某車型翻轉儲物盒總成操作感知提升

關鍵詞：翻轉儲物盒；操作感知；優化

0 引言

隨著汽車行業的迅速發展及廣大人民群眾生活水平的不斷提高，用戶對汽車品質的要求越來越高，對汽車的功能件要求也越來越高[1]。目前很多車輛副儀表板上的儲物盒設計逐漸高檔化、高品質化，從最初的敞開式儲物盒發展到目前流行的卷簾儲物盒、翻轉式儲物盒。其中翻轉儲物盒具有外觀美觀、私密性好以及開啟和關閉高檔等優點[2]，已經被越來越多的車型所采用。儲物盒的操作感知和使用感受直接影響乘客的用車體驗。本文通過對我司某暢銷車型的翻轉儲物盒在開發階段出現質量感知差的問題進行分析[3]，逐一排查找到造成故障的原因，給出相應的措施進行驗證，并對驗證結果進行討論研究，以取得該問題完美解決，同時對后續類似設計起指導借鑒作用。

1 問題描述

某車型在項目造車階段被發現，副儀表板前翻轉儲物盒總成存在無法開啟、開啟力大及開啟卡滯等故障現象，操作感知差（圖1），影響整車品質。該類型翻轉儲物盒是我司首次采用此結構，且造型特殊，以往的儲物盒開發經驗無法直接借鑒。為保證項目順利進行，急需進行技術攻關以提升儲物盒的操作感知，達到可售車的質量和操作品質。

2 原因分析

攻關團隊通過頭腦風暴法進行故障分析，按壓儲物盒后，儲物盒無法開啟，這往往跟儲物盒的機械機構相關，比如齒輪機構和鎖止機構等。儲物盒需使用大力按壓才能開啟，則可能是儲物盒因變形、與周邊其他部件發生干涉或者開啟機構的彈簧力不足而造成。儲物盒在開啟過程中有卡滯現象，則可能與開啟力不足或者因儲物盒變形發生干涉有關。進一步分析，找到產生故障問題的10 個末端因素（圖2）。

3 要因確認

3.1 鎖止機構尺寸不合

檢查儲物盒鎖止機構裝配后是否存在松動異響，并重復開啟和關閉儲物盒，觀察運動過程中鎖止機構的狀態。經檢查，鎖止機構裝配后按壓時松動，受力后產生位移。鎖止機構安裝后鎖扣與安裝面未完全貼合，鎖止機構安裝厚度不足，匹配有間隙（圖3）。儲物盒開啟關閉時鎖止機構的晃動，造成了開啟關閉力的不穩定，因此鎖止機構安裝厚度不足是儲物盒開啟關閉力大的要因。

3.2 齒輪機構松動

抽查裝配好的翻轉儲物盒，確認運動過程中齒輪狀態情況。每天隨機抽查5 件，連續抽查了5 天，抽查結果如表1 所示。轉動過程中齒輪機構松動的儲物盒有卡滯現象，齒輪機構不松動的儲物盒無卡滯現象。因此齒輪機構配合松動是儲物盒開啟卡滯的要因。

3.3 儲物盒與空調控制器干涉

檢查儲物盒運動過程中與空調控制器的設計間隙，以及實際開啟關閉過程中的間隙情況。

經數據檢查，儲物盒運動過程中與空調控制器左右最小間隙為1.0 mm，上下最小間隙為1.5 mm，不存在干涉問題。實物檢查，空調控制器尺寸符合設計要求。通過紅丹驗證，儲物盒蓋運動過程中與周邊零件均不存在干涉情況，儲物盒與空調控制器干涉非此車型感知問題的要因。

3.4 儲物盒蓋與儲物盒干涉

檢查儲物盒蓋運動過程中與儲物盒的設計間隙，以及實際開啟關閉過程中的間隙情況。經數據檢查，儲物盒蓋運動過程中與儲物盒無干涉，且每個運動副間均設計軸套，并涂抹潤滑油，不存在干涉卡滯情況。因此儲物盒蓋與儲物盒干涉是該感知問題的非要因。

3.5 儲物盒蓋與副儀表板干涉

檢查儲物盒運動過程中與副儀表板設計間隙，以及實際開啟關閉過程中的間隙情況。經數據檢查，儲物盒運動過程中不存在干涉情況，實物檢查副儀表板尺寸符合設計要求。通過紅丹驗證，運動過程中儲物盒蓋與副儀表板不存在干涉情況，儲物盒蓋與副儀表板干涉非此車型感知問題的要因。

3.6 彈簧彈力大

通過更改彈簧圈數來確定彈簧彈力對儲物盒感知問題的影響[4]。在目前3 圈彈簧的基礎上，分別將4 圈彈簧和5 圈彈簧裝配到儲物上，各開啟3 次，記錄儲物盒的開啟時間，取平均之后記錄在表格內。隨機抽查5 個樣件做上述試驗，儲物盒開啟時間記錄如表2 所示。經過對比，裝配4 圈彈簧的儲物盒開啟時間能滿足此車型的要求（1.5±0.5 s），且開啟過程中異響較小，無彈簧摩擦聲。因此彈簧彈力大是儲物盒開啟力大的要因。

3.7 儲物盒蓋變形

對儲物盒蓋平行度進行確認。抽查6 個零件與平行物體進行參照，發現儲物盒蓋變形，呈中間凹陷、兩側翹曲的狀態（圖4）。儲物盒蓋兩側翹曲后會影響按壓行程，因此儲物盒蓋變形是儲物盒按壓無法開啟的要因。

