汽車內(nèi)部裝飾件的配合設(shè)計(jì)方式分析與優(yōu)化

王珂,傅杰,陸磊

(1.東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北武漢 430056；2.神龍汽車有限公司，湖北武漢 430056)

0 引言

汽車工業(yè)發(fā)展的幾十年中，內(nèi)飾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涌現(xiàn)過許多流行趨勢(shì):比如包覆感設(shè)計(jì)、儀表板的分層，比如桃木材質(zhì)的廣泛應(yīng)用、鍍鉻亮條的大面積使用以及真皮、打孔皮質(zhì)、皮質(zhì)縫線的應(yīng)用；在配色上，曾經(jīng)高度流行淺色內(nèi)飾，隨著運(yùn)動(dòng)型轎車的興起，近些年，深色內(nèi)飾又開始廣泛回歸。雖然汽車內(nèi)飾系統(tǒng)的趨勢(shì)不斷變化，但是萬(wàn)變不離其宗的是不斷提升汽車內(nèi)飾系統(tǒng)的精致感和高檔感，給乘客營(yíng)造安全舒適的內(nèi)部環(huán)境。

在營(yíng)造內(nèi)飾系統(tǒng)精致感和高檔感上，造型、材質(zhì)和色彩方面均衡向前發(fā)展。但是內(nèi)飾件的配合設(shè)計(jì)卻是內(nèi)飾系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是構(gòu)成內(nèi)飾系統(tǒng)整體精致度和高檔感的不可忽視的因素。近年來(lái)，越來(lái)越多的從業(yè)者投入到內(nèi)飾系統(tǒng)的配合研究中，隨著白車身精度的不斷提高及內(nèi)飾零件自身尺寸精度的提升，現(xiàn)在內(nèi)飾系統(tǒng)的很多配合開始摒棄重疊搭接的形式，敢于使用對(duì)接的形式，給乘客營(yíng)造平整和精細(xì)的配合關(guān)系。特別是對(duì)于環(huán)形配合的內(nèi)飾件，將配合尺寸偏差累計(jì)到重疊搭接上，重疊搭接的界面選擇在哪里打斷就尤為重要。

1 汽車內(nèi)部裝飾件概述

1.1 汽車內(nèi)部裝飾件分類

汽車內(nèi)部裝飾件為車身內(nèi)部起裝飾作用的零部件統(tǒng)稱，分為：門護(hù)板系統(tǒng)、側(cè)部立柱飾件系統(tǒng)、頂棚系統(tǒng)、行李箱內(nèi)部或者背門護(hù)板系統(tǒng)，以及地毯及隔音墊系統(tǒng)，如圖1所示。其中頂棚系統(tǒng)、地毯及隔音墊系統(tǒng)屬于軟內(nèi)飾，材料多用泡棉及紡織纖維；側(cè)部立柱飾件一般屬于硬質(zhì)件，常使用PP或者PP+TALC材料。

圖1 汽車內(nèi)部裝飾件分類

1.2 汽車內(nèi)飾件的配合形式

內(nèi)飾件的配合一般分為以下幾種情況：一種是硬質(zhì)內(nèi)飾件與硬質(zhì)內(nèi)飾件的配合，一種是硬質(zhì)內(nèi)飾件與軟質(zhì)內(nèi)飾件的配合，還有一種是軟質(zhì)內(nèi)飾件和軟質(zhì)內(nèi)飾件的配合。一般來(lái)說(shuō)后兩種和軟質(zhì)內(nèi)飾件的配合都有一定的壓縮量，多為過盈配合，過盈量根據(jù)所用材料的柔軟度而不同。

硬質(zhì)內(nèi)飾件與硬質(zhì)內(nèi)飾件的配合一般分為以下兩種形式：一種是重疊搭接配合形式，如圖2所示；一種是偏移式對(duì)接配合形式，如圖3所示。

