汽車后備箱開啟機構創新設計與仿真

楊勇

摘 要：本文采用機構再生運動鏈創新設計方法對汽車后備箱開啟機構進行了機構創新設計，經過一般化運動鏈、運動鏈數綜合、再生運動鏈以及運動鏈機構化，形成汽車后備箱開啟機構新方案，并對新方案進行了尺寸設計與三維運動仿真，仿真結果驗證了汽車后備箱開啟機構與尺寸新方案的可行性。

關鍵詞：后備箱開啟機構；再生運動鏈；創新設計；仿真

1 引言

目前轎車可分為兩廂式和三廂式轎車，三廂式轎車可分為四連桿鉸鏈配氣彈簧和彎管式鉸鏈配拉桿彈簧或扭桿彈簧兩種開啟方式。在三廂式轎車中采用四連桿配氣彈簧開啟方式的轎車后行李箱蓋開啟比較平穩，但成本較高，多用于中高端轎車；采用彎管鉸鏈配拉桿彈簧或者扭桿彈簧開啟方式的轎車成本較低，但開啟過程不平穩，多用于低端轎車。

汽車后備箱開啟機構屬于連桿機構，汽車生產企業為規避不同廠家的專利壁壘，怎么設計具有自主知識產權獨創性的后備箱開啟機構呢？本文采用機構再生運動鏈創新設計方法進行創新設計，可以形成多種不同的新方案。

2 汽車后備箱開啟機構典型機構

汽車后備箱除去必要的儲物功能外，還有運動性能和運動順序的一系列具體要求。后備箱打開至最大時候與車身底盤（即后備箱箱底）有一固定夾角，以確定后備箱開合角度；后備箱開啟的過程，不能突然且迅猛，需要平緩且穩定的，以防止車身結構碰撞發生損壞，因此多采用液壓缸或彈簧作為后備箱開啟機構的原動件。常見汽車后備箱開啟機構如圖 1所示，為典型六桿機構。

3 汽車后備箱開啟機構創新設計

再生運動鏈法是根據機構的桿組組成原理，把一個特定的機構抽象為一般化的運動鏈，再按再生運動鏈步驟與轉化規則，根據該機構在產品中的約束條件演化出眾多的再生運動鏈，然后按逆推程序得到相當數量的機構見圖，以供新產品設計。

現對圖 1中汽車后備箱開啟機構原機構進行一般化處理。首先，取消車身機架 6，原動件構件 5；然后將移動副 G一般化為轉動副得到的一般化運動鏈。為了便于抽象為圖論圖形，消除尺度影響，可表示為跟一般化運動鏈，如圖 2所示，屬于“Stephensons linkage”。

該機構為含有一個移動副的六桿機構，其運動鏈數綜合可以省略，直接得到兩個一般化運動鏈構型，分別為原來的“ Stephensons linkage”和新增加的“ Watts linkage”。對于后備箱開啟機構，運動鏈特定化時需要符合設計要求與約束的條件如下：必須有一個構件作為車身（機架），必須有兩個構件作為原動件（氣動頂桿）根據后備箱開啟機構的設計要求與約束條件，對其運動鏈特定化步驟，可以得到新型后備箱開啟機構簡圖，如圖 3所示。

4 結論

本文采用機構再生運動鏈創新設計方法對汽車后備箱開啟機構進行了機構創新設計，形成汽車后備箱開啟機構新方案，并利用機械原理尺寸設計方法對新方案進行了尺寸設計，得到滿足運動要求的各個桿件尺寸。

參考文獻：

[1]顏鴻森 .顏氏創造性機構設計 ：（一 ）設計方法[J]. 機械科學與技術，1995（10）：39-41.

[2]顏鴻森 .顏氏創造性機構設計 （二 ）機構的一般化[J]. 機械科學與技術，1995（11）：44-47.