3.8 儲物盒變形

確認儲物盒是否有變形。選取儲物盒的3 個尺寸（圖5），分別測量儲物盒3 個尺寸的實際值，通過對比設計值和實際值確定儲物盒是否有變形。查看相關設計數據得知，尺寸1 的設計值為50.0 mm ；尺寸2 的設計值為50.0 mm ；尺寸3 的設計值為49.8 mm。經過對抽查樣件的測量發現，所有儲物盒都有變形現象（表3）。儲物盒中間位置出現收縮變形，導致儲物盒蓋與儲物盒配合位置無法達到數據狀態，影響開啟效果，因此儲物盒變形為要因。

3.9 儲物盒剛度不足

儲物盒內蓋和外蓋材料均為ABS，該材料制作的零件彎曲模量較低，韌性好，但零件剛度不足，易變形。而且如果2 個零件有相對運動，容易產生磨粉。儲物盒內蓋及儲物盒無需進行后處理，可更改為彎曲模量更高的材料。查看儲物盒內蓋的設計數據，加強筋僅布置在內蓋的中部，未與周邊翻邊相連（圖6），無法有效防止變形，注塑后易產生變形[5]。零件變形后按壓不同位置，儲物盒開啟的行程不同。因此，儲物盒剛度不足為儲物盒無法開啟的要因。

3.10 按壓行程不足

該儲物盒布置在副儀表板上，與空調控制器融為一體。為達到設計上的一致性效果，儲物盒并未做明顯的按壓標識。因空間限制，物盒的鎖止機構布置在單側。

實際操作中發現，按壓儲物盒的不同部位需要的按壓力不一致（圖7）。按壓鎖止機構較近的一側，需要的按壓力較小，而按壓鎖止機構最遠端時，儲物盒則無法開啟。

經過在遠端增加墊片，測量出遠端與近端的行程相差2.5 mm。

而該儲物盒外蓋與儲物盒斗的有效行程僅2 mm（包含緩沖墊壓縮量），因此按壓遠端會出現儲物盒無法開啟的情況。但考慮到造型的外觀需求無法增加按壓標識，只能通過增大按壓行程和提升儲物盒蓋的剛度，來避免按壓不同位置開啟行程不一致問題。

因此，按壓行程不足是按壓無法開啟的要因。

通過對造成儲物盒故障末端要素的確認分析，最終找出根本原因是：①儲物盒的鎖止機構安裝孔厚度不足；②齒輪機構松動；③彈簧彈力大；④儲物盒蓋變形；⑤儲物盒變形；⑥儲物盒蓋剛度不足；⑦按壓行程不足。

4 解決措施及效果

4.1 增加儲物盒鎖止機構的安裝厚度

鎖止機構安裝厚度由2.2 mm 增加到2.5 mm，防止鎖止機構開啟關閉過程中躥動。

4.2 防止儲物盒的齒輪機構松動

使用螺釘將大齒輪機構緊固在儲物盒上，用熱熔焊將小齒輪機構焊接在儲物盒上（圖8）。這樣就能防止運動過程中大小齒輪的匹配攢動，避免了儲物盒在翻轉開啟過程中的卡滯。

4.3 減小彈簧的彈力

根據驗證結果，將彈簧圈數由3 圈改為4 圈（圖9），以減小彈簧彈力，增加開啟時長。

4.4 解決儲物盒蓋變形及剛度不足問題

一方面將儲物盒蓋材料由ABS 改為較強的PA6-GF30 材料；另一方面在儲物盒內蓋增加筋條連接到側邊，筋條平均分布，相互之間的間隙為38.0 mm（圖10）。同時，內蓋主壁厚度由2.5 mm加厚到3.5 mm，以增加儲物盒剛度，防止變形。

4.5 儲物盒變形解決措施

儲物盒背面增加筋條，以增加儲物盒的強度。在長直翻邊處增加2 道翻邊，以避免儲物盒翻邊變形，增加儲物盒剛度（圖11）。

4.6 按壓行程不足解決措施

在保證表面面差的前提下，儲物盒與儲物盒蓋行程干涉處增加3.0 mm 的沉臺（圖12），以解決遠離鎖止機構端行程不足的問題。

5 措施驗證及效果對比

上述改進措施實施后，經過測試，翻轉儲物盒的開啟時長為1.5 s，符合設計要求1.5±0.5 s。開啟過程均勻平穩，儲物盒與周邊零件匹配間隙以及面差符合DTS 要求且間隙均勻。

自改進措施實施后，針對該車型翻轉儲物盒總成操作不合格的癥結，進行了為期1 個月的效果驗證，統計結果顯示，該車型翻轉儲物盒操作感知問題已降至0%，改進措施能夠完全解決該車型的感知問題。

6 結束語

本文通過分析某車型翻轉儲物盒的感知故障，有針對性地進行了一系列的整改措施，完成了儲物盒感知質量的提升。同時，對該類型儲物盒設計也進行了標準化。例如，運動件除必要運動副外，其他機構必須保證安裝牢靠、無竄動；對于長寬比大于2.5的長直受力零件，應在長邊兩側布置筋條以增加強度；對于長寬比大于2.5 的長直翻邊，應布置二道翻邊筋，并且選裝材料時要考慮零件剛度是否能滿足使用要求。另外，鎖止機構如果布置在單側，應考慮遠端的行程差值，儲物盒蓋和儲物盒的間隙≥ 10 mm。

通過本次改進，對供應商現有的鎖止機構也進行了平臺化固定，固定鎖止機構的安裝結構如圖13 所示?？紤]模具拔模后零件微小的尺寸變化會對運動機構產生影響，規定如從末端拔模，則安裝孔厚度選擇2.3 mm ；如從頂端拔模，安裝孔厚度選擇2.5 mm。