某乘用車車門不易關(guān)閉問(wèn)題分析與改善

黎琦

摘 要：隨著我國(guó)汽車行業(yè)的高速發(fā)展，人們對(duì)車輛操作舒適性的需求越來(lái)越高。本文結(jié)合實(shí)際案例對(duì)車門關(guān)門感受的影響要素進(jìn)行分析，并提供了具有參考意義的改善方案。

關(guān)鍵詞：車門關(guān)門感受;影響要素分析;改善方案

隨著汽車保有量的不斷上升，人們對(duì)車輛的操作舒適性的需求也越來(lái)越高。某車企為了提升顧客體驗(yàn)，會(huì)每季度開(kāi)展市場(chǎng)調(diào)研活動(dòng)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查提車6個(gè)月內(nèi)的顧客的用車感受，分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定體驗(yàn)品質(zhì)的改善方向，以此為顧客提供更好的產(chǎn)品。在某一期調(diào)研中，某大型SUV車型車門不易關(guān)閉抱怨較多，較上一期惡化嚴(yán)重，其余中小型車型變化不大但抱怨也較多，屬于共性問(wèn)題，急需制定有效改善對(duì)策以提升顧客體驗(yàn)。

1 顧客抱怨增多原因分析

車企內(nèi)部通過(guò)測(cè)試關(guān)門速度（使得車門得以關(guān)閉的最小速度值）作為生產(chǎn)一致性管控標(biāo)準(zhǔn)，查閱該車型近一年的下線測(cè)試記錄，關(guān)門速度均在合格范圍內(nèi)且保持穩(wěn)定，所以顧客抱怨增多非制造一致性不足導(dǎo)致。隨后對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，對(duì)比兩期調(diào)研的時(shí)間、地域發(fā)現(xiàn)，本期調(diào)研較上期氣溫變低（相差近20℃）是主要差異，溫度越低，車門膠條越硬，關(guān)門時(shí)阻力越大，車門就越不易關(guān)閉。

2 關(guān)門感受影響要素分析

為了改善顧客的關(guān)門感受，從能量變化角度進(jìn)行分析，顧客關(guān)門手感實(shí)際為關(guān)門時(shí)人對(duì)車門做的功，做功越多，覺(jué)得門越難關(guān)，將關(guān)門過(guò)程中的能量變化過(guò)程畫出（如圖1）可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)門速度并不是影響車門關(guān)閉感受的唯一因素。

車門關(guān)閉前瞬間的動(dòng)能，與關(guān)門速度、車門質(zhì)量相關(guān);車門獲得的初始動(dòng)能近似為顧客松手前推力做的功;而中間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程能量損耗則由車門相關(guān)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定。

2.1 關(guān)門速度影響要素分析

關(guān)門速度主要有兩個(gè)影響要素：車門內(nèi)間隙、膠條壓縮負(fù)荷。車門內(nèi)間隙越小，關(guān)門瞬間側(cè)圍門洞法蘭邊及膠條對(duì)車門的反作用力越大，所需的關(guān)門速度就越大;同理，膠條壓縮負(fù)荷越大，關(guān)門速度也越大。

對(duì)門內(nèi)間隙、膠條壓縮負(fù)荷進(jìn)行FTA分析（如圖2）：門內(nèi)間隙與側(cè)圍門洞法蘭邊精度、車門總成精度、門鉸鏈加強(qiáng)板精度、車門內(nèi)板孔位精度以及車門鉸鏈精度有關(guān);膠條壓縮負(fù)荷與膠條材料性質(zhì)、膠條厚度以及膠條壓縮時(shí)管壁內(nèi)空氣的排泄速度有關(guān)。

2.2 關(guān)門過(guò)程能量損耗要素分析

關(guān)門過(guò)程中能量損耗主要受車門相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響，如圖3所示，能量損耗主要有空氣阻力、車門鉸鏈摩擦力、車門限位器摩擦力損耗，同時(shí)涉及車門勢(shì)能、限位器內(nèi)彈簧彈性勢(shì)能的能量轉(zhuǎn)換。

