汽车A柱上护板与仪表板配合间隙的设计

2018-07-12吴涛

汽车工程师 2018年3期

吴涛

（长城汽车股份有限公司技术中心；河北省汽车工程技术研究中心）

近年来汽车种类日益多样化，汽车产品的竞争也越来越激烈，而内外饰的质量是最直观的表现，直接影响消费者的选择，且随着人们审美观念的逐渐提高，对造型、手感及纹理等的要求也越来越高[1]。A柱上护板与仪表板的配合处属于顾客关注的高敏感区域，此处间隙值大小及均匀度是内饰精致感知评价的重要项，必须要符合整车内外观质量的设计目标（DTS）[2]要求并保证装配可靠性。文章通过对A柱上护板和仪表板配合处结构形式进行研究，在满足功能要求的前提下，保证了A柱上护板与仪表板配合处零间隙和装配可靠性。

1 现有方法与举措

A柱上护板与仪表板可设置成有缝隙也可设置成零间隙，后者由于美观，故被大多数主机厂采用。为了保证A柱上护板与仪表板配合处间隙值为0，A柱上护板贴近前风挡玻璃方向的视角盲区处应伸出一个插入仪表板的特征，用于左右方向的定位，以保证和仪表板的配合，通常有2种工程结构设计方案。

方案1：在仪表板前端与A柱上护板连接处做1个槽，A柱上护板插入该槽内，且在A柱上护板背面做筋。调整筋的高度以便控制A柱上护板与仪表板的左右方向间隙，且该槽的翻边应尽量高一些，起到对A柱上护板装配的导向作用，如图1所示。

图1 A柱上护板开槽与仪表板连接结构

方案2：在仪表板的后端做1个长槽孔，A柱上护板做出相应的插脚，设计调整插脚的尺寸，以控制左右和前后方向的间隙，如图2所示。

图2 仪表板开槽与A柱上护板连接结构

上述2种方案中，方案1比较容易装配，方案2则有利于控制前后位置以保证A柱上护板后端与仪表板有比较好的间隙和均匀度。有时，会在前端采用方案1，后端采用方案2，以综合利用两者的优点。其中，A柱上护板筋布置在与仪表板配合处附近，保证了零件有足够的刚度，同时也能保证在装配后与仪表板保持良好的配合效果，使得间隙和面差都能达到设计要求。

A柱上护板与仪表板设计成零间隙虽然美观，但容易在行驶过程中产生相对运动，进而产生噪声。为避免产生噪声，可参考以下方法进行设计：1）采用低摩擦因数的材料；2）在结合部位采用吸声材料；3）适当增加连接固定点，以使位移最小化；4）结合部位应钝化，避免在结合部位出现尖锐的边；5）在结合部位预加载荷，但不要过度。当A柱上护板与仪表板设计成有间隙时，为保证美观，间隙不可设计过大，一般为2～3 mm，且应控制左右对称差[3]。

2 理论设计基础搭建

针对A柱上护板与仪表板配合处保证间隙为0的2种方案，会根据A柱上护板和仪表板的材质、加工工艺及配合方式进行设计，特别是A柱上护板与仪表板配合处的结构和参数设计，以保证此处间隙值的可靠性。图3示出影响A柱上护板与仪表板配合间隙因素的推导过程。

图3 影响A柱上护板与仪表板配合间隙因素的推导过程

影响仪表板与A柱上护板配合间隙的因素包括各单件的制造精度（尺寸公差和形位公差）、工艺（注塑工艺、低压注塑及搪塑工艺等）及材料（PP，PVC，ABS等）等。例如：当A柱上护板与带表皮和发泡的仪表板配合时，推荐使用方案1的配合结构，容易装配和控制，可靠性高。因为带表皮和发泡的软质仪表板是用搪塑工艺制作而成，而搪塑工艺是通过旋转搪塑模具，使塑料原料在离心力和热作用下，均匀涂布、熔融及粘附于模腔的整个表面成型，经冷却定型而制得表皮的工艺过程。由于经搪塑工艺制成的表皮为软质包覆，在与A柱上护板配合时，很容易就达到间隙为0的目标值。

3 设计要求

为了满足DTS设计要求（A柱上护板与仪表板配合间隙为0），在进行工程设计时，需符合的设计要点，如表1所示。

表1 A柱上护板与仪表板配合处设计要求

要达到较好的接缝条件，接缝处的A柱上护板表面应尽可能平和垂直，尽可能设计一个无限延伸的面，对于上下方向的偏差来说，这种造型面是最可靠的设计；另外，仪表板前端饰板或仪表板与A柱上护板接缝处圆角应尽可能小，以最小化仪表板和A柱上护板的间隙；在装配时，先将A柱上护板定位到仪表板上，然后再安装到最终位置。满足以上要求，光顺的配合将促成配合间隙为0的目标。

4 方案实施验证

针对方案1和方案2的分析结论，在现有某研发车型采用方案2的设计策略。进行方案2设计时，设计上已经满足表1中横向界面和前后界面的设计要点，在仪表板上设计2个长槽孔，在A柱上护板设计2个插脚，且插脚进行Y向定位，A柱上护板与仪表板在Y向的垂直搭接量为7.8 mm，在X向的后端搭接量为12 mm，如图4所示。通过对在研车型进行A柱上护板与仪表板间隙值的监测，并进行数据统计分析，该设计可满足A柱上护板与仪表板配合间隙为0的DTS要求，且配合处外观美观，精致感知质量强。