行李箱盖的一般设计

1行李箱盖的一般设计1、概述行李箱盖系统是汽车车身结构中相对独立的总成，是供乘员取放行李、工具及其他备用物品的必要通道，其基本形状及在车身上的位置如图5-1所示。行李箱盖系统主要由行李箱盖焊接总成、行李箱附件（开启机构、锁、密封条等）组成。本章主要讨论行李箱系统的总体布置和行李箱焊接总成的设计。行李箱盖系统的组成如图5-2所示。图5-1汽车行李箱盖图5-2行李箱盖总成结构行李箱盖的设计直接影响到整车的造型效果、密封性、视野以及噪声控制等诸方面。行李箱盖结构设计与附件布置考虑的因素也较多，既要保证行李箱盖与整车的协调一致，还要保证行李箱盖本身的技术要求。行李箱盖焊接总成包括行李箱盖内外板（或称为内外蒙皮）、行李箱盖加强件等，是一个整体涂漆、未装配状态的钣金焊接总成，是实现行李箱整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。行李箱盖作为汽车的组成部分，是车身尾部最富变化和最受人关注的对象。一方面，行李箱盖作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必需满足车身整体性能的要求；另一方面，行李箱盖结构自身的视野性、安全性、密封等性能，既对整个车身结构性能影响较大，也是行李箱盖功能要求的重要部分。行李箱盖的基本功能包括：行李箱盖2第一，对使用方便性来说，要求开关灵活、轻便、自如，在最大开度时能可靠限位，同时开度应足够，确保上下物品方便性。第二，对视野性来说，要求行李箱盖外板上表面的高度（或扰流板高度）不得影响内后视野的下视线；第三，对可靠性安全性来说，要求足够的强度、刚度，不允许因变形而影响行李箱开关可靠性，行李箱盖开关时不允许有振动噪声，并且部件性能可靠、不干涉，碰撞中行李箱不允许自行打开，以确保物品安全。第四，对密封性来说，要求雨、雪、尘不能进入行李舱内，应具备良好的气密封性。第五，对工艺性维修性来说，要求易于生产制造，拆装方便。二、行李箱盖总布置参数设计1总布置参数与行李箱盖设计相关的总布置参数如表5-1和图5-3所示。表5-1行李箱盖总布置参数表代号描述最小值推荐值最大值A开口宽(mm)8509501100B关闭力作用点水平长度(mm)200300400C门槛高度(mm)550600660D开启手柄高度(mm)600700800E开启最高位置(mm)150016001800FO初始开启力(N)3040-5070FC关闭力(N)3040-5070图5-3行李箱盖总布置参数2总布置参数设计2.1开口宽度行李箱盖开启后，应为用户提供足够的取放行李的通过空间，行李箱盖的开口宽度则显得犹为重要。开口宽度A主要受到整车宽度、后灯位置及造型、两侧流水槽结构的影响。在整车的效果图冻结后，这个开口宽度已基本确定。开口宽度A最小应在850mm，一般选取950mm，当然，在车宽允许的情况下，这个值越大越好。在进行效果图分析时，就应对这个尺寸进行检查，同时要考虑后灯的布置对流水槽的影响，使流水槽在满足排水性的前提下尽量窄，以增加开口宽度。2.2关闭力作用点水平长度3三厢轿车的行李箱盖开启后，其最下端应向车的前方移动。关闭力作用点水平长度是指，当行李箱盖开启到最大位置时，人手的施力点（行李箱盖最后端）与汽车尾部的水平距离。如果这个尺寸过小，人在取放行李时，头部容易触及行李箱盖，对操作造成影响。如果这个尺寸过大，人在关闭行李箱盖时，需要将手尽量伸长，对于身材较小的用户，操作起来较为困难，且减小了外力的力臂，使关闭起来较为费力。关闭力作用点水平长度设计在200-400（mm）之间，一般选取300mm左右为宜。这个尺寸是通过行李箱盖开启机构特别是铰链轴心线的位置来实现的。2.3门槛高度门槛高度是指行李箱盖关闭时，最下端的离地高度，这个尺寸对用户取放行李具有直接影响。如果门槛过高，超出行李箱承物面较多，用户取放行李时始终有较大距离的“抬升”过程，对用户的使用造成影响。