圖2 重疊式配合 圖3 偏移式配合

硬質(zhì)內(nèi)飾件與硬質(zhì)內(nèi)飾件的配合多出現(xiàn)在立柱護(hù)板的配合界面，比如B柱上護(hù)板與B柱下護(hù)板的配合、A柱上護(hù)板與儀表板的配合等界面，其中重疊搭接的配合形式如圖2所示，由于兩個(gè)硬質(zhì)內(nèi)飾件之間沒有直接的間隙面差要求，只有貼合要求，所以配合保證難度小，曾廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)內(nèi)飾件的配合設(shè)計(jì)；但是這種配合形式，兩個(gè)硬質(zhì)內(nèi)飾件之間有明顯的臺(tái)階感，用戶的感知精致度比較差。偏移式對(duì)接配合形式如圖3所示，由于兩個(gè)硬質(zhì)件的配合有直接的間隙面差要求，所以配合難度較大，但是由于兩個(gè)件的配合，形成的間隙與零件同色，而不是黑色間隙，視覺間隙會(huì)變小，而且兩個(gè)件是零面差設(shè)計(jì)，觸摸時(shí)沒有臺(tái)階感，比較平滑光順，所以感知精致度有所提升，常見于A、B、C柱側(cè)部硬質(zhì)護(hù)板配合界面。

硬質(zhì)內(nèi)飾件與軟質(zhì)內(nèi)飾件的配合則可以采用圖4所示的邊對(duì)邊配合形式，這種配合形式也有直接的間隙面差要求，由于間隙是黑色而不是零件色，所以對(duì)間隙要求尤其高，配合保證難度大，但是如果能夠保證配合無(wú)間隙，則能取得良好的感知效果，常見于頂棚與A、B、C柱護(hù)板處的配合搭接界面。

圖4 邊對(duì)邊配合

2 汽車內(nèi)飾件各區(qū)域配合形式優(yōu)化

2.1 側(cè)部護(hù)板區(qū)域配合形式

側(cè)部護(hù)板區(qū)域主要是指由A柱上下護(hù)板、B柱上下護(hù)板及C柱上下護(hù)板、頂棚及門檻護(hù)板等組成的封閉環(huán)形內(nèi)飾區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的配合由于是一個(gè)閉環(huán)，所以不能對(duì)所有界面均采用偏移式及邊對(duì)邊的配合形式，需要在一些感知敏感度低的區(qū)域?qū)嵤┲丿B式搭接配合來(lái)釋放尺寸鏈累加誤差。

側(cè)部護(hù)板區(qū)域的配合形式分布如圖5所示，對(duì)于A、B、C柱上下護(hù)板的搭接，主要是硬質(zhì)塑料件之間的配合，需要設(shè)計(jì)為間隙配合，客戶開門及乘客艙中視覺敏感區(qū)域主要集中在上部區(qū)域，所以需要將對(duì)接的形式盡量集中在客戶視覺敏感度最高的區(qū)域。客戶在系安全帶時(shí)，會(huì)第一時(shí)間關(guān)注到B柱上護(hù)板和B柱下護(hù)板的分縫，主要采用了對(duì)接的形式，斷面見圖6，間隙理論值設(shè)計(jì)為0.3 mm，面差理論值設(shè)計(jì)為0，B柱下護(hù)板的定位也在這個(gè)間隙面差分縫附近，所以公差帶也可以保證在±0.3 mm內(nèi)。而B柱下護(hù)板和門檻裝飾件的分縫，如圖7所示斷面，由于被前座椅做了遮擋，客戶無(wú)法在正常視野區(qū)域內(nèi)觀測(cè)到這個(gè)分縫，所以將這個(gè)分縫做了搭接的設(shè)計(jì)，來(lái)釋放B柱下護(hù)板的尺寸鏈累積誤差。圖5所示斷面為搭接斷面的標(biāo)準(zhǔn)形式，面差上部的搭接件應(yīng)該在端部做減薄設(shè)計(jì)，最薄的端部應(yīng)該控制在1.5 mm以內(nèi)，盡量減小臺(tái)階感。

