




摘要:隨著汽車電動化、智能化的推進,汽車外飾造型也向低風阻、科技感的方向發展。車門外把手作為外飾造型革新的重要對象,其形式的研究備受行業關注,而隱藏式門把手便是其中的一種主流設計方向。介紹了隱藏式門把手的應用及其基本結構,針對常見的隱藏式門把手設計,討論其尺寸控制的必要性和主要方法,分析其與車身門鈑金的匹配要求及裝調工藝方案,總結對成本和生產操作時間的影響,為隱藏式門把手的應用推廣提供借鑒。
關鍵字:隱藏式門把手;裝調工藝;匹配要求
隨著汽車電動化、智能化的推進,汽車造型也向著科技感、低風阻系數的方向發展,在滿足基本功能和實用性的前提下,向著功能多樣化、造型一體化的方向發展,車門把手與汽車整體外形的配合也成為了行業關注的重點。
門把手作為外飾核心零件之一,是外飾造型革新的重要對象。門把手部分功能與其造型非強相關,隨著數字鑰匙、手機鑰匙等技術的推廣,其開關門鎖的功能逐漸被弱化,門把手的造型將向簡潔化發展,隱藏式門把手便是其中一種主流方向。隱藏式門把手的造型面與車門外表面保持齊平,使得汽車造型更簡潔,并且在一定程度上降低了風阻系數,減少能量損耗,提升汽車的續駛里程。
汽車隱藏式門把手常見類型和結構
1.常見類型
隱藏式門把手按工作運動路徑可分為杠桿式和平出式。
杠桿式隱藏門把手的驅動方式可以是手動或電動。對于手動把手,用戶需按壓把手前端,把手握柄旋轉一定角度后,觸發開鎖結構方可打開車門;對于電動把手,當電子鑰匙或數字鑰匙接近汽車時,汽車自動解鎖,門把手由電動機驅動旋轉至開啟位置,用戶拉開把手即可開門,用戶進入座艙或進行鎖車操作后,把手自動收回。如圖1所示。
平出式隱藏門把手驅動方式多為電動機驅動,其運行方式與電動杠桿式類似,不同點為把手移動路徑為向車外平移。如圖2所示。
2.隱藏式門把手和傳統門把手結構對比
隱藏式門把手與傳統外拉式門把手相比,結構發生了較大的變化。
常見的傳統外拉式門把手一般由把手拉桿、把手支架、轉軸、鎖芯及彈簧等構成。整體尺寸較小,質量約500g。
隱藏式門把手一般由把手拉桿、把手支架、轉軸、密封墊、調節器、驅動電動機、驅動滑塊、傳感器、鎖芯及彈簧等構成。其子零件更多,傳動機構和支架結構更復雜,整體質量增大400~700g不等。
汽車隱藏式門把手裝調工藝研究
1.隱藏式門把手和傳統門把手安裝方式對比
汽車中常見的傳統外拉式門把手通常拆分為兩部分安裝,即把手支架和把手拉桿。門外鈑金成型時已沖出把手安裝孔,門內側的把手支架可通過卡接方式直接定位于門外板上,通過緊固件完成安裝。把手外側拉桿則通過卡接結構安裝在支架上。
隱藏式門把手總成通過掛鉤或卡接結構預掛于門加強版上,使用3~4個緊固件完成安裝,按需進行一定量的調節以滿足產品設計和質量要求,電動機驅動類型門把手還需進行接插件連接。
2.隱藏式門把手尺寸控制必要性
傳統外拉式門把手造型外凸,無型面配合,客戶視覺上對其尺寸偏差不敏感,如圖3所示。
隱藏式門把手要求外表面和車身門鈑金齊平,如圖4所示,其作為高頻使用和客戶直接面對的部件,客戶視覺上對其尺寸偏差敏感。
客戶對隱藏式門把手的外觀感知主要有兩類:間隙一致性和平整度。間隙一致性,即門把手拉桿飾板一周與門外板開口的間隙尺寸公差和平行度。平整度,即門把手拉桿飾板外表面和門外鈑金型面的階差和平行度。
為了保證車門外板外觀一致性,門把手子零件的注塑工藝應有較高要求,需設計比較好的澆注順序和流道,在模具調試階段及時調整并優化澆注控制參數,最大程度降低模具調試失誤產生的各種問題[1]。
隱藏式門把手的螺栓或者卡扣等都與車門加強板進行連接,而車門加強板與車門外鈑金連接常采用膨脹膠或結構膠進行連接,以達到支撐和固定的作用且不在外板留下印痕[2];車門加強版的涂膠過程需對厚度進行控制;車門加強板本身需設計一定加強筋與翻邊增加強度,減少焊接或烘烤變形;在車身門總成進行油漆前和油漆后,需要使用仿形檢具進行校核。除了在產品設計方面上進行尺寸控制外,依據實車情況,也可能有在生產線進行調整操作的需要,下文將分別對間隙一致性和平整度控制的裝調方案進行闡述。