2.2.1 空氣阻力

相關(guān)研究表明：空氣阻力所消耗的關(guān)門能量占整個(gè)關(guān)門能量的30%～50%[1]。

氣壓阻力形成原理：車門關(guān)閉過(guò)程中，車門區(qū)域掃過(guò)的空氣被瞬間壓入車廂內(nèi)，車廂內(nèi)氣壓瞬間升高，在氣壓升高的同時(shí)，被擠壓的空氣通過(guò)排氣口以及車門縫隙流出，但瞬間空氣的壓入量遠(yuǎn)大于空氣的壓出量，使得車內(nèi)氣壓瞬間升高，導(dǎo)致關(guān)門阻力變大[1]。

空氣壓入量影響因素：車門開(kāi)度、車門尺寸。車門面積越大，空氣壓入量越大，空氣阻力越大。

空氣壓出量影響因素：受控空氣泄露量（排氣口）、不受控空氣泄漏量（整車氣密性）。排氣口越小，氣密性越好，空氣壓出量越小，空氣阻力越大。

2.2.2 車門鉸鏈結(jié)構(gòu)

鉸鏈摩擦力：鉸鏈自身制造精度、上下鉸鏈同軸度會(huì)對(duì)摩擦力有影響，從而影響車門關(guān)閉的阻力。

鉸鏈傾角：為了使車門有自動(dòng)關(guān)閉的趨勢(shì)，鉸鏈軸線應(yīng)有一定的內(nèi)傾和后傾角度（一般<3°），在關(guān)門過(guò)程中車門可以利用自身重力做功，減小關(guān)門力;但開(kāi)門時(shí)需克服車門重力做功，會(huì)增加開(kāi)門力。

2.2.3 車門限位器結(jié)構(gòu)

限位器有2至3個(gè)檔位，關(guān)門起始檔位不一定，但關(guān)門過(guò)程都將經(jīng)過(guò)第一檔位置，下面均以一檔位置進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)車門固定在一擋時(shí)，需要一定作用力（過(guò)檔力）使其跳出這一檔位，然后在限位器彈簧彈性勢(shì)能的作用下繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。

A點(diǎn)為離開(kāi)一檔后限位器最厚的位置，B點(diǎn)為限位器（最靠近一檔位）最薄的位置，B點(diǎn)厚度各車型基本一致，下面分析時(shí)視為定值。

（1）原理分析：

①A點(diǎn)厚度hA越大，一檔檔位越清晰，推出一檔所需的力越大，但限位器彈簧儲(chǔ)存彈性勢(shì)能越大，同時(shí)hA與B點(diǎn)厚度hB差值越大，彈性勢(shì)能釋放得越多，車門的動(dòng)能越大，車門關(guān)閉成功率越大。

②A點(diǎn)與B點(diǎn)間水平距離XAB越小，彈簧在限位器桿上摩擦的能量損耗越小。

（2）感知差異：

①A點(diǎn)厚度hA越大，關(guān)門時(shí)初始力越大，車門加速運(yùn)動(dòng)，一次關(guān)閉成功率越大，主觀感受上覺(jué)得車門容易關(guān)。

②A點(diǎn)與B點(diǎn)間水平距離XAB越大，車門拖滯感越強(qiáng)，車門緩慢運(yùn)動(dòng)，常常卡在一級(jí)鎖位置，感覺(jué)門難關(guān)和車門重。