圖5 側(cè)護(hù)板區(qū)域配合形式

圖6 B柱上下護(hù)板斷面 圖7 B柱下護(hù)板與門檻裝飾板斷面

A柱上護(hù)板、A柱下護(hù)板與儀表板的搭接形式與其他護(hù)板之間的搭接有所不同，主要是由于儀表板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜和裝配散差大。A柱上護(hù)板與儀表板的界面，多采用A柱上護(hù)板插入儀表板內(nèi)的設(shè)計(jì)，形成Y向和X向的間隙，如圖8所示的Y向間隙斷面，由于A柱護(hù)板設(shè)計(jì)卡子定位在儀表板上，所以理論間隙設(shè)計(jì)為0.5 mm，公差可以達(dá)到±0.5 mm,這個(gè)界面沒有面差要求。

A柱下護(hù)板與儀表板的配合形式如圖9所示，雖然采用了對(duì)接的形式，有直接的間隙面差設(shè)計(jì)，但是由于儀表板定位在兩側(cè)的中間，空調(diào)與儀表板骨架有固定點(diǎn)，所以空調(diào)裝配后，儀表板的重心改變，儀表板會(huì)繞骨架有一定的翻轉(zhuǎn)，造成儀表板下部與A柱下護(hù)板的間隙變小，一般會(huì)變小2～3 mm。所以這個(gè)區(qū)域理論間隙需要設(shè)計(jì)為5 mm，公差帶為±3 mm。而面差的設(shè)計(jì)依舊保持對(duì)接的零面差設(shè)計(jì)。對(duì)于這個(gè)界面，儀表板下部需要設(shè)計(jì)一個(gè)翻邊，翻邊的長(zhǎng)度應(yīng)該大于間隙的最大公差即8 mm。儀表板與A柱下護(hù)板的配合區(qū)域?qū)蛻魜?lái)說(shuō)屬于次敏感區(qū)域，間隙設(shè)計(jì)理論值大，所以儀表板需要設(shè)計(jì)這個(gè)翻邊，來(lái)保障間隙是黑色的，不會(huì)露出儀表板內(nèi)部的技術(shù)件。過去幾年，對(duì)自主品牌車型的這個(gè)界面關(guān)注少，通常儀表板下部沒有翻邊，當(dāng)間隙達(dá)到4 mm時(shí)，儀表板內(nèi)部的骨架、塑料件就變得可視，顯得十分凌亂，最近一些自主品牌車型比如博瑞、榮威RX5在儀表板下部都增加了這個(gè)翻邊，對(duì)間隙起到了一定的遮擋作用。

圖8 A柱上護(hù)板與儀表板配合斷面 圖9 儀表板與A柱下護(hù)板配合斷面

頂棚的材質(zhì)比A、B、C柱護(hù)板偏軟，根據(jù)配置不同，一般中高配的頂棚會(huì)采用軟內(nèi)飾，內(nèi)部包含3 mm泡棉，低配的頂棚還是屬于硬內(nèi)飾。A、B、C柱護(hù)板與頂棚的配合要考慮兩種情況，如圖10所示，一種是硬內(nèi)飾件與硬內(nèi)飾件的配合，一種是硬內(nèi)飾件與軟內(nèi)飾件的配合，兩種配合設(shè)計(jì)的過盈量不同。頂棚與A柱上護(hù)板的配合斷面如圖11所示，硬質(zhì)頂棚與A柱上護(hù)板的配合，過盈量一般設(shè)計(jì)為2 mm，而軟質(zhì)頂棚與A柱上護(hù)板的配合，過盈量一般設(shè)計(jì)為1 mm。這兩種配合形式的搭接區(qū)域都應(yīng)該保證至少設(shè)計(jì)8 mm，為了減少A柱上護(hù)板的端部臺(tái)階感，應(yīng)該做減薄處理，一般A柱護(hù)板的厚度為2.5 mm，端部減薄后應(yīng)保證有1.5 mm的厚度。

圖10 A柱上護(hù)板與頂棚配合

圖11 A柱上護(hù)板與頂棚的配合斷面A-A

頂棚與B柱上護(hù)板及C柱上護(hù)板的配合形式類似，均為邊對(duì)邊的配合形式，如圖12所示。過盈量的設(shè)計(jì)與頂棚與A柱配合一樣：硬質(zhì)頂棚與B柱、C柱上護(hù)板的配合，過盈量一般設(shè)計(jì)為2 mm；而軟質(zhì)頂棚與B柱、C柱上護(hù)板的配合，過盈量一般設(shè)計(jì)為1 mm。B柱上護(hù)板與頂棚的配合斷面圖如圖13所示。這兩種配合形式的搭接區(qū)域都應(yīng)該保證至少設(shè)計(jì)8 mm。