隱藏式門把手裝調方案
1.間隙一致性控制裝調方案
(1)產品特征控制方案" 門外鈑金把手開口翻邊局部沖出耳片結構作為定位特征,同時門把手支架上應設計相應插孔結構,截面示意如圖5所示。此類型設計依靠產品自身結構特征實現Z向和Y向間隙的控制,通過在支架插孔內添加一定限位結構,實現X向間隙控制。該方案對門鈑金耳片結構的沖裁精度要求較高,潛在影響門鈑金零件的單件成本。
(2)工裝控制方案" 對于自身無定位特征的產品,可使用輔助工裝對隱藏式門把手與門外板之間的間隙進行控制,如圖6所示。工裝基座貼合門把手拉桿的型面,并可保持在門把手上,工裝翻邊上有耳片特征,可進行X向和Z向的精定位,同時可限制緊固件旋轉期間和把手重力影響下的尺寸變化。除了精定位特征面以外,翻邊其余部分的材料厚度應小于耳片厚度,避免過定位情況發生。工裝外側有拉手的結構,便于其安裝和拆卸。間隙控制工裝的制造基于應用數量和耐用性的需求,可采用3D打印、注塑等工藝,精定位特征處可選擇增加金屬嵌塊提高精度和使用壽命。該方案會增加一定的操作時間及工裝成本。
工裝基本操作流程為:工裝提前裝配于隱藏式門把手拉桿上,門把手總成攜帶工裝安裝至門鈑金上并緊固,緊固完成后從車門外側拉拔工裝移除。
2.平整度控制裝調方案
區別于傳統外拉式門把手,隱藏式門把手在裝配過程中新增了平整度控制的要求。平整度控制的方案有多種,見表1。
隱藏式門把手一般安裝于門加強版上,門加強版使用膠與門外板進行連接。除了要對門加強版的強度和膠的厚度進行控制以外,門把手總成應集成Y向公差補償器或可調節緊固件,或結構上允許進行Y向調整,進一步保證門把手最終狀態的外觀質量。
方案Ⅰ通過增減緊固件處的墊片進行調節,平整度檢查在調節及把手緊固后進行,若尚未滿足要求,需移除把手,再次調整。該方案雖無特殊工具需求,墊片成本較低,但其調整時間長,易對生產線帶來明顯沖擊。
方案Ⅱ使用一種非標雙頭螺柱進行調節,此類螺柱中部有限位面,一側有供調節的特征,其需在緊固前進行Y向調節,若尚未滿足要求,需松除緊固件,再次調整,調整時間較長。
方案Ⅲ使用手動補償器集成的緊固件將門把手固定,之后可使用手動工具對其公差補償部件進行Y向調整,無需拆除零件,調整時間較短,但此類公差補償器成本較高。
方案Ⅳ采用自適應公差補償器集成的緊固件安裝門把手。補償器是由旋出塊、襯套和靜止塊三部分組成,靜止塊固定于支架上,當螺栓攻入襯套之后,通過產生的靜摩擦力矩帶動旋出塊轉動,直至旋出塊與車身鈑金貼合[3]。該方案需支架具有與門外板定位或限位的特征,保證支架在安裝全過程與門外板相對靜止,公差補償器在緊固時自動補償Y向間隙,后續不可調節。該方案實施的前提條件為:門鈑金和門把手均已預留工裝或夾具的操作空間,車間具備門把手位置保持工裝或夾具并在安裝過程中使用,以確保把手位置唯一。但以上條件在目前的車門總成設計上難以實現。
綜合以上分析,當隱藏式門把手作為新技術引入汽車企業時,方案Ⅲ較優。該方案調節時間短,所需工具簡單,總體對既有生產線的影響較小。
結語
隱藏式門把手不僅在設計上滿足人們對汽車的個性化需求,更是給汽車智能化帶來了更多可能。隨著汽車設計與生產工藝水平的不斷提升,隱藏式門把手的應用將越來越具備普適性,逐漸成為外飾設計中的主流,其相關工藝未來也將向著高精度、自調節的方向發展。
參考文獻:
[1] 馬建強,陳勇剛.車聯網背景下隱藏式外把手門鎖機構及其控制系統研究[J]. 時代汽車,2020(16):147-148.
[2] 沈頌陽.F型隱藏式門把手控制與潛在失效模式[J].內燃機與配件,2020(17):60-62.
[3] 左志華,丁新橋,徐勝橋,等.汽車儀表板與手套箱間隙過大成因分析及解決方法[J].汽車實用技術,2018(1):141-144.