上車(chē)踏板設(shè)計(jì)

許國(guó)慧，林春雷

（1.北京現(xiàn)代汽車(chē)有限公司技術(shù)中心，北京 101300；2.北汽股份有限公司，北京 101300）

引言

SUV底盤(pán)高的特點(diǎn)使它具有良好的通過(guò)性，但底盤(pán)高，駕駛員和乘員在上下車(chē)時(shí)不方便，因此中高檔SUV都配置了上車(chē)踏板。經(jīng)過(guò)不斷演化，以及消費(fèi)者對(duì)外觀(guān)要求的不斷提高，現(xiàn)在上車(chē)踏板不僅具有輔助上車(chē)的功能，同時(shí)還豐富了車(chē)的造型，成為造型的一個(gè)亮點(diǎn)。造型時(shí)要考慮外觀(guān)上的整體效果，以達(dá)到造型的目的。設(shè)計(jì)構(gòu)想中，應(yīng)定義上車(chē)踏板的類(lèi)型，如：上車(chē)踏板和側(cè)裙護(hù)板做成一體，還是分開(kāi)處理；上車(chē)踏板是整體注塑，還是本體采用鋁合金擠出，端頭加塑料裝飾件；上車(chē)踏板與車(chē)身的固定方式、承載重量、是否超出最大車(chē)寬等都需要考慮全面。

1 開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)述

2 上車(chē)踏板分類(lèi)

2.1 分體造型

圖1

上車(chē)踏板與側(cè)裙護(hù)板分體（圖2），上車(chē)踏板固定于底板上，由安裝支架、本體和塑料件端頭等組成（圖3）。這種結(jié)構(gòu)，本體采用鋁合金擠出成型，大大節(jié)省了模具費(fèi)用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)穩(wěn)定，可以滿(mǎn)足承載要求，但是外觀(guān)不及整體式美觀(guān)。

圖2

圖3

2.2 整體造型

目前，造型趨勢(shì)是將上車(chē)踏板與側(cè)裙做成一體（圖4），整體注塑成型，下部用鋁合金支架托起，加強(qiáng)承載性，外觀(guān)效果好，但其模具費(fèi)用較高。主要組成部分見(jiàn)圖5：

圖4

圖5

2.3 圓管造型

圓管造型為皮卡常用造型，尤其北美市場(chǎng)的皮卡更青睞這種造型（圖6），組要組成部分見(jiàn)圖7。圓管造型更顯粗獷張揚(yáng)和越野性能，國(guó)內(nèi)城市SUV很少用，部分純?cè)揭败?chē)型使用此造型。

圖6

3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 造型、結(jié)構(gòu)合理性

上車(chē)踏板外觀(guān)及結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮外觀(guān)的整體效果。除保證各部位連接、定位的可靠性外，還應(yīng)特別注意拆裝的方便性。做到自身配合、以及與周邊鈑金及側(cè)裙護(hù)板間隙合理，無(wú)干涉現(xiàn)象。

前期造型需考慮側(cè)腳踏板上車(chē)空間問(wèn)題，如果車(chē)門(mén)下部造型突出，將會(huì)限制腳踏板寬度，從而影響上車(chē)空間，導(dǎo)致人機(jī)工程不滿(mǎn)足要求。曾開(kāi)發(fā)的某款車(chē)型車(chē)門(mén)下部向外突出，側(cè)裙為配合門(mén)弧度也往外伸，導(dǎo)致踏板的腳部空間小。如圖7所示，上車(chē)踏板突出側(cè)裙外沿僅21.7mm，若往外移動(dòng)，又改變整車(chē)寬度，導(dǎo)致腳踏板踩踏面積偏小，影響上車(chē)舒適性，從而降低整車(chē)商品性。