圖12 柱上護(hù)板與頂棚配合

圖13 B柱上護(hù)板與頂棚的配合斷面

門檻裝飾件與下護(hù)板的配合形式均為重疊式搭接，如圖14所示，根據(jù)裝配的順序，應(yīng)該考慮搭接的先后順序，門檻裝飾件壓在A柱下護(hù)板的上部，而C柱下護(hù)板則是壓住門檻裝飾件的。搭接的斷面如圖15所示，壓在上部的件應(yīng)該在端部做減薄處理，比如對(duì)于門檻裝飾件前部與A柱下護(hù)板搭接的端頭就應(yīng)該設(shè)計(jì)減薄，正常件厚度(不包含紋理)為2.5 mm，端部減薄段厚度(不包含紋理)為1.5 mm。

圖15 門檻裝飾件與A柱下護(hù)板搭接斷面

同理，對(duì)于C柱下護(hù)板與門檻裝飾件壓接處也應(yīng)該做減薄處理。對(duì)門檻裝飾件和C柱下護(hù)板做減薄處理時(shí)，過渡圓角建議設(shè)計(jì)為1 mm。

2.2 背門護(hù)板區(qū)域的配合形式

背門護(hù)板一般根據(jù)造型的情況會(huì)分為4段，如圖16所示，也即組成了一個(gè)環(huán)形。通常情況是背門護(hù)板上部的兩個(gè)配合界面設(shè)計(jì)成重疊式搭接來(lái)吸收公差，但是最近3年內(nèi)上市的主流車型，都將背門護(hù)板的4個(gè)配合界面設(shè)計(jì)成了偏移式對(duì)接。仔細(xì)分析，主要是由于背門4個(gè)護(hù)板都裝配在背門內(nèi)板一個(gè)沖壓件上，背門內(nèi)板的護(hù)板裝配孔基本是一道工序沖出來(lái)的。近些年國(guó)內(nèi)沖壓件的精度不斷提升，所以越來(lái)越多的車型背門4個(gè)護(hù)板全部被設(shè)計(jì)成偏移式對(duì)接的形式。

圖16 背門護(hù)板之間的配合

背門上、下護(hù)板與背門左護(hù)板的配合斷面分別如圖17、圖18所示。

圖17 背門左護(hù)板與背門上護(hù)板配合斷面

圖18 背門左護(hù)板與背門下護(hù)板配合斷面

2.3 車門護(hù)板區(qū)域的配合形式

因?yàn)榍啊⒑筌囬T護(hù)板屬于開啟件，所以前、后車門護(hù)板與B柱下護(hù)板之間的配合間隙會(huì)比較大，這個(gè)界面配合還涉及到密封條的結(jié)構(gòu)。目前大部分自主品牌轎車還是采用圖19所示的密封條與護(hù)板配合的斷面結(jié)構(gòu)，即密封條的黑色裙邊壓住B柱上下護(hù)板。目前一些歐美合資品牌已經(jīng)采用了圖20所示的密封條與護(hù)板配合的斷面結(jié)果，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是將B柱護(hù)板的邊緣插入密封條的槽口中，這樣乘客就看不到密封條的黑色裙邊。因?yàn)槟壳笆褂脺\色內(nèi)飾時(shí)，與密封條的黑色唇邊配合，視覺感知質(zhì)量會(huì)比較差，如果采用圖20所示的斷面，乘客在座艙內(nèi)，看到的都是護(hù)板的顏色，整體協(xié)調(diào)性會(huì)提升。目前一些日系車中在使用圖19所示的斷面時(shí)，為了彌補(bǔ)淺色內(nèi)飾和黑色密封條裙邊的視覺效果差的感知現(xiàn)象，采用了雙色密封條，即密封條的裙邊使用白色橡膠材質(zhì)，但是這種密封條和淺色內(nèi)飾B柱上下護(hù)板之間會(huì)形成色差，視覺效果仍然不是很理想。

