儀表板手套箱設(shè)計與驗(yàn)證研究

秦昀

(安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽合肥 230601)

儀表板手套箱設(shè)計與驗(yàn)證研究

秦昀

(安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽合肥 230601)

儀表板手套箱是儀表板重要的功能件，它是儀表板上最大的封閉式儲物空間，方便駕乘人員貯存私人物品。該模塊設(shè)計偏向于功能件廠家對鎖體、鎖桿等手套箱開閉功能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計，對其整體布置設(shè)計和總成驗(yàn)證方法的研究相對較少。闡述儀表板手套箱設(shè)計和驗(yàn)證要求，為儀表板手套箱的整體布置設(shè)計和驗(yàn)證提供參考。

儀表板手套箱；設(shè)計要求；驗(yàn)證要求

0 引言

儀表板手套箱是儀表板重要的功能件，是儀表板上不可或缺的最大封閉式儲物空間，一般由內(nèi)蓋板、外蓋板、鎖止機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)、拉手等部件組成。其主要作用是：提供一定空間用于放置駕駛員及其他乘員的各種小物品，如書刊、手冊、電筒、飲料等。

手套箱一般安裝在儀表板副駕駛側(cè)下部，兼具儲物盒裝飾功能。作為汽車儀表板系統(tǒng)中的重要組成部分，它的設(shè)計是一項(xiàng)非常復(fù)雜的過程；因其功能部件的屬性，手套箱設(shè)計一直偏向于功能件廠家對鎖止機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)等具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，而主機(jī)廠對其整體布置的設(shè)計要求和總成驗(yàn)證方法的研究相對較少，也很難查詢到此方面的相關(guān)準(zhǔn)則。

作者從實(shí)際車型設(shè)計出發(fā)，基于深入實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，歸納了主機(jī)廠對儀表板手套箱設(shè)計和驗(yàn)證的要點(diǎn)，從設(shè)計要求和驗(yàn)證要求兩大方面闡述，為儀表板手套箱的整體布置設(shè)計和驗(yàn)證提供參考。

1 設(shè)計要求

一般情況下，手套箱布置于汽車儀表板副駕駛側(cè)中下部(圖1)，通過拉手或者按壓開關(guān)等實(shí)現(xiàn)打開，通過手動推送到設(shè)計位置后鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。

手套箱的布置要求如下：

圖1 手套箱布局示意圖

1.1 關(guān)閉狀態(tài)

(1)儲物要求?？臻g能容納A4紙(圖2)，尺寸297 mm×210 mm，厚度45 mm以上；

圖2 手套箱儲物示意圖

(2)間隙要求。手套箱距離內(nèi)部各零部件間隙均在8 mm以上。

1.2 打開狀態(tài)

(1)開口尺寸要求。為方便取物，手套箱開口尺寸大于110 mm(見圖3)；

圖3 手套箱開啟角度示意圖

(2)為避免手套箱打開狀態(tài)下與假人腿部相撞或入侵腿部空間造成乘坐人員不適，推薦外板與副駕駛假人膝部間隙保持在10 mm以上；

(3)為避免手套箱打開狀態(tài)下與前門內(nèi)飾板干涉，確保兩件之間間隙大于10 mm；

(4)手套箱打開狀態(tài)下，從駕乘舒適角度出發(fā)，要求乘員位置不能通過手套箱看到儀表板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(見圖4)。

圖4 手套箱打開狀態(tài)漏結(jié)構(gòu)案例

1.3 維修要求

因一般手套箱背部是空調(diào)布置區(qū)域，而空調(diào)濾芯是需要定期更換的，所以：

(1)手套箱后部留有空調(diào)維修孔，維修孔需在X向與Y向均與空調(diào)濾芯所在位置相互配合，方便濾芯更換(見圖5)。

圖5 手套箱換濾芯示意圖

(2)手套箱完全開啟后，要求后部維修孔在乘員視野方向上不可見。

2 驗(yàn)證要求

通過對多款量產(chǎn)乘用車儀表板手套箱市場問題的分析，作者總結(jié)出手套箱易出現(xiàn)的問題主要集中在以下幾個方面：(1)外觀在嚴(yán)寒和酷暑等狀態(tài)下出現(xiàn)異常變形、褪色等；(2)長久使用后鎖體損壞、鎖止失效等；(3)配置阻尼器的手套箱開啟時間過長，不符合客戶操作習(xí)慣等；(4)不同路面行駛時手套箱部位有令人無法忍受的噪聲產(chǎn)生；(5)長久使用后手套箱開啟或關(guān)閉力過大或過小導(dǎo)致使用者操作舒適感降低；(6)拉手等部件直接脫落失效等。針對以上問題，作者總結(jié)歸納了量產(chǎn)前手套箱的模擬試驗(yàn)方法和要求。

根據(jù)汽車驗(yàn)證的一般方法，驗(yàn)證要求可以分為兩部分進(jìn)行：第一部分為生產(chǎn)驗(yàn)證要求，分為冷存放和熱存放要求；第二部分為設(shè)計驗(yàn)證要求，分為手套箱耐久性驗(yàn)證、開啟時間驗(yàn)證、振動異響驗(yàn)證、開啟力驗(yàn)證和濫用力驗(yàn)證的要求。具體如下：

