純電動跑車剪刀門匹配問題分析及研究

摘要：剪刀門作為跑車極具前瞻性的設計亮點，在當今的汽車市場，受到廣大消費者關注。以某純電動跑車開發過程為例闡述如何穩定控制剪刀門與側圍、剪刀門與翼子板間隙、面差等匹配問題，提升剪刀門外觀感知質量，減少市場客戶抱怨，為如何控制剪刀門匹配問題提供了解決方法和思路。

關鍵詞：跑車；剪刀門；尺寸匹配

當今的新能源汽車充滿了極具前瞻性的設計，其中很重要的一個組成部分就是車門設計。剪刀門作為跑車的專屬設計，其車門的開啟形似剪刀而得名。剪刀門通過鉸鏈上下開啟顛覆了傳統的車門向外開啟的方式，不僅可以在狹窄的區域打開車門，同時可以避免車門打開時碰傷路上的行人或碰擦刮傷隔壁車輛的車門。

某公司設計的這種剪刀門混合式開啟方式既可以像普通車門一樣向外開啟，也可以向上開啟。常規平開車門只需考慮一個方向的問題，而剪刀門會在兩個方向運動，因此剪刀門從裝配開始就會遇到尺寸、間隙、面差等難以控制的問題和困擾，做好剪刀門匹配工作，對提升跑車品質起著至關重要的作用。

如何穩定控制剪刀門與側圍、剪刀門與翼子板間隙、面差等匹配問題，成為了行業內研究的新課題，目前國內自主品牌幾乎無剪刀門跑車大批量量產的先例，可借鑒的成果較少。本文通過某純電動跑車車型，詳細闡述如何解決剪刀門與側圍、剪刀門與翼子板匹配間隙、面差問題，為后續同類問題提供可借鑒的思路和解決方案。

某純電動跑車剪刀門信息及故障模式

1.產品信息

剪刀門位于整車側面，與側圍總成、翼子板總成、左/右翼子板下飾板及軟頂玻璃相配合，為駕駛人和乘客提供出入車輛的通道，主要具備側面防撞、乘車便利、保護乘員、提升美觀等作用。某純電動跑車剪刀門示意如圖1所示。

該款剪刀門采用單軸鉸鏈結構，擁有61°黃金開合角度，可以在30°～76°根據需求自由設定開合角度，并且在車門上側、外側均有超聲波雷達，以實現避障和防夾功能。該款剪刀門擁有多種一鍵開門方式：車外開門按鍵、車內門板下方按鍵、副儀表臺上開門按鍵以及語音控制開閉4種， 橫向開啟寬度僅457mm，極大提升開啟空間便利性。

2.剪刀門故障模式

該款剪刀門跑車項目開發過程中，總裝板鏈下線后剪刀門與側圍間隙值：2.5～2.8mm，CVIS標準（整車檢驗標準）：3.5mm±0.5mm//0.7mm；面差值：-0.7～0.8mm， CVIS標準：0±0.5mm（剪刀門高為+）；剪刀門與翼子板間隙值：3.2mm，CVIS標準：3.5mm±0.5mm//0.7mm；面差值：-0.5mm， CVIS標準：0+1.0mm/0（翼子板高為+），綜合計算，一次合格率為0，極大影響整車報交，剪刀門外觀感知質量不佳，直接影響了整車AUDIT評價及外部客戶抱怨。具體故障位置見表1。

研究方法及故障原因分析

1.研究方法

為有效解決剪刀門與側圍、剪刀門與翼子板匹配間隙、面差問題，本文采用FTA故障樹分析法，通過對可能造成產品故障的零件、工藝、工程設計、人為等因素進行分析，從而確定產品故障原因，發現可靠性和穩定性薄弱環節，采取改進措施，以提高產品可靠性和穩定性。現針對故障問題整理成故障樹如圖2所示，合計找到8個末端影響因素，接下來針對潛在原因逐個分析，找出故障產生的主要原因。

2.故障原因分析

（1）分析剪刀門受撐桿力影響 該款剪刀門配備剪刀門撐桿總成（見圖３），由電撐桿、平衡桿組成，通過CAE分析撐桿總成對剪刀門姿態變化。其中，選定電撐桿力：1423N，平衡桿力：950N，因偏轉的轉動放大效應，CAE分析顯示前部下測點A處Y向往車外偏轉5.13mm，后部上測點B處Y向往車內偏轉1.7mm。

選取白車身實車（匹配滿足設定BVS白車身報交標準）進行剪刀門撐桿總成姿態變化驗證。將同一臺未安裝剪刀門撐桿總成及安裝剪刀門撐桿總成白車身進行藍光掃描，根據故障位置對比剪刀門安裝撐桿總成前后面差變化，如圖4a所示；前后間隙變化如圖4b所示。

根據藍光掃描發現，白車身安裝剪刀門撐桿總成后，位置1處間隙變小1.54mm，位置1處面差Y向往車內變化0.99mm，位置3處面差Y向往車外變化1.19mm，其余變化量較小，具體數據見表2。通過CAE分析及實車藍光掃描對比，剪刀門受撐桿力影響是故障產生的主要原因。

（2）分析剪刀門受軟頂頂出力影響 通過實車驗證，剪刀門玻璃上升后軟頂對剪刀門面差影響較大，其中位置1處面差影響0.2mm（面差Y向往車內）， 位置2處面差影響1.2mm（面差Y向往車外）， 間隙影響0.6mm（間隙變小），其余無明顯變化，剪刀門受軟頂頂出力影響為位置2處面差、間隙變化產生的主要原因。

