轿车后行李箱盖扭杆开启系统参数影响分析

1A16行李箱盖开启机构影响参数分析一、相关要求说明1、尾门开启，需控制自动弹升速度；2、尾门完全打开后，不能轻易自行向下翻转；3、尾门升起，辅助力适中，一般建议10-30N；4、尾门关闭，辅助力适中，一般建议30-100N。二、机构说明关闭状态开启过程状态完全打开状态四连杆机构三、标准状态开关扭矩平衡图开启力矩关闭力矩1012141618202224262830323436384042051015202530354045505560657075808590半重力矩开启扭矩7关闭扭矩7-3-2-101234051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0.150线-202468101214051015202530354045505560657075808590关闭力矩f=0.150线2A、尾门开启停靠于20°-75°之间，停靠位置在45°-55°。B、尾门开启后，不会自动关闭，可靠停止在极限位置；关闭时中间部位不会反弹。四、影响开启主要参数五、扭杆直径影响1、弹簧直径对开启扭矩影响很大。全面影响开启速度、停靠位置、关闭力，是重要的影响参数。扭矩平衡图开启力矩A、随着弹簧直径尺寸增加，关闭位置扭杆扭矩增加，尾门开启停靠位置由小开启角度至中间位置无法停靠范围变动。B、随着弹簧直径尺寸增加，开关全程扭杆扭矩增加，开启速度增加，关闭阻力增大。2、如果其它参数不变，扭杆扭矩控制40.5±0.25之间，则A、40.5N.m力矩平衡图1012141618202224262830323436051015202530354045505560657075808590半重力矩弹簧直径6.85(f=0.15)弹簧直径7(f=0.15)弹簧直径7.15(f=0.15)-6-5-4-3-2-101234567051015202530354045505560657075808590开启力矩（直径6.85，f=0.15)开启力矩（直径7,f=0.15)开启力矩（直径7.15,f=0.15)340.5N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.5N.m，可以将开启角度控制在40°-65°之间。B、40.25N.m力矩平衡图40.25N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.25N.m，可以将开启角度控制在35°-50°之间。10121416182022242628303234051015202530354045505560657075808590半重力矩直径6.85，扭矩40.5直径7，扭矩40.5直径7.15，扭矩40.5-4-3-2-10123456051015202530354045505560657075808590直径6.85开启（扭矩40.5）直径7开启（扭矩40.5）直径7.15开启（扭矩40.5）10121416182022242628303234051015202530354045505560657075808590半重力矩直径6.85，扭矩40.25直径7，扭矩40.25直径7.15，扭矩40.25-5-4-3-2-10123456051015202530354045505560657075808590直径6.85开启（扭矩40.25）直径7开启（扭矩40.25）直径7.15开启（扭矩40.25）0线4C、40.75N.m力矩平衡图40.75N.m开启扭矩单参数变化情况下，关闭状态下扭杆扭矩控制在40.25N.m，可以将开启角度控制在45°-65°之间。3、综上所述：A、扭杆直径大幅度影响开关全过程扭矩平衡。B、控制尾门锁止位置扭杆扭矩在40.5±0.25之间，尾门开启角度可以控制在35°-65°之间。但需改变扭杆预扭角，弹簧直径减小，尾门关闭初始力增大。总体上控制扭矩是可行办法。C、锁止位置扭杆扭矩受控（40.5±0.25）后，扭杆直径对开启自动弹升基本无影响；D、如果锁止位置扭杆扭矩受控（40.5±0.25），扭杆直径也受控（7-7.15），则扭杆对尾门开启停靠位置基本无影响。六、四连杆机构影响1、理论尺寸开启扭矩关闭扭矩10121416182022242628303234051015202530354045505560657075808590半重力矩直径6.85，扭矩40.75直径7，扭矩40.75直径7.15，扭矩40.75-4-3-2-10123456051015202530354045505560657075808590直径6.85开启（扭矩40.75）直径7开启（扭矩40.75）直径7.15开启（扭矩40.75）0线-3-2-101234051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0.15(￠7)0线5理论尺寸四连杆机构，尾门开启停靠位置为开启45°-55°之间。2、极限尺寸A、最大开启扭矩B、最小开启扭矩C、扭杆扭矩40.5N.m,f=0.15状态下，极限尺寸开启扭矩尾门关闭位置，四连杆机构力学特性快速变化、扭杆初始扭矩也增减较多，导致开启时很难自行弹升或中间停靠。3、CP=1.33（0.75倍公差）极限尺寸A、最大弹开扭矩-202468101214051015202530354045505560657075808590关闭力矩f=0.15(￠7)0线-4-2024681012141618202224262830051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线-16-14-12-10-8-6-4-20246051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线-12-10-8-6-4-2024681012141618202224051015202530354045505560657075808590极大开启力矩f=0.150线极小开启力矩f=0.156B、最小弹开扭矩C、扭杆扭矩40.5N.m,f=0.15状态下，极限尺寸开启扭矩开启时，一部分尾门无法自行开启或中间停靠。