如果门槛过低，在进行追尾试验时，行李箱盖将直接承受后部的冲击力，能量得不到有效传递，甚至可能通过行李箱内的物品，传递到后排座椅，对后排乘员的安全构成威胁。门槛高度应在效果图分析时进行检查，设计在550-660(mm)之间，一般选取600mm左右。这样的门槛高度，既不会高出行李箱承物面很多，又能使追尾时，由后裙板接受冲击力，通过后纵梁有效传递能量，确保乘员安全。2.4开启手柄高度行李箱盖关闭时，需要施加外力使行李箱打开。开启手柄高度是指外力作用点的离地高度。这个尺寸主要受到行李箱高度和人机的影响。手柄的设计位置不能过低，这样会使身材高大的用户需要较大程度的弯腰才能触及手柄。手柄位置过高时，手的施力较别扭，同样不利于用户操作。当手柄安装在牌照灯装饰盖上，或者直接用装饰盖代替手柄时，施力点的位置首先要满足牌照安装的法规要求。开启手柄高度应在效果图分析时进行检查，设计在600-800(mm)，一般选取700mm左右。2.5开启最高位置行李箱盖开启的最高位置，是指行李箱盖开启到最大角度后，其尾端的离地高度。如果开启高度过高，在关闭时，身材较小的用户较难施力。如果开启高度过低，在用户特别是身材高大的用户取放行李时，头部容易触及行李箱盖，对用户造成伤害。这个高度由行李箱盖开启机构的设计参数决定。当行李箱盖的铰链轴心线布置完成后，应根据开启最高位置参数的要求确定最大开度，并校核关闭力作用点水平长度，并根据需要调整轴心线位置。当轴心线和开度最终确定后，应根据最大开度，在铰链上设计限位机构，实现最大开度的要求。开启最高位置设计在1500-1800(mm)之间，一般选取1600mm左右。2.6操作力行李箱盖的操作力包括开启力和关闭力。操作力过大，将对用户的使用带来不便，但操作力过小，反而增加行李箱盖的不稳定性，影响用户使用安全。行李箱盖的操作力一般设计在40-50N之间。在行李箱盖总成重心、重量基本确定后，行李箱操作力主要是通过行李箱开启机构的设计来实现的，包括轴心线位置、铰链结构、弹性机构的设计等，这方面的知识在“两盖系统附件”中进行详细介绍。三、行李箱盖钣金设计1行李箱盖的设计流程4行李箱盖是车身结构中的一个分总成，行李箱盖设计应与车身总体设计相统一。在进行具体的行李箱盖设计前首先应根据整车参数，以同类型车为参考，进行行李箱盖部分的产品描述，确定行李箱盖类型、附件类型及种类。行李箱盖的设计过程包括以下内容：1．产品描述根据设计任务书和调研的分析结果对行李箱盖总成及零件进行定性描述；2．确定输入和输出输入一般指：市场部提供的设计任务书；车身CAS表面数模；设计法规等。输出一般是确定需要建立的三维模型、二维图纸、特性清单和技术要求等；3．确定行李箱盖边界，进行行李箱盖的总体结构方案设计：1）确定边界；2）行李箱盖附件布置；3）行李箱盖主断面设计4）行李箱盖钣金设计；5）附件设计。4．行李箱盖的法规校核、DMU检查、运动校核；5．安全性校核；6．根据校核结果进行修改，完成设计。当然，上述的设计步骤并不是绝对不变的，要根据设计的需要灵活进行，各步骤之间的反复往往要多次进行，如：根据铰链位置等初步确定行李箱盖边界，然后进行附件布置，但布置过程中出现问题又要求重新修改边界等等，各步骤不断交叉进行，多方面考虑才能保证最终设计的合理。行李箱盖附件的布置可分为两大部分，一部分是要与外部行李箱开口周边相配合的附件如铰链或四连杆结构、行李箱锁的锁体等；另一部分是行李箱内部的附件如行李箱锁的拉杆（拉索）等。行李箱盖外附件的布置是在确定行李箱盖与行李箱开口周边结构件之间的关系的情况下进行的。在整个行李箱盖附件的布置设计过程中不存在一个结论性的方法和流程，是一个逐步调整、逐步优化的过程，具有明显的试探性、反复性和不确定性等特点。一般情况下，在进行行李箱盖附件布置时，首先在满足各附件基本的功能要求的情况下给出附件各自粗略的初始定位；然后在保证不出现安装干涉和运动干涉的情况下对它们的位置进行逐步的调整和细化。在调整的过程中，各附件的位置是相互作用的，都有可能进行变动，不会出现给定某一或某些附件的位置，而只调整其它附件的情况。