易于尾燈匹配的結構探討

謝小凱

(廣汽新能源汽車有限公司,廣東廣州 511400)

0 引言

尾燈作為整車后臉一個重要元素，其在整車造型及感觀質量中的地位舉足輕重，但往往尾燈相關的結構及匹配卻是前期設計及后期品培育一個難點，因此，在市場競爭日趨激烈情況下，各大主機廠也一直在探究尾燈及周邊件結構、尾燈造型及其匹配上可靠可行的低成本方法。本文作者從尾燈安裝點精度保證、尾燈的定位結構、尾燈造型結構等3個方面針對該問題進行了闡述，為相關設計提供了參考。

1 尾燈安裝點精度保證

尾燈與側圍及后保多有間隙面差要求，尾燈的間隙面差配合精度除了燈本身精度影響外其在車身上的安裝點精度也至關重要，所以怎樣才能有效地保證安裝點精度就成了需要重點考慮的問題，為此，針對尾燈安裝點及焊接結構提出以下設計愿望。

1.1 尾燈安裝點與側圍外板一體成型

在滿足沖壓成型性的前提下，如果能實現尾燈安裝點與側圍外板一體沖壓成型(尤其是尾燈的安裝定位點)，則可有效減短尾燈安裝環境尺寸鏈，避免了尾燈板與側圍外板焊接過程中的公差累計，進而可以保證尾燈局部安裝環境下的精度要求及精度穩定性，如圖1所示。

圖1 尾燈安裝點與側圍外板一體成型的部分案例

1.2 尾燈板與側圍外板Y向搭接

尾燈板與側圍外板設計成純Y向搭接是最理想的搭接方式，此方式不光方便尾燈板在X/Z向的適配性調整，降低了零件適配難度和匹配修模的成本投入，同時也有利于尾燈板與側圍外板的焊接可達性，降低了通過異型焊槍或更改焊接工藝造成的成本浪費,如圖2和圖3所示。為此，在設計初期需要盡量減薄燈的厚度以減小鈑金件的拉伸深度，以利于尾燈安裝點與側圍外板一體沖壓成型，從而實現尾燈板與側圍外板Y向搭接的需求。

圖2 尾燈板與側圍外板Y向搭接結構示意

圖3 尾燈板與側圍外板Y向搭接結構案例

1.3 一體式尾燈板

將尾燈安裝點盡量保證在同一個沖壓件上使之一體成型，避免多序焊接導致的尾燈安裝點尺寸連環增加，使得尾燈局部安裝環境精度難以保證。同時一體式尾燈板也在減重、降本和密封方面有很好的優勢[1],其結構如圖4所示。

圖4 一體式尾燈板結構案例

2 尾燈定位

在保證了尾燈安裝點精度的前提下，尾燈自身的定位結構設計也至關重要，決定了尾燈裝配定位的穩定性，也為后臉DTS的實現提供了可能。

2.1 尾燈定位安裝點設計

在進行尾燈安裝點設計時應避免使用安裝螺柱作為主副定位，理想結構為在安裝點旁邊單獨設置一個定位柱，實現定位與鎖緊的相互獨立，如圖5所示。且主安裝定位面優先選擇X方向，或與YZ平面不超過30°的面上(具體要結合造型而定)。緊固點最理想結構為3個，不能超過4個。其案例分析見表1。

圖5 尾燈定位安裝點示意

表1 尾燈定位優劣案例分析

2.2 尾燈安裝點布置

緊固點所組成的投影面積要大于燈具投影面積的40%，且安裝點間距應大于等于安裝點到配合面的距離,如圖6所示。

圖6 尾燈安裝點布置需求

圖7為某車型安裝點布置不合理的失敗案例。該案例中，不合理的尾燈安裝點布置導致尾燈裝配至車身后配合點公差達到了±2.0 mm，使得整車無法滿足尾燈與尾蓋配合的DTS設計要求。

由圖7(a)可知，3個安裝點幾乎在一條線上，安裝點投影僅有燈投影面積的20%;由圖7(b)可知，安裝點距離遠小于燈高，致使安裝點處的精度波動在配合點會被放大;由圖7(c)可知，尾燈裝配至車身后配合點公差達到了±2.0 mm。

圖7 安裝點布置不合理的失敗案例

2.3 輔助膠墊的作用

當尾燈與周邊件配合輪廓較復雜或有較長間隙配合要求時，可在尾燈配合邊緣內殼上增加輔助定位膠墊，避免尾燈與其配合件干涉，保證配合間隙的一致性，如圖8所示。

圖8 設計有輔助膠墊的結構案例

3 尾燈造型

汽車尾燈一體化、輕型化、薄形化、美觀化已成必然趨勢[1]。為滿足上述尾燈安裝點及定位點的設計愿望，尾燈內部結構布置及燈殼造型設計也需要做相應的優化。

3.1 內部結構布置

將LED燈帶X向盡量往后移，將反光帶設置在前部以減小燈具所需空間減少鈑金成型深度[2]。此外由于剎車燈使用最頻繁，所以它需要更大的散熱空間，故將直接影響X向深度的剎車燈設置在Z向越低的位置也可減少鈑金成型深度[3]，進而為實現尾燈安裝點與側圍外板一體成型和實現尾燈板與側圍外板Y向搭接提供了一種可能,如圖9所示。

圖9 減少側圍外板成型深度的結構案例

3.2 外殼造型設計

將尾燈設計成與側圍外板成臺階匹配的樣式，不但可以增大布置燈具所需空間，減小側圍外板成型深度，而且還可以弱化間隙段差匹配要求，降低匹配難度，如圖10和圖11所示。此外在燈殼間隙面差匹配部位增加黑邊也可弱化匹配間隙面差感知。

由圖11(a)可知，燈殼上邊緣平行向內，避免了視線看到內部結構，下邊緣燈內陷，弱化間隙要求，無段差要求;由圖11(b)可知，燈內殼增加了膠釘，有效避免了燈與車身干涉風險，同時尾燈周邊采用熏黑處理，弱化間隙視覺敏感性;由圖11(c)可知，燈上邊緣低于車身，弱化了間隙要求，但其燈與側圍右X向配合要求，X向精度要求較高;由圖11(d)可知，燈凸出車身弱化間隙要求，無段差要求。

3.3 減小側圍與尾燈配合邊的R角半徑

減小側圍外板與尾燈的配合邊R角，有利于提升側圍與尾燈配合間隙的感知質量，側圍外板的R角建議設計在1.0 mm≤R≤2.0 mm，當R≥3.0 mm時感官間隙會遠大于設計間隙，從而導致配合間隙精致性差的后果，增大了間隙的DTS保證要求,如圖12所示。

圖12 側圍R角半徑保證在1.0 mm≤R≤2.0 mm

4 結束語

尾燈周邊配合要求越來越高，相應地在尾燈及周邊零件的造型、安裝結構上做出優化和改變是必不可少的，但尾燈相關的各項工作是一個很系統的多領域多學科的有機結合，因此，所有為了易于尾燈匹配的設計需求都要在設計前期就提出相應的工藝約束或對設計進行標準化管理，以免產生不必要的設計變更成本或造車不可變更的設計缺陷。