4、CP=1.67（0.6倍公差）极限尺寸A、最大弹开扭矩B、最小弹开扭矩-4-20246810121416182022051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线-14-12-10-8-6-4-20246051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线-8-6-4-2024681012141618051015202530354045505560657075808590极大开启力矩f=0.15极小开启力矩f=0.150线-4-202468101214161820051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线7C、扭杆扭矩40.5N.m,f=0.15状态下，极限尺寸开启扭矩还有一小部分尾门可以无法自行开启或中间停靠。5、综上所述：A、理论尺寸四连杆机构，开启、关闭扭矩均合理。B、理论公差、CP=1.33、CP=1.67的极限尺寸四连杆机构，开启扭矩无法可靠保证中间位置停靠。C、四连杆机构尺寸主要影响尾门刚开启阶段，并随开启角度加大逐渐降低影响。七、摩擦系数影响1、0-0.3摩擦系数2、0.12-0.18摩擦系数-12-10-8-6-4-20246051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0开启力矩f=0.15开启力矩f=0.30线-8-6-4-20246810121416051015202530354045505560657075808590极大开启力矩f=0.15极小开启力矩f=0.15-4-3-2-1012345678051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0(￠7)开启力矩f=0.15(￠7)开启力矩f=0.3(￠7)0线-4-3-2-1012345051015202530354045505560657075808590开启力矩f=0.12(￠7)开启力矩f=0.15(￠7)开启力矩f=0.18(￠7)0线8摩擦系数对开启全过程均有影响，但对初始扭矩影响更大。八、尾门参数影响1、重量参数重量参数对开启初始重量阻力矩有较大影响，对终止位置重量阻力矩影响较小。2、重心位置参数（Z坐标差_重力臂初始夹角）初始重力臂夹角对重力阻力矩形状有较大影响，夹角越大开启角度需越大才容易力矩平衡。九、原设计数据分析小结主因是四连杆机构公差、摩擦系数和扭杆直径。扭矩受控后，扭杆直径不影响开启，非主因。序号参数数值公差影响1四连杆机构铰链力臂C83±11、理论设计尺寸四连杆机构，开启、关闭扭矩均合理。2、四连杆机构尺寸主要影响尾门刚开启阶段，并随开启角度加大逐渐降低影响。3、极限尺寸无法确保自行弹升和中间停靠。扭杆力臂长A98±0.5撑杆长度B122±12扭杆直径￠7±0.151、全程影响，初始开启位置影响更大；2、锁止位置扭矩采用预转角控制后，直径越小，尾门关闭初始扭矩越大。3各摩擦系数按0-0.3，指标为0.15全程影响，初始开启位置影响更大4重量尾门重量15.8kg（全）无明显影响重力臂382.5十、机构设计优化510152025303505101520253035404550556065707580859095夹角15°夹角20°夹角25°夹角30°夹角35°0510152025303505101520253035404550556065707580859095100105夹角15°夹角20°夹角25°夹角30°夹角35°夹角40°91、原设计数据关闭位置与机构极限位置较接近，尺寸公差敏感度强烈，对摩擦系数敏感性强，导致精度要求高，控制难度大。2、优化数据增加机构尺寸，远离机构极限位置，适当减少加工公差。开启45°状态差异：红色为原设计，绿色为优化数据。开启95°状态：红色为原设计，绿色为优化数据。103、机构参数对比项目原设计优化设计支撑臂长122±1150±0.5铰链臂长83±1120±0.5扭杆臂长98±0.5115±0.5固定臂长107.3±0.5153.4±0.5锁紧扭杆与支撑臂夹角13.16°24.5°扭杆直径7±0.156.3-6.4扭矩控制40.5±0.2532.25±0.25十一、优化系统性能1、设计状态（f=0.15）-10-50510051015202530354045505560657075808590950线6.3-175极大0.156.3-175极小0.156.3-175设计值0.15-10-50510051015202530354045505560657075808590956.4-164极大0.156.4-164极小0.156.4-164设计值0.15-200-150-100-50050100051015202530354045505560657075808590956.3-175极大0.15功6.3-175极小0.15功6.3-175设计值0.15功0线功-250-200-150-100-5005010012345678910111213141516171819206.4-164极大0.15功6.4-164极小0.15功6.4-164设计值0.15功0线功112、机构极限状态摩擦系数f=0-0.3，扭杆扭矩N=32.0-32.5，尺寸公差按照极限±0.5考虑，极限边界扭矩平衡图。十二、计算附件行李箱盖开启停靠性参数优化810121416182022242628303234363840424446485005101520253035404550556065707580859095半重力矩开启扭矩6.4关闭扭矩6.481012141