圖7

3.2 成型工藝可行性

上車(chē)踏板涉及的常用成型工藝有擠出成型、注塑成型、沖壓成型等。

擠出成型工藝產(chǎn)品料厚需設(shè)計(jì)成均勻料厚，端面形狀要求簡(jiǎn)單，這樣有利于產(chǎn)品成型；降低產(chǎn)品的廢品率。

注塑成型要求盡可能不要出現(xiàn)倒扣，如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因必須倒扣，則需要足夠的滑塊空間；產(chǎn)品設(shè)計(jì)要避免尖角，尖角影響模具壽命；產(chǎn)品最小圓角為0.5mm；料厚盡量均勻；背面結(jié)構(gòu)的料厚盡量不要超過(guò)本體料厚的 1/3，太厚容易出現(xiàn)縮痕問(wèn)題。

沖壓成型產(chǎn)品盡量為開(kāi)口狀態(tài)，沖壓深度盡量淺，折彎角度盡量做成鈍角。

成型工藝涉及的專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較多，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要和供應(yīng)商進(jìn)行充分溝通，確保凍結(jié)數(shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)工藝問(wèn)題。充分利用CAE分析手段，將問(wèn)題盡量消除在設(shè)計(jì)階段，避免后期模具大的修改，甚至報(bào)廢模具，增加不必要的成本及開(kāi)發(fā)周期。

3.3 裝配工藝可行性

上車(chē)踏板一般由供應(yīng)商總成供貨。總成通常采用螺栓固定方式，安裝至車(chē)身底板上。上車(chē)踏板為承載件，設(shè)計(jì)過(guò)程中需考慮到安裝的可靠性，考慮安裝支架及固定螺栓的強(qiáng)度和承載力。設(shè)計(jì)中還需考慮安裝空間是否足夠，操作是否方便，工具空間是否可行等。

3.4 間隙合理性

上車(chē)踏板作為重要的外觀(guān)件，與周邊件的配合要求較高。上車(chē)踏板與側(cè)裙護(hù)板分體造型的踏板，在X向通常與側(cè)裙護(hù)板保持平齊，Z向和側(cè)裙的間隙通常為1-3mm，且要求保持間隙均勻。

圖8

和側(cè)裙護(hù)板做成一體式的踏板，和車(chē)門(mén)的間隙需合理設(shè)置。車(chē)門(mén)為活動(dòng)件，且考慮到車(chē)門(mén)的下垂和車(chē)身裝配的精度，通常留 6mm的間隙。最終間隙的確定，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)需要的前提下，由造型確定。

圖9

3.5 承載能力、上車(chē)方便性

安裝支架一般采用冷軋鋼管彎折成型，或者采用2.5-3mm厚的鋼板沖壓成型，根據(jù)上車(chē)踏板的長(zhǎng)度，單側(cè)上車(chē)踏板常采用3個(gè)或4個(gè)固定支架，以保證承載的需求。

設(shè)計(jì)完成后按照300kg的過(guò)載重量來(lái)進(jìn)行CAE應(yīng)力分析（圖 11，由藍(lán)到紅應(yīng)力逐步增大），修改支架結(jié)構(gòu)，確保支架可靠性，并最終確定支架的個(gè)數(shù)。從上車(chē)方便性考慮，上車(chē)踏板在Y向一般要超出側(cè)裙邊緣至少60mm，但最好不要超出最大車(chē)寬，避免上車(chē)踏板影響整車(chē)車(chē)寬，超出認(rèn)證尺寸。

圖10

4 常用安裝結(jié)構(gòu)

4.1 本體與不銹鋼裝飾條

圖11

4.2 本體與骨架通過(guò)卡子固定

圖12

4.3 本體與骨架通過(guò)螺栓固定

圖13

4.4 踏板總成與車(chē)身底板固定

圖14

5 結(jié)束語(yǔ)

上車(chē)踏板同時(shí)具備了功能性和裝飾性，設(shè)計(jì)上要求可靠性與美觀(guān)性同時(shí)兼顧。以上的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易用，經(jīng)歷過(guò)多款車(chē)型的使用驗(yàn)證。北京現(xiàn)代新勝達(dá)、上海大眾途觀(guān)、北汽福田薩瓦納等車(chē)型上車(chē)踏板均能找到以上的類(lèi)似設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)考驗(yàn)，可靠耐久承載性能良好。