汽車A柱上護(hù)板與儀表板配合間隙的設(shè)計(jì)

吳濤

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心；河北省汽車工程技術(shù)研究中心）

近年來(lái)汽車種類日益多樣化，汽車產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，而內(nèi)外飾的質(zhì)量是最直觀的表現(xiàn)，直接影響消費(fèi)者的選擇，且隨著人們審美觀念的逐漸提高，對(duì)造型、手感及紋理等的要求也越來(lái)越高[1]。A柱上護(hù)板與儀表板的配合處屬于顧客關(guān)注的高敏感區(qū)域，此處間隙值大小及均勻度是內(nèi)飾精致感知評(píng)價(jià)的重要項(xiàng)，必須要符合整車內(nèi)外觀質(zhì)量的設(shè)計(jì)目標(biāo)（DTS）[2]要求并保證裝配可靠性。文章通過(guò)對(duì)A柱上護(hù)板和儀表板配合處結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行研究，在滿足功能要求的前提下，保證了A柱上護(hù)板與儀表板配合處零間隙和裝配可靠性。

1 現(xiàn)有方法與舉措

A柱上護(hù)板與儀表板可設(shè)置成有縫隙也可設(shè)置成零間隙，后者由于美觀，故被大多數(shù)主機(jī)廠采用。為了保證A柱上護(hù)板與儀表板配合處間隙值為0，A柱上護(hù)板貼近前風(fēng)擋玻璃方向的視角盲區(qū)處應(yīng)伸出一個(gè)插入儀表板的特征，用于左右方向的定位，以保證和儀表板的配合，通常有2種工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

方案1：在儀表板前端與A柱上護(hù)板連接處做1個(gè)槽，A柱上護(hù)板插入該槽內(nèi)，且在A柱上護(hù)板背面做筋。調(diào)整筋的高度以便控制A柱上護(hù)板與儀表板的左右方向間隙，且該槽的翻邊應(yīng)盡量高一些，起到對(duì)A柱上護(hù)板裝配的導(dǎo)向作用，如圖1所示。

圖1 A柱上護(hù)板開(kāi)槽與儀表板連接結(jié)構(gòu)

方案2：在儀表板的后端做1個(gè)長(zhǎng)槽孔，A柱上護(hù)板做出相應(yīng)的插腳，設(shè)計(jì)調(diào)整插腳的尺寸，以控制左右和前后方向的間隙，如圖2所示。

圖2 儀表板開(kāi)槽與A柱上護(hù)板連接結(jié)構(gòu)

上述2種方案中，方案1比較容易裝配，方案2則有利于控制前后位置以保證A柱上護(hù)板后端與儀表板有比較好的間隙和均勻度。有時(shí)，會(huì)在前端采用方案1，后端采用方案2，以綜合利用兩者的優(yōu)點(diǎn)。其中，A柱上護(hù)板筋布置在與儀表板配合處附近，保證了零件有足夠的剛度，同時(shí)也能保證在裝配后與儀表板保持良好的配合效果，使得間隙和面差都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

A柱上護(hù)板與儀表板設(shè)計(jì)成零間隙雖然美觀，但容易在行駛過(guò)程中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。為避免產(chǎn)生噪聲，可參考以下方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：1）采用低摩擦因數(shù)的材料；2）在結(jié)合部位采用吸聲材料；3）適當(dāng)增加連接固定點(diǎn)，以使位移最小化；4）結(jié)合部位應(yīng)鈍化，避免在結(jié)合部位出現(xiàn)尖銳的邊；5）在結(jié)合部位預(yù)加載荷，但不要過(guò)度。當(dāng)A柱上護(hù)板與儀表板設(shè)計(jì)成有間隙時(shí)，為保證美觀，間隙不可設(shè)計(jì)過(guò)大，一般為2～3 mm，且應(yīng)控制左右對(duì)稱差[3]。

