表板的左右方向間隙，且該槽的翻邊應盡量高一些，起到對A柱上護板裝配的導向作用，如圖1所示。

圖1 A柱上護板開槽與儀表板連接結構

方案2：在儀表板的后端做1個長槽孔，A柱上護板做出相應的插腳，設計調整插腳的尺寸，以控制左右和前后方向的間隙，如圖2所示。

圖2 儀表板開槽與A柱上護板連接結構

上述2種方案中，方案1比較容易裝配，方案2則有利于控制前后位置以保證A柱上護板后端與儀表板有比較好的間隙和均勻度。有時，會在前端采用方案1，后端采用方案2，以綜合利用兩者的優點。其中，A柱上護板筋布置在與儀表板配合處附近，保證了零件有足夠的剛度，同時也能保證在裝配后與儀表板保持良好的配合效果，使得間隙和面差都能達到設計要求。

A柱上護板與儀表板設計成零間隙雖然美觀，但容易在行駛過程中產生相對運動，進而產生噪聲。為避免產生噪聲，可參考以下方法進行設計：1）采用低摩擦因數的材料；2）在結合部位采用吸聲材料；3）適當增加連接固定點，以使位移最小化；4）結合部位應鈍化，避免在結合部位出現尖銳的邊；5）在結合部位預加載荷，但不要過度。當A柱上護板與儀表板設計成有間隙時，為保證美觀，間隙不可設計過大，一般為2～3 mm，且應控制左右對稱差[3]。

2 理論設計基礎搭建

針對A柱上護板與儀表板配合處保證間隙為0的2種方案，會根據A柱上護板和儀表板的材質、加工工藝及配合方式進行設計，特別是A柱上護板與儀表板配合處的結構和參數設計，以保證此處間隙值的可靠性。圖3示出影響A柱上護板與儀表板配合間隙因素的推導過程。

圖3 影響A柱上護板與儀表板配合間隙因素的推導過程

影響儀表板與A柱上護板配合間隙的因素包括各單件的制造精度（尺寸公差和形位公差）、工藝（注塑工藝、低壓注塑及搪塑工藝等）及材料（PP，PVC，ABS等）等。例如：當A柱上護板與帶表皮和發泡的儀表板配合時，推薦使用方案1的配合結構，容易裝配和控制，可靠性高。因為帶表皮和發泡的軟質儀表板是用搪塑工藝制作而成，而搪塑工藝是通過旋轉搪塑模具，使塑料原料在離心力和熱作用下，均勻涂布、熔融及粘附于模腔的整個表面成型，經冷卻定型而制得表皮的工藝過程。由于經搪塑工藝制成的表皮為軟質包覆，在與A柱上護板配合時，很容易就達到間隙為0的目標值。

3 設計要求

為了滿足DTS設計要求（A柱上護板與儀表板配合間隙為0），在進行工程設計時，需符合的設計要點，如表1所示。

表1 A柱上護板與儀表板配合處設計要求

要達到較好的接縫條件，接縫處的A柱上護板表面應盡可能平和垂直，盡可能設計一個無限延伸的面，對于上下方向的偏差來說，這種造型面是最可靠的設計；另外，儀表板前端飾板或儀表板與A柱上護板接縫處圓角應盡可能小，以最小化儀表板和A柱上護板的間隙；在裝配時，先將A柱上護板定位到儀表板上，然后再安裝到最終位置。滿足以上要求，光順的配合將促成配合間隙為0的目標。

4 方案實施驗證

針對方案1和方案2的分析結論，在現有某研發車型采用方案2的設計策略。進行方案2設計時，設計上已經滿足表1中橫向界面和前后界面的設計要點，在儀表板上設計2個長槽孔，在A柱上護板設計2個插腳，且插腳進行Y向定位，A柱上護板與儀表板在Y向的垂直搭接量為7.8 mm，在X向的后端搭接量為12 mm，如圖4所示。通過對在研車型進行A柱上護板與儀表板間隙值的監測，并進行數據統計分析，該設計可滿足A柱上護板與儀表板配合間隙為0的DTS要求，且配合處外觀美觀，精致感知質量強。

圖4 儀表板開槽與A柱上護板連接設計示意圖

5 結語

汽車內飾的外觀質量是影響消費者選擇的重要因素，而A柱上護板與儀表板又處于內飾的核心位置，設計的質量好壞直接影響消費者的精致感知，因此設計人員必須權衡利弊，精心設計，同時也要考慮裝配性。文章中的方案分析及設計要點可為設計人員提供借鑒，采用此種配合結構，可避免后續工業化階段中問題的發生。