2.1 生產(chǎn)驗(yàn)證方法及要求

2.1.1 熱存放

依安裝狀態(tài)進(jìn)行手套箱試驗(yàn)，將手套箱放于高溫試驗(yàn)箱中, 85 ℃下放置240 h后取出,和封存樣品進(jìn)行對比。

要求試驗(yàn)后樣件與供貨狀態(tài)相比不出現(xiàn)功能失效和肉眼可辨的變化如裂縫、變形、開裂、變色、光澤度改變等。

2.1.2 冷存放

依安裝狀態(tài)進(jìn)行手套箱試驗(yàn)，將手套箱放置于低溫試驗(yàn)箱中, -40 ℃下放置24 h 后取出樣件,和封存樣品進(jìn)行對比。

要求試驗(yàn)后手套箱與供貨狀態(tài)相比不出現(xiàn)功能失效和肉眼可辨的變化如裂縫、變形、開裂、變色、光澤度改變等。

2.2 設(shè)計驗(yàn)證方法及要求

2.2.1 耐久性

將手套箱總成以符合實(shí)際工作情況的約束方式固定在模擬試驗(yàn)臺上，每次試驗(yàn)循環(huán)要求如下：手套箱打開→手套箱關(guān)閉。分別在以下3種溫度環(huán)境下以6 次/min的頻次開關(guān)手套箱：

常溫(23±2)℃，5 000次循環(huán)；

高溫(82±2)℃，2 500次循環(huán)；

低溫(-30±2)℃，2 500次循環(huán)。

手套箱總成10 000次工作循環(huán)后，不應(yīng)出現(xiàn)尖叫、咔嗒聲以及功能和部件上的損壞、脫離、功能失效等異?，F(xiàn)象。

2.2.2 開啟時間

在室溫(23±2) ℃環(huán)境中，模擬乘客開關(guān)手套箱動作，用秒表記錄手套箱門打開至最大位置時所用的時間。

針對帶阻尼的手套箱，手套箱開啟時間為1～3 s。

2.2.3 振動異響

將手套箱總成以符合實(shí)際工作情況的約束方式固定在振動試驗(yàn)臺上，要求此振動試驗(yàn)臺能實(shí)現(xiàn)上下、左右、前后3個坐標(biāo)軸向的正弦振動。按照表1對手套箱總成進(jìn)行振動試驗(yàn)。

表1 振動試驗(yàn)條件

手套箱總成上下振動4 h、左右振動2 h、前后振動2 h后，不得出現(xiàn)破損、裂紋、變形以及功能和部件上的損壞，不得出現(xiàn)令人不舒服的噪聲，且裝配后對手套箱性能無影響。

2.2.4 操作力

在室溫(23±2)℃環(huán)境240 h以及冷熱存放試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱按照車身角度放置，模擬乘客開關(guān)手套箱動作，用手持式測力計記錄手套箱門打開與關(guān)閉過程中出現(xiàn)的最大力。

開啟力測量。將測力計的掛鉤勾住手套箱外拉手，力的作用方向保持為拉手開啟方向一致(拉手表面法線方向)。

關(guān)閉力測量。將測力計的頂桿頂住離手套箱門上邊緣20 mm處的中心區(qū)域，力的作用方向保持為箱蓋法線方向(圖6)。

圖6 關(guān)閉力測量位置

至少測量記錄數(shù)值10次，要求手套箱開啟力(15±5)N；關(guān)閉力(15±5)N。

2.2.5 濫用力驗(yàn)證

(1)手套箱濫用力

將手套箱處于開啟狀態(tài)，按圖7所示離手套箱邊緣20 mm處，使用帶有直徑20 mm接觸面的測力計，垂向加載150 N的力，持續(xù)5 s(要求施加的力值在5 s內(nèi)從0到150 N,力值應(yīng)盡量均勻增加)。

圖7 濫用力測量位置

要求施加150 N的力后，持續(xù)5 s，手套箱沒有任何損壞。試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱仍然可以正常開啟和關(guān)閉。

(2)開啟拉手濫用力

用夾具把手套箱外蓋固定住，對開啟拉手施加150 N,保持5 s不間斷(圖8)；要求力的作用點(diǎn)和方向與扣手開啟力的作用點(diǎn)和方式一致，同樣要求在5 s內(nèi)力值從0到150 N,均勻增加。

圖8 拉手濫用力測量位置

試驗(yàn)結(jié)束后，要求手套箱拉手沒有任何損壞。試驗(yàn)結(jié)束后，手套箱可以正常開啟和關(guān)閉。

3 總結(jié)

手套箱作為汽車內(nèi)飾儀表板系統(tǒng)中重要的功能件，一直是汽車主機(jī)廠儀表板設(shè)計人員重點(diǎn)研究的對象。文中提出的一些設(shè)計和驗(yàn)證方法都是以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。隨著消費(fèi)者對汽車儀表板要求的不斷提高，這些設(shè)計和驗(yàn)證方法還會有不斷的提高和創(chuàng)新，但設(shè)計和驗(yàn)證原理是相通的，希望此文能給儀表板設(shè)計人員一點(diǎn)啟發(fā)和幫助。

[1]曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計與實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]張志軍.汽車內(nèi)飾設(shè)計概論[M].北京：人民交通出版社，2008.

StudyonInstrumentPanelGloveBoxDesignandTest

QIN Yun

(Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

The glove box is an important function part of instrument panel. It’s the biggest enclosed storage space on instrument panel. It can help passengers store personal articles conveniently. This part relies on supplier’s design to realize the open and close function by lock body, lock lever and other parts.The lay out design and assembly test method are lacked. The design and test demands of the instrument panel glove box were introduced. It’s useful for instrument panel glove box lay out design and test.

Instrument panel glove box; Design demand; Test demand

2017-04-05

秦昀(1982—)，男，本科，助理工程師，主要從事產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)工作。E-mail：huo_changhong@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.08.014

U463.83+7

B

1674-1986(2017)08-059-03