重卡用前面罩四連桿鉸鏈設計解析

石莉娜 薛飛

摘 要：介紹卡車用四連桿鉸鏈的安裝點布置、開啟角度設定、設計注意點以及設計優勢，為后續卡車用四連桿鉸鏈設計提供參考。關鍵詞：卡車;四連桿鉸鏈;設計要點;設計優勢中圖分類號：U469 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2019）01-134-03

Heavy-duty truck with front cover four-link hinge design analysis

Shi Lina， Xue Fei

（?Shaanxi Heavy Vehicle Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200?）

Abstract：?This article introduce the layout of fixing point，?opening angle setting，?key design points for four-link hinge of truck， the research provides the reference for future design of four-link design.Keywords： truck;?four-link hinge;?design point;?design advantageCLC NO.： U469 ?Document Code： B ?Article ID：?1671-7988（2019）01-134-03

前言

目前，大多數卡車的前面罩鉸鏈采用銷軸式鉸鏈，如圖1所示，它主要靠銷軸與銷孔的配合來實現前面罩的翻轉功能。

此種結構需要保證扶手、鉸鏈、螺栓、以及限位銷等多個零件的精度才能達到較好的配合效果，涉及尺寸鏈較長，從而導致誤差較大，限位精度不高，此外，一般鉸鏈的布置與雨刮的距離很近，面罩的翻轉角度往往受雨刮系統和造型的限制，達不到理想的翻轉角度，同時，鉸鏈外漏，外觀美觀度降低，此種結構的鉸鏈限制了造型設計的自由度。

針對以上問題，本文介紹一種卡車用前面罩四連桿結構（以下簡稱四連桿鉸鏈）的設計結構，該鉸鏈內藏于前面罩內部，提升整車外觀美觀度，為后續車型提供設計參考。

1 四連桿鉸鏈的設計

如圖2所示四連桿簡圖，a為固定頁板，b、c、d為轉動頁板。鉸鏈抬起高度由b確定。鉸鏈開啟角度為180-β，β越小鉸鏈開啟角度越大。β計算按式1：

Cosβ=[（d-c）?+a?-b?]/2（d-c）a? ? ? ? ? ? （1）

2 安裝點的布置

如圖3所示，為了保證布置空間，避免內藏式鉸鏈影響其他系統的布置，四連桿鉸鏈通常安裝于前圍兩側，鉸鏈的固定頁板與前圍外板連接。在前圍上布置鉸鏈安裝點時，需要考慮前圍內板焊接螺母時的可行性，以及內板和外板之間螺栓的安裝空間。同時，根據前面罩的重量，鉸鏈的開閉耐久性以及橫向載荷要求，對前圍部件提出鉸鏈安裝點的強度要求。

3 設定開啟角度

四連桿鉸鏈的開啟角度受前面罩翻轉部件與周邊零件的限制，如間隙要求、維修方便性、人機舒適性等。

鉸鏈開啟角度太小，影響維修人員維修前圍零件，維修方便性差;開啟角度過大會造成關閉困難，且開啟角度過大，連桿尺寸需要加大，影響鉸鏈的強度。鑒于以上原因，布置前面罩鉸鏈時，首先需要保證前面罩翻轉部件在開啟和關閉位置滿足圖3中周圍零件的間隙要求。一般要求在下沉方向間隙要求至少15mm，周邊固定件的間隙要求為5mm以上。

其次，保證鉸鏈在打開狀態滿足如圖3和圖4中雨刮電機、空調、防火墻、加注液體以及其他內部遮蔽零件的維修需求。

目前各主機廠為了滿足前面罩人機要求，要求50百分位（身高為1705mm）的人體站立在下方時，手掌可觸及到前圍處，且頭部不會碰觸開啟后的前面罩。

再次，前面罩打開時，離合器泵水壺及膨脹箱加注壺在加注液體時與前面罩翻轉部件的間隙要求10mm以上，如圖5所示。

根據以上約束條件，可確定前面罩翻轉部件在打開狀態的位置，根據前面罩的打開位置，可確定安裝于前面罩上的轉動頁板C的位置，之后根據布置空間設計圖2中轉動頁板b和d，從而確定四連桿鉸鏈的運動軌跡。

4 卡車用四連桿鉸鏈設計注意事項

4.1 自身零件的間隙要求

卡車用四連桿鉸鏈與轎車不同，橫向尺寸公差較大，因此在設計詳細結構時，不僅需要考慮鉸鏈連桿與周邊零件的間隙，更需考慮連桿與連桿之間的間隙，尤其是折彎的地方，加大兩個零件的間隙，間隙至少保證2mm，避免前面罩在運動過程中發生干涉。

4.2 左右鉸鏈定位要求

前面罩采用線下分裝，整體上裝的裝配方式，首先將面罩鉸鏈和氣彈簧及附屬支架安裝在面罩本體上，之后將前面罩總成整體安裝于前圍預留的固定點上。因前面罩屬于柔性件，左右鉸鏈在前面罩上安裝點尺寸跨度較大，為了保證裝配精度，左右四連桿鉸鏈需通過焊接支架或工裝連接后，與前面罩組裝，此種設計結構減小尺寸鏈，避免前面罩翻轉部件與周邊零件的間隙面差問題。

4.3 表面處理

四連桿鉸鏈各連桿之間需要通過鉚釘連接，因此鉸鏈在裝配前需要進行前處理，避免總成電泳或鍍鋅后，鉚釘連接位置無法電鍍或噴漆，導致后續車型出現生銹等質量問題。

5 卡車用四連桿鉸鏈優勢

5.1 外觀美觀

卡車用四連桿結構內藏于前面罩翻轉部件內部，提升整車外觀的美觀度;

5.2 多種運動軌跡

運用四連桿多種運動軌跡的優勢，通過合理設置連桿的長度，前面罩在翻轉的同時，逐步向外側移動，避免前面罩總成在實現翻轉的過程中與前圍部件發生干涉;

5.3 減輕裝配工人負荷

如圖6，在鉸鏈固定頁板上設計特征a，使前面罩總成在安裝時，掛在預安裝螺栓上，減輕工人安裝面罩的負荷 ，通過特征b對前面罩總成定位，特征c采用開口式矩形安裝孔，方便前面罩在Y向的調節;相比現有軸銷式鉸鏈，四連桿鉸鏈的安裝和調節更簡便。

5.4 集成式設計

如圖7所示，鉸鏈連桿與氣彈簧采用集成化設計，避免重新設計氣彈簧支架，降低前面罩的重量，且鉸鏈與氣彈簧采用集成式設計，減小尺寸公差。

6 結論

本文分別對卡車用四連桿鉸鏈的布置方法，開啟角度設計注意事項及設計優勢等四個方面闡述了四連桿鉸鏈的必要性和重要性，為卡車用四連桿結構設計提供設計參考。