某MPV車型后背門操作力大問題研究

馮怡晨++呂慧

摘 要：某MPV車型后背門操作力大。文章通過對氣撐桿的布置原理進行分析，并提出了改進建議，對后背門操作力設計有較好的指導建議。

關鍵詞：MPV；后背門；操作力；氣撐桿

中圖分類號：U466 文獻標志碼：A 文章編號：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

后背門位于汽車尾部，與車身、尾燈、后保險杠等附件構成汽車后部的造型風格。MPV車型后背門的功能除供乘員拿取物品以外，還供乘員從后部進出入車內，屬于汽車的一個重要功能部件，且使用較頻繁，其操作力大小決定了客戶使用后背門的舒適性，而舒適性作為汽車主要性能項目之一，很大程度上影響著客戶對汽車使用的體驗和評價，因此后背門操作力的設計對提升汽車品牌力尤為重要。

以某MPV車型后背門操作力大為例，對比實車與設計狀態偏差，總結影響最終實車操作力的主要因素，同時根據氣撐桿布置原理，研究了布置參數對操作力設計的制約，為從造型階段開始的正向設計過程提供了參考方向。

1 問題概述

1.1 現狀調查

某MPV車型研發試制階段出現后背門操作力大的問題，主要體現兩個方面，第一、關閉困難，關閉力大，第二、開啟操作不舒適，同時較難開啟。根據反饋的問題對實車進行力值測量與收集，測試工具為溫度計、200N測力計。測試結果如圖1所示，在環境溫度7℃下，平均力值開啟力117N，關閉力110N。

1.2 目標設定

對同級別的MPV車型（大尺寸后背門）操作力進行調研，目標值定義為：關閉力<80N，開啟力<60N。

2 原因分析及排查

2.1 對比分析

將同一環境溫度下的實車測量操作力與設計狀態、同時與標桿狀態進行對比發現，如圖2所示：

（1）設計對比：關閉力實物狀態>設計值，反映零部件狀態及后背門系統匹配存在問題。

（2）標桿對比：開啟關閉操作力均比標桿車大，氣撐桿布置不合理。

根據以上兩個對比，按照FTA分析法梳理展開初步的影響因子，并確認要因，故障樹見圖3。

2.2 要因分析

2.2.1 后背門關閉力實物與設計不符要因確認

首先排除氣撐桿零部件質量問題，此處不詳細描述。

針對后背門系統的實物匹配問題展開確認，實物排查發現后背門系統的重量與設計預估不一致，偏差2.1kg，重力G增大，同時用懸掛法（圖4所示）測量發現系統重心與設計預估同樣存在偏差，預估重心坐標為（3963.7，0，1011.2），懸掛法測量的實物重心坐標為（3928.01，-0.285，1043.1）。

根據力矩平衡原理，如圖5所示，重力臂L減小，重力矩=GL，實物比設計狀態小，重力矩+關閉力矩=氣撐桿力矩，重力矩減小，氣撐桿力矩不變，需要更大的關閉力矩，因此關閉后背門時所需的力值相應增大，此為實物關閉力>設計值的要因。

2.2.2 后背門開關力設計不合理要因確認

（1）系統重量制約

對比后背門尺寸，發現較其他車型大，為保證此大后背門的使用剛度和強度，鈑金的面密度較其他車型大，如表1所示，同時造型的特點匹配了較多的外飾附件，如尾燈、尾翼等，因此系統的整體重量較重，力矩平衡計算中重力力矩大，導致匹配的氣撐桿力值較大，關閉力大。

（2）造型制約

調研大尺寸后背門的造型特點，發現開啟把手位置一般車型均在1000mm以下，如表2所示，在700mm～900mm左右居多，而該MPV車型開啟把手空載位置為1102mm，遠高于其他車型，如圖6所示，根據力矩平衡原理，如圖7所示，重力矩+氣撐桿力矩=開啟力矩，離地高度大，開啟力臂L開小，開啟力大。

（3）低溫性能設計過剩

設計要求為：-30℃環境條件下，最大開啟位置的關閉力>20N。該MPV車型設計時氣撐桿廠家考慮部件的特性增加了一定安全系數，設計為25.9N，根據此要求定義氣撐桿力值F1=860N。實車進入低溫環境試驗艙進行驗證，-30℃環境條件下，820N的氣撐桿就能保證后背門撐起最大開啟位置不脫落。

3 對策制定及實施

3.1 調整氣撐桿布置點

根據實測重量及重心，重新匹配氣撐桿車門側的安裝點，調整車門側安裝點坐標由（3778.4，736.02，1419.34）改為（3784，736.02，1422.3），如圖9所示，重新輸出氣撐桿F1=840N，整改后開啟力減小35N，關閉減小16.8N，如圖10所示。

3.2 低溫性能驗證

對重新布置后的氣撐桿進行低溫性能驗證，調整氣撐桿F1值的最小值。

根據驗證結果，調整氣撐桿F1=820N，整改效果為開啟力略有增大，關閉力減小14N，如圖11所示。

3.3 增加開啟把手

確認了保證撐起該MPV車型后背門的最小力值后，在此力值下，后背門下部新增一個開啟把手，減少開啟力，開啟把手離地高度為705mm，如圖12所示，整改結果為開啟力減小25.7N。

4 結束語

后背門最終整改結果為開啟力59.8N，關閉力79.2N，如表4所示，達到最初定義的目標值。本文通過對后背門操作力大的分析探究，總結了氣撐桿布置階段影響操作力輸出的幾大要素，同時利用實車階段的測量方法和驗證手段，為操作力修正及整改提供了準確的方向，對后續其他車型后背門操作力設計有較好的指導建議。

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