（3）分析剪刀門Y向調整影響 從3D數模模擬發現剪刀門鉸鏈C處Y向偏轉1mm，剪刀門位置D處Y向整體偏轉14.48mm，理論放大14倍，如圖5所示。經過多輛實車抽樣驗證，放大倍數在4～6倍，由于鉸鏈整體Y向變化，可通過鉸鏈Y向調整進行消除，所以不是故障產生的主要原因；但Y向設計上僅可調整剪刀門鉸鏈（車門側），而剪刀門鉸鏈（車體側）無法調整，因此，需進行鉸鏈結構優化，釋放剪刀門鉸鏈（車體側）Y向調整自由度，提升匹配調整效率。

（4）分析剪刀門總成尺寸狀態是否合格 查看ICQ測量數據分析系統，剪刀門總成包邊面近5期數據穩定，且間隙、面差一致性均在0.3mm以內（見圖6），滿足產品尺寸要求，非故障產生的主要原因。

（5）分析白車身尺寸狀態是否合格 查看ICQ測量數據分析系統，白車身側圍輪廓與剪刀門匹配間隙、面差近5期數據穩定，且一致性均在0.7mm以內，如圖7所示，滿足產品尺寸要求，非故障產生的主要原因。

（6）分析白車身報交標準是否正確 項目初期，根據整車DTS設計[1]及歷史項目經驗制定白車身報交標準（見表3），前期制定時未考慮剪刀門跑車單鉸鏈結構差異及撐桿力姿態變化特殊性，對故障問題具有一定影響。

（7）分析白車身剪刀門匹配報交狀態是否合格 根據白車身抽樣數據（隨機抽查20組），對實車進行匹配測量，剪刀門匹配報交數據見表4，白車身報交均滿足白車身報交標準，人員調整非故障產生的主要原因。

（8）分析剪刀門受油漆撐桿工裝影響 白車身報交后，經過油漆撐桿工裝支撐24h及72h驗證，位置2處間隙面差影響0.3～0.45mm（面差Y向往車內），位置2處間隙影響0.3～0.4mm（間隙變小），其余剪刀門匹配受油漆撐桿工裝影響較小，如圖8所示，油漆撐桿對故障位置2處有一定貢獻。

（9）故障原因確認 針對8個潛在末端因素進行逐一驗證確認后，確認故障問題原因如下：

1）剪刀門受撐桿總成影響，位置1處間隙、位置1處面差（Y向），位置3處面差（Y向）產生變化，為故障產生的主要原因之一。

2）剪刀門受軟頂頂出力影響，位置2處間隙、面差（Y向）產生變化，為故障產生的主要原因之一。

3）白車身報交標準制定時未考慮剪刀門特殊結構，為故障產生的間接原因。

4）油漆撐桿工裝對故障位置2處間隙、面差（Y向）有一定貢獻，為故障次要原因。

改進措施及成果評價

1.改進措施

（1）剪刀門姿態變化優化措施 由于剪刀門受撐桿總成、軟頂頂出力影響，前期對撐桿力進行多輪優化，故障未改善，姿態產生的變化設計上無法消除，故對白車身報交標準要求進行調整優化。結合剪刀門撐桿總成、軟頂頂出力、油漆撐桿工裝導致的匹配變化量，進行多輪試裝及反復驗證，最終確定優化白車身報交標準（見表5），其中位置1與位置2面差新增一致性要求P：1.5mm±0.5mm（位置一減去位置二面差值），以確保位置1與位置2面差合格率。

（2）剪刀門鉸鏈結構優化 現場驗證發現，部分白車身無法調整至優化后的報交標準范圍內，原因在于剪刀門與側圍的面差需反復調整鉸鏈Y向尺寸才得以保證，且剪刀門鉸鏈（車門側）Y向涉及5顆螺栓需同時調整，在線調整難度大、效率低。因此，需進行剪刀門鉸鏈（車體側）結構優化，釋放Y向調整自由度，以提升匹配調整效率及合格率。經過多次討論確定鉸鏈結構優化方案：在鉸鏈車身頁進行分體式設計，新增鉸鏈Z向打緊面，釋放Y向轉動調整自由度，調整量Y設定為±2mm，如圖9所示。

2.成果評價

（1）改進成果評價 本文以FTA故障樹作為分析研究方法，將潛在8個因素進行系統分析，制定相應解決措施，經過半年的實際運行，取得了一定成果，各指標均有較大提升，滿足了量產目標（見表6），同時該款純電動跑車也進入了細分市場前列。

（2）跟蹤評估與監控 為持續提升剪刀門匹配穩定性，需要開展常態化的跟蹤與監控，跟蹤過程指標對穩定剪刀門匹配一次合格率具有重要意義，具體跟蹤與監控方式，見表7。

結語

本文以某純電動跑車剪刀門為研究案例，針對跑車中新結構、新工藝產生的新問題，較全面地探究了剪刀門匹配故障產生的原因，并針對產生原因及時有效制定及驗證改進措施，確保了跑車量產穩定性及可靠性。目前自主品牌剪刀門跑車量產的案例較少，本文為后續開發剪刀門遇到的類似匹配類問題提供了解決思路及方向。

參考文獻：

[1] 楊旭樂，張曉春，齊向陽，等.汽車白車身車門區域DTS設計[J].汽車工藝與材料，2019（8）：63-65.