中滑門下鉸鏈異響分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

魏宇，楊昭，任文生，張延京

（1.陜西通家汽車股份有限公司，陜西 寶雞 722405；2.陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710043）

引言

中滑門具有開度大、開啟后占用外部空間小、乘載方便等優(yōu)點(diǎn)[1]，在商用車上經(jīng)常采用中滑門作為進(jìn)出的通道。然而在中低端商用物流車中，中滑門在開閉過程的中，常出現(xiàn)“吱啦”的異響。在進(jìn)行異響主要原因排查中，排除了因?yàn)檎駝勇暫颓脫袈曉斐傻漠愴慬2]，發(fā)現(xiàn)中滑門的下鉸鏈運(yùn)動在導(dǎo)軌的曲線位置時(shí)異響很大。工藝部門采取臨時(shí)措施：在下導(dǎo)軌承重輪運(yùn)動軌跡上涂抹潤滑脂，出廠時(shí)異響有所降低，但客戶使用一段時(shí)間后，由于潤滑效果變差，未能及時(shí)補(bǔ)充潤滑脂，“吱啦”的異響越來越明顯，引起客戶的抱怨。

1 原因分析

針對下鉸鏈的異響，設(shè)計(jì)工程師對實(shí)車進(jìn)行開閉測評，發(fā)現(xiàn)中滑門運(yùn)動到導(dǎo)軌的曲線位置時(shí)，無論有無潤滑脂，承重輪都會間隙性由滾動變滑動。對原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參考車數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對，發(fā)現(xiàn)兩車型的下鉸鏈結(jié)構(gòu)一致，僅僅是尺寸的微調(diào)。設(shè)計(jì)工程師又對參考車進(jìn)行實(shí)車測評，結(jié)論一樣，都是中滑門運(yùn)動到導(dǎo)軌的曲線位置時(shí)，異響很明顯。為此，我們對下鉸鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和DMU分析，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的下鉸鏈承重輪通過鉚接銷鉚接在下鉸鏈的固定座上，在中滑門開閉過程中，下鉸鏈承重輪在導(dǎo)向輪的引導(dǎo)下運(yùn)動時(shí)，承重輪沿X向（車行進(jìn)方向）滾動Vg，根據(jù)速度矢量合成原理：，我們可以發(fā)現(xiàn)：中滑門在導(dǎo)軌的曲線位置運(yùn)動過程中存在Y向（車左右方向）的滑動Vh，承重輪和導(dǎo)軌間因此產(chǎn)生摩擦聲，即我們聽到的“吱啦”的異響，圖 1為原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動分解。

2 解決思路

為了能夠消除承重輪在運(yùn)動過程的滑動Vh，使下鉸鏈在導(dǎo)向輪的引導(dǎo)過程中，承重輪在導(dǎo)軌軌跡上任一點(diǎn)的滾動Vg矢量方向始終和該點(diǎn)軌跡的切向方向一致，這樣承重輪在運(yùn)動過程的滑動 Vh均為零，承重輪和導(dǎo)軌的滑動摩擦理論上就不存在，異響即可避免，為此需要把固定式下鉸鏈改為旋轉(zhuǎn)式下鉸鏈[3]，圖2為解決思路的運(yùn)動解析。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

按照上面的解決思路，我們把原設(shè)計(jì)的下鉸鏈導(dǎo)向輪與固定座的螺栓連接取消，在原設(shè)計(jì)中一個導(dǎo)向輪的基礎(chǔ)上再增加一個導(dǎo)向輪，同時(shí)導(dǎo)向輪、承重輪通過轉(zhuǎn)向臂與固定座采用鉚接銷和襯套進(jìn)行鉚接，使下鉸鏈由固定式設(shè)變?yōu)樾D(zhuǎn)式，這樣在中滑門開閉過程中，兩個導(dǎo)向輪在導(dǎo)軌中的姿態(tài)決定了承重輪的滾動矢量方向，和該位置運(yùn)動軌跡的切向方向一致，滑動Vh為零，圖3為優(yōu)化后下鉸鏈結(jié)構(gòu)。

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，我們僅對下鉸鏈的零件進(jìn)行設(shè)變，滿足原設(shè)計(jì)鉸鏈的導(dǎo)向、承重、限位等功能。把轉(zhuǎn)向臂做成自身對稱，保證了左右件的共用，減少設(shè)變零件數(shù)量，降低了成本。

圖3 優(yōu)化后結(jié)構(gòu)

4 實(shí)車驗(yàn)證

按照優(yōu)化后數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證，在下導(dǎo)軌沒有涂抹潤滑脂的情況下，中滑門開閉過程中下鉸鏈運(yùn)動順暢，沒有卡滯現(xiàn)象，下鉸鏈承重輪和導(dǎo)軌金屬的摩擦聲感覺不到，“吱啦”的異響在出廠前消除，優(yōu)化方案符合預(yù)期效果，后期需要繼續(xù)觀察客戶使用一段時(shí)間后的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 周卜軍.中滑門關(guān)閉力的分析及改進(jìn)[C].中國汽車工程年會論文集.2009.

[2] 鄭南.基于 Nastran的商用車中滑門異響分析[J].西南汽車信息.2013.

[3] 張效凱.一種汽車滑移門下鉸鏈結(jié)構(gòu)[P].中國專利：ZL20072012 4625.4,2008.