2 理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)搭建

針對(duì)A柱上護(hù)板與儀表板配合處保證間隙為0的2種方案，會(huì)根據(jù)A柱上護(hù)板和儀表板的材質(zhì)、加工工藝及配合方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是A柱上護(hù)板與儀表板配合處的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，以保證此處間隙值的可靠性。圖3示出影響A柱上護(hù)板與儀表板配合間隙因素的推導(dǎo)過(guò)程。

圖3 影響A柱上護(hù)板與儀表板配合間隙因素的推導(dǎo)過(guò)程

影響儀表板與A柱上護(hù)板配合間隙的因素包括各單件的制造精度（尺寸公差和形位公差）、工藝（注塑工藝、低壓注塑及搪塑工藝等）及材料（PP，PVC，ABS等）等。例如：當(dāng)A柱上護(hù)板與帶表皮和發(fā)泡的儀表板配合時(shí)，推薦使用方案1的配合結(jié)構(gòu)，容易裝配和控制，可靠性高。因?yàn)閹П砥ず桶l(fā)泡的軟質(zhì)儀表板是用搪塑工藝制作而成，而搪塑工藝是通過(guò)旋轉(zhuǎn)搪塑模具，使塑料原料在離心力和熱作用下，均勻涂布、熔融及粘附于模腔的整個(gè)表面成型，經(jīng)冷卻定型而制得表皮的工藝過(guò)程。由于經(jīng)搪塑工藝制成的表皮為軟質(zhì)包覆，在與A柱上護(hù)板配合時(shí)，很容易就達(dá)到間隙為0的目標(biāo)值。

3 設(shè)計(jì)要求

為了滿足DTS設(shè)計(jì)要求（A柱上護(hù)板與儀表板配合間隙為0），在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，需符合的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如表1所示。

表1 A柱上護(hù)板與儀表板配合處設(shè)計(jì)要求

要達(dá)到較好的接縫條件，接縫處的A柱上護(hù)板表面應(yīng)盡可能平和垂直，盡可能設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)限延伸的面，對(duì)于上下方向的偏差來(lái)說(shuō)，這種造型面是最可靠的設(shè)計(jì)；另外，儀表板前端飾板或儀表板與A柱上護(hù)板接縫處圓角應(yīng)盡可能小，以最小化儀表板和A柱上護(hù)板的間隙；在裝配時(shí)，先將A柱上護(hù)板定位到儀表板上，然后再安裝到最終位置。滿足以上要求，光順的配合將促成配合間隙為0的目標(biāo)。

4 方案實(shí)施驗(yàn)證

針對(duì)方案1和方案2的分析結(jié)論，在現(xiàn)有某研發(fā)車型采用方案2的設(shè)計(jì)策略。進(jìn)行方案2設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)上已經(jīng)滿足表1中橫向界面和前后界面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在儀表板上設(shè)計(jì)2個(gè)長(zhǎng)槽孔，在A柱上護(hù)板設(shè)計(jì)2個(gè)插腳，且插腳進(jìn)行Y向定位，A柱上護(hù)板與儀表板在Y向的垂直搭接量為7.8 mm，在X向的后端搭接量為12 mm，如圖4所示。通過(guò)對(duì)在研車型進(jìn)行A柱上護(hù)板與儀表板間隙值的監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，該設(shè)計(jì)可滿足A柱上護(hù)板與儀表板配合間隙為0的DTS要求，且配合處外觀美觀，精致感知質(zhì)量強(qiáng)。

圖4 儀表板開(kāi)槽與A柱上護(hù)板連接設(shè)計(jì)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

汽車內(nèi)飾的外觀質(zhì)量是影響消費(fèi)者選擇的重要因素，而A柱上護(hù)板與儀表板又處于內(nèi)飾的核心位置，設(shè)計(jì)的質(zhì)量好壞直接影響消費(fèi)者的精致感知，因此設(shè)計(jì)人員必須權(quán)衡利弊，精心設(shè)計(jì)，同時(shí)也要考慮裝配性。文章中的方案分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)可為設(shè)計(jì)人員提供借鑒，采用此種配合結(jié)構(gòu)，可避免后續(xù)工業(yè)化階段中問(wèn)題的發(fā)生。