某MPV车型后背门操作力大问题研究

冯怡晨++吕慧

摘 要：某MPV车型后背门操作力大。文章通过对气撑杆的布置原理进行分析，并提出了改进建议，对后背门操作力设计有较好的指导建议。

关键词：MPV；后背门；操作力；气撑杆

中图分类号：U466 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0001-04

Abstract： In this paper，the arrangement principle of the gas stay is analyzed，and some suggestions for improvement are put forward.

Keywords： MPV；Tailgate；Operating force；Gas stay

前言

后背門位于汽车尾部，与车身、尾灯、后保险杠等附件构成汽车后部的造型风格。MPV车型后背门的功能除供乘员拿取物品以外，还供乘员从后部进出入车内，属于汽车的一个重要功能部件，且使用较频繁，其操作力大小决定了客户使用后背门的舒适性，而舒适性作为汽车主要性能项目之一，很大程度上影响着客户对汽车使用的体验和评价，因此后背门操作力的设计对提升汽车品牌力尤为重要。

以某MPV车型后背门操作力大为例，对比实车与设计状态偏差，总结影响最终实车操作力的主要因素，同时根据气撑杆布置原理，研究了布置参数对操作力设计的制约，为从造型阶段开始的正向设计过程提供了参考方向。

1 问题概述

1.1 现状调查

某MPV车型研发试制阶段出现后背门操作力大的问题，主要体现两个方面，第一、关闭困难，关闭力大，第二、开启操作不舒适，同时较难开启。根据反馈的问题对实车进行力值测量与收集，测试工具为温度计、200N测力计。测试结果如图1所示，在环境温度7℃下，平均力值开启力117N，关闭力110N。

1.2 目标设定

对同级别的MPV车型（大尺寸后背门）操作力进行调研，目标值定义为：关闭力<80N，开启力<60N。

2 原因分析及排查

2.1 对比分析

将同一环境温度下的实车测量操作力与设计状态、同时与标杆状态进行对比发现，如图2所示：

（1）设计对比：关闭力实物状态>设计值，反映零部件状态及后背门系统匹配存在问题。

（2）标杆对比：开启关闭操作力均比标杆车大，气撑杆布置不合理。

根据以上两个对比，按照FTA分析法梳理展开初步的影响因子，并确认要因，故障树见图3。

2.2 要因分析

2.2.1 后背门关闭力实物与设计不符要因确认

首先排除气撑杆零部件质量问题，此处不详细描述。

针对后背门系统的实物匹配问题展开确认，实物排查发现后背门系统的重量与设计预估不一致，偏差2.1kg，重力G增大，同时用悬挂法（图4所示）测量发现系统重心与设计预估同样存在偏差，预估重心坐标为（3963.7，0，1011.2），悬挂法测量的实物重心坐标为（3928.01，-0.285，1043.1）。

根据力矩平衡原理，如图5所示，重力臂L减小，重力矩=GL，实物比设计状态小，重力矩+关闭力矩=气撑杆力矩，重力矩减小，气撑杆力矩不变，需要更大的关闭力矩，因此关闭后背门时所需的力值相应增大，此为实物关闭力>设计值的要因。

2.2.2 后背门开关力设计不合理要因确认

（1）系统重量制约

对比后背门尺寸，发现较其他车型大，为保证此大后背门的使用刚度和强度，钣金的面密度较其他车型大，如表1所示，同时造型的特点匹配了较多的外饰附件，如尾灯、尾翼等，因此系统的整体重量较重，力矩平衡计算中重力力矩大，导致匹配的气撑杆力值较大，关闭力大。

（2）造型制约

调研大尺寸后背门的造型特点，发现开启把手位置一般车型均在1000mm以下，如表2所示，在700mm～900mm左右居多，而该MPV车型开启把手空载位置为1102mm，远高于其他车型，如图6所示，根据力矩平衡原理，如图7所示，重力矩+气撑杆力矩=开启力矩，离地高度大，开启力臂L开小，开启力大。

（3）低温性能设计过剩

设计要求为：-30℃环境条件下，最大开启位置的关闭力>20N。该MPV车型设计时气撑杆厂家考虑部件的特性增加了一定安全系数，设计为25.9N，根据此要求定义气撑杆力值F1=860N。实车进入低温环境试验舱进行验证，-30℃环境条件下，820N的气撑杆就能保证后背门撑起最大开启位置不脱落。

3 对策制定及实施

3.1 调整气撑杆布置点

根据实测重量及重心，重新匹配气撑杆车门侧的安装点，调整车门侧安装点坐标由（3778.4，736.02，1419.34）改为（3784，736.02，1422.3），如图9所示，重新输出气撑杆F1=840N，整改后开启力减小35N，关闭减小16.8N，如图10所示。

3.2 低温性能验证

对重新布置后的气撑杆进行低温性能验证，调整气撑杆F1值的最小值。

根据验证结果，调整气撑杆F1=820N，整改效果为开启力略有增大，关闭力减小14N，如图11所示。

3.3 增加开启把手

确认了保证撑起该MPV车型后背门的最小力值后，在此力值下，后背门下部新增一个开启把手，减少开启力，开启把手离地高度为705mm，如图12所示，整改结果为开启力减小25.7N。

4 结束语

后背门最终整改结果为开启力59.8N，关闭力79.2N，如表4所示，达到最初定义的目标值。本文通过对后背门操作力大的分析探究，总结了气撑杆布置阶段影响操作力输出的几大要素，同时利用实车阶段的测量方法和验证手段，为操作力修正及整改提供了准确的方向，对后续其他车型后背门操作力设计有较好的指导建议。

参考文献：

[1]周利民，班正逸，刘少峰.后背门气弹簧设计探析[J].汽车实用技术，2013（11）.

[2]王家利，乐玉汉，李辉.后背门气弹簧布置与撑力计算[J].汽车工程师，2010（7）.

[3]王浩.空气弹簧悬架在承重桥上的布置形式及其性能分析[J].科技创新与应用，2015（31）：95.endprint