車門護(hù)板與B柱下護(hù)板配合時(shí)，采用圖19所示的斷面時(shí)，間隙的最小值一般設(shè)定為10 mm，而密封條的裙邊壓接在B柱護(hù)板上后，這個(gè)間隙會(huì)縮小到8 mm左右；而采用圖20所示的斷面，車門護(hù)板與B柱護(hù)板之間的間隙可以設(shè)定為7 mm，這個(gè)間隙就是最終的視覺間隙。

圖19 常用的B柱護(hù)板與車門護(hù)板配合斷面

圖20 優(yōu)化的B柱護(hù)板與車門護(hù)板配合斷面

2.4 前地板地毯區(qū)域的配合形式

地毯及隔音墊系統(tǒng)屬于軟內(nèi)飾，和護(hù)板及主副儀表板配合時(shí)，均應(yīng)設(shè)計(jì)為過盈配合狀態(tài)。通常將這部分軟硬內(nèi)飾配合的過盈量設(shè)計(jì)為2 mm，如圖21所示，前地板地毯與副儀表板的左右側(cè)護(hù)板配合時(shí)，設(shè)計(jì)過盈量為2 mm。前地毯跨過地板的中通道，是一個(gè)整體式地毯。而圖22所示的后地毯分左右兩塊，分別和副儀表板的左右側(cè)護(hù)板配合，設(shè)計(jì)過盈量也為2 mm。地毯與副儀表板配合的外觀要求比較低，只要不露縫隙即可，所以這里副儀表板與前、后地毯的Z向間隙公差帶為±2 mm,最大可以接受4 mm的過盈量。

圖21 副儀表板與前地毯配合斷面

圖22 副儀表板與后地毯配合斷面

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)論是車主還是乘客，待在車內(nèi)的時(shí)間總是占大多數(shù)的，所以汽車的內(nèi)飾設(shè)計(jì)也成為客戶選車時(shí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。汽車內(nèi)部當(dāng)然不會(huì)出現(xiàn)簡(jiǎn)單的貴重材料的堆積，人們花了大量成本去使用更高端的材質(zhì)，那么就要有良好的配合設(shè)計(jì)和制造工藝去實(shí)現(xiàn)這些高端材質(zhì)帶來(lái)的高檔感，所以配合設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)。車內(nèi)部裝飾件的設(shè)計(jì)已經(jīng)由前些年的一味追逐高檔材質(zhì)和追求淺色內(nèi)飾配色逐步轉(zhuǎn)化為內(nèi)部裝飾件精細(xì)化設(shè)計(jì)。而談到精細(xì)化設(shè)計(jì)，首先就應(yīng)該確定內(nèi)部裝飾件的配合設(shè)計(jì)。內(nèi)部裝飾件的配合特點(diǎn)與外部裝飾件有很大不同：外部裝飾件的配合設(shè)計(jì)由于材料及裝配的關(guān)系，基本都是可視的間隙和面差；而內(nèi)部裝飾件由于材料有一定的柔性及軟內(nèi)飾的應(yīng)用，一般的配合設(shè)計(jì)更趨向于不可視間隙，這樣可以給乘客營(yíng)造更好的包覆感和精致度。

未來(lái)新能源汽車的推廣，使底盤零件的數(shù)量大大減少，將有更大的空間去布置汽車內(nèi)部的裝飾件，那么內(nèi)部裝飾件的分塊和配合也會(huì)產(chǎn)生一定的演變。無(wú)論如何演變，方向都是為客戶提供更舒適、更精致的感受。大巧不工，重劍無(wú)鋒，汽車內(nèi)部裝飾件的配合設(shè)計(jì)是營(yíng)造內(nèi)飾豪華感的基礎(chǔ)，從業(yè)者需要有足夠的耐心和恒心去不斷優(yōu)化它，只有基礎(chǔ)牢固了，在不斷追求使用高檔材質(zhì)和復(fù)雜工藝的同時(shí)，才能營(yíng)造出整體的精致度和豪華感。