綜上，限位器的坡度（斜率）越大，車門一次關(guān)閉成功率越大，給人的感受越好關(guān)。

3 關(guān)門感受改善方案檢討

3.1 關(guān)門速度改善方案檢討

減小關(guān)門速度的主要方法為增大車門內(nèi)間隙、降低膠條壓縮負(fù)荷。目前該車型四門及車身精度數(shù)據(jù)合格且趨勢(shì)穩(wěn)定;若將門整體往外調(diào)整1 mm，前門與后門、后門與四角窗玻璃/側(cè)圍段差會(huì)增大到品質(zhì)基準(zhǔn)上限或者超差，影響外觀商品性;同時(shí)漏水不良率將上升至5%左右，所以增大內(nèi)間隙不可行。目前膠條壓縮負(fù)荷均在合格范圍，繼續(xù)降低膠條壓縮負(fù)荷（例如減薄膠條厚度、更換低密度的膠條材料），會(huì)導(dǎo)致膠條回彈力不足，耐久密封效果變差，易產(chǎn)生風(fēng)噪、漏水風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致NVH問(wèn)題，所以對(duì)于現(xiàn)有量產(chǎn)車型此方案不可行，但后續(xù)新車型開(kāi)發(fā)時(shí)需考慮此因素，優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以做好關(guān)門速度與密封性雙重保證。

3.2 過(guò)程能量損耗改善方案檢討

3.2.1 空氣阻力改善

在空氣壓入量（即車門面積）無(wú)法變更情況下，需增大空氣壓出量，因此可以通過(guò)對(duì)側(cè)圍修模增大排氣口面積的方式進(jìn)行改善，但現(xiàn)有量產(chǎn)車型側(cè)圍排氣口修模風(fēng)險(xiǎn)大，可能影響生產(chǎn)，暫不變更;該大型SUV即將換代，對(duì)其換代車型排氣口尺寸進(jìn)行優(yōu)化，單個(gè)排氣口面積增加近68%。

3.2.2 車門鉸鏈結(jié)構(gòu)改善

通過(guò)對(duì)目前該車型鉸鏈精度測(cè)量值分析，鉸鏈精度較高且穩(wěn)定，當(dāng)前鉸鏈已經(jīng)做了一定的內(nèi)傾，如果繼續(xù)加大內(nèi)傾角度則有導(dǎo)致門難開(kāi)的風(fēng)險(xiǎn)，故暫不對(duì)鉸鏈進(jìn)行變更。

3.2.3 車門限位器結(jié)構(gòu)改善

從之前原理分析可知，增大限位器的坡度可以優(yōu)化關(guān)門感受，但增大坡度會(huì)導(dǎo)致車門過(guò)檔力增大，需取好平衡點(diǎn)，避免引發(fā)新的抱怨。經(jīng)過(guò)多輪調(diào)整驗(yàn)證，對(duì)幾款中小型車型進(jìn)行改善：限位器的限位臂尺寸進(jìn)行優(yōu)化（A點(diǎn)厚度增加0.8 mm），同時(shí)限位器彈簧線徑減小φ0.3，通過(guò)減小彈簧對(duì)限位臂的壓力來(lái)減小摩擦損耗，車門關(guān)閉感受有明顯改善。

因該大型SUV即將換代，故對(duì)其限位器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)進(jìn)行徹底優(yōu)化，對(duì)限位器的主要優(yōu)化方向由改變能量轉(zhuǎn)化，變成降低摩擦損耗，在目前的限位器結(jié)構(gòu)下，彈簧是在做滑動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦的摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦，限位器改成滾珠式結(jié)構(gòu)即可大幅削減摩擦損耗，同時(shí)優(yōu)化限位臂的尺寸，增大坡度，通過(guò)實(shí)車驗(yàn)證，方案可行，目前該SUV換代車型已經(jīng)使用滾珠式限位器，經(jīng)多人評(píng)價(jià)確認(rèn)，車門關(guān)閉感受有大幅改善。

4 結(jié)語(yǔ)

車門關(guān)閉感受是一個(gè)對(duì)顧客操作舒適性影響較大的評(píng)價(jià)內(nèi)容，其中涉及的系統(tǒng)較為復(fù)雜。本文結(jié)合實(shí)際發(fā)生的案例，梳理了相關(guān)影響要素，并通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化取得了良好效果，對(duì)其他車型的關(guān)門感受優(yōu)化具有參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉堃，鄭喜霖，韓洋.旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（4）：57-58.