行李箱附件的布置、设计、校核、技术要求等内容具体可参见两盖系统附件部分，这里主要介绍行李箱盖主断面设计和行李箱盖钣金设计。2行李箱盖主断面设计在进行行李箱盖焊接总成详细设计之前，通常根据CAS面进行主断面制作和分析，通过主断面预先进行附件初步布置与造型和设计可行性分析，主断面的设计与上述附件的布置为同步工程，也是造型设计阶段的主要工程输入。行李箱盖需要制作的主断面分布如图5-4所示。5图5-4行李箱盖主断面2.1A-A断面A-A断面（图5-5）表达的是行李箱与侧围的相互关系。此断面一般包括行李箱内外蒙皮、侧围外蒙皮、后侧围内蒙皮、流水槽等。行李箱与侧围的间隙比较明显，一般为3~5(mm)，公差在±0.5~±1.5(mm)之间，段差为0.5mm或1mm，侧围一般应高于行李箱，段差的具体数值要根据具体的外形和分块线来确定，原则是从侧面看不到行李箱与侧围的缝隙。40+10侧围外板后侧围内板流水槽行李箱外板行李箱内板图5-5A-A断面A-A断面还要考虑行李箱的密封结构。一方面，流水槽要有一定宽度，便于流水。另一方面，行李箱的开口宽度要求流水槽尽量窄。此时，要通过增加流水槽的深度来提高排水性能，使流水槽宽度尽量减小。同时，应要求侧围与流水槽的搭接位置，在满足焊接通道和冲压要求的前提下尽量减少斜度，使流水槽的宽度得到控制。另外，该断面确定后，行李箱内板两侧上部的密封面结构得以确定。2.2B-B断面B-B断面（图5-6）表达的是后组合灯、行李箱与侧围的相互关系。此断面与A-A断面类似，只是后组合灯替代了侧围外板。行李箱与后组合灯的间隙一般为3~5(mm)，公差在±0.5~±1.5(mm)之间，段差为0.5mm或1mm，后组合灯也应高于行李箱盖，具体情况要根据外形和此处的分块来确定。B-B断面同样需要考虑行李箱的密封结构。除了A-A断面中所提及的因素外，还要考虑后组合灯对流水槽的要求，如果需要在流水槽上设计安装点，应考虑后组合灯安装面的排水性。另外，该断面确定后，行李箱内板两侧下部的密封面结构得以确定。640±1.0行李箱外板行李箱内板流水槽后组合灯图5-6B-B断面2.3C-C断面C-C断面（图5-7）表达的是行李箱盖上端与后挡玻璃结合的结构。这个断面包括行李箱内外板、后挡玻璃、置物板等，主要考虑行李箱的密封结构和开启过程运动间隙。5后挡玻璃置物板行李箱外板行李箱内板图5-7C-C断面在行李箱上端，密封条夹持在置物板的翻边上，置物板应构成类似流水槽的形状，也应使这个流水槽尽量窄，使整个行李箱的开口加大。但是，受到行李箱密封面布置和排水性的影响，流水槽应有一个宽度，这里同样可以通过增加深度来提高排水性。另外，置物板形成的这个流水槽，应设计成中间高、两侧低的形状，使雨水能自动流到两侧的流水槽而排出。行李箱在关闭时，与后挡玻璃的间隙应不小于10mm。另外，在铰链轴心线确定过程中，应根据这个断面，对行李箱盖的运动包络进行检查，在任何运动位置，都应与后挡玻璃保持5mm的间隙。这个间隙可以通过改变行李箱上端收口位置和铰链轴心线的位置来调整。另外，该断面确定后，行李箱内板上部的密封面结构得以确定。2.4D-D断面D-D断面（图5-8）表达的是行李箱盖下部与后保险杠的结构。这个断面包括行李箱盖内外板、后保险杠、后裙板等。行李箱盖与后保险杠的间隙一般为5~8(mm)，公差一般在±0.5~±1.5(mm)之间。在行李箱下端，密封条夹持在后裙板的翻边上，由于下部是流水位置，这里不应再设计流水槽，而是将后裙板与后保险杠上端的搭接面直接设计成一个向下的斜面，使水流出车外。为增加行李箱开口尺寸，后裙板的翻边应尽量靠外，但这受到行李箱内板成形的影响。该断面确定后，行李箱内板下部的密封面结构得以确定。7另外，D-D断面还要对行李箱锁的布置进行考虑（图5-8a）。在布置行李箱锁时，要确保行李箱锁在行李箱盖上的布置空间，以及设计加强件的可行性，加强件的焊点不应出现在密封面上。特别需要注意的是，锁销在后裙板上的布置，很容易受到后裙板冲压