汽車加油口蓋系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)

陳士偉，鐘響，劉東凱，王小強(qiáng)，張學(xué)松，尹明月，房長江

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汽車加油口蓋系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)

陳士偉1，鐘響1，劉東凱2，王小強(qiáng)1，張學(xué)松3，尹明月1，房長江1

（1.博坦德工業(yè)工程技術(shù)（上海）有限公司長春分公司，吉林 長春 130013； 2.中車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062；3.上海埃維汽車技術(shù)股份有限公司，上海 201805）

汽車的加油口蓋是一種可以翻轉(zhuǎn)開閉的系統(tǒng)，一般位于車身側(cè)圍之上，汽車油箱加注口以外。其作用主要是遮蓋油箱加注口同時為加油槍提供安全的進(jìn)出通道，除此以外加油口蓋的外表面要與車身側(cè)圍外板的造型相連續(xù)，因此具有裝飾的作用。

加油口蓋；機(jī)構(gòu)布置；結(jié)構(gòu)設(shè)計

前言

在汽車外部的加油口位置，需要設(shè)計與外表面曲面匹配的加油口蓋，用于加油口的保護(hù)，并提供加油的通道。根據(jù)材料的不同，加油口蓋分為金屬加油口蓋和塑料加油口蓋兩種形式。隨著塑料耐高溫性能的提高，塑料加油口蓋已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與白車身共線涂裝，從而使加油口蓋與車身的色差得到有效控制，同時間隙斷差得到較好的保證。這些基本問題解決后，車身輕量化的要求，使塑料加油口蓋的使用日益普遍，而金屬加油口蓋仍然繼續(xù)使用在一些低端車型中。

1 加油口蓋的布置與設(shè)計

1.1 設(shè)計輸入

加油口蓋的設(shè)計輸入包括A面，加油口布置數(shù)據(jù)，側(cè)圍數(shù)據(jù)，加油口附近加強(qiáng)件數(shù)據(jù)等。

1.2 加油口蓋的布置

加油口蓋的區(qū)域在模型制作時，已經(jīng)通過分塊線進(jìn)行了定義，工程部門需要解決的問題是，根據(jù)相關(guān)法規(guī)判斷區(qū)域布置是否合理，主要考慮車輛偏轉(zhuǎn)后油箱內(nèi)的燃料是否通過加油口漏出，以及加油過程的人機(jī)，另外還要考慮加油口蓋與周邊零件搭接的可控制性，以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布置空間。

加油口蓋的區(qū)域確定后，應(yīng)根據(jù)CAS面制作詳細(xì)的斷面圖，包括結(jié)構(gòu)布置和間隙斷差等要求。

1.3 加油口蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計

加油口蓋的包括外板、內(nèi)板、鉸鏈、彈簧等?？梢哉f，加油口蓋是車門的縮小簡化版，其設(shè)計過程與車門基本一致。

1.3.1鉸鏈軸心線定義

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)首先確定加油口蓋的鉸鏈軸心線，軸心線的設(shè)計應(yīng)符合以下原則：

（1）加油口蓋運(yùn)動包絡(luò)與周邊零件應(yīng)有足夠間隙，一般不小于3mm。

（2）加油口蓋最大開啟角度應(yīng)不小于90度，確保加油槍的可操作性和人手旋動加油蓋的活動空間。

（3）軸心線應(yīng)盡量靠近車身表面，以減小鉸鏈尺寸。

1.3.2鉸鏈及彈簧設(shè)計

根據(jù)已經(jīng)定義好的鉸鏈軸心線，可以對鉸鏈和彈簧進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，應(yīng)符合以下原則：

（1）鉸鏈本身具有較好的強(qiáng)度，材料一般選擇DC41，厚度可選擇1.0，1.5，2.0（mm)。

（2）鉸鏈安裝點(diǎn)之間的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)，以增加鉸鏈的安裝強(qiáng)度，同時安裝點(diǎn)應(yīng)檢查裝配工藝性。

（3）在最大開度時，鉸鏈應(yīng)設(shè)計限位結(jié)構(gòu)，防止碰傷。

（4）彈簧應(yīng)具有一定的預(yù)緊力，使加油口蓋解鎖后，加油口蓋能自動彈開一定角度，一般為5-10度，原則是使加油口蓋后端彈起后與車體的間隙，能夠保證人手指伸入，將加油口蓋摳開。

（5）彈簧材料一般選用65Mn，既可以使用厚度在1.0-2,0（mm）之間的彈簧片，也可以選擇圈形彈簧。

1.3.3內(nèi)外板設(shè)計

外板為外觀件，應(yīng)按外觀表面質(zhì)量要求執(zhí)行。內(nèi)板具有加強(qiáng)作用，同時在內(nèi)板上要考慮鉸鏈的固定位置、彈簧作用或固定位置、加油蓋附掛位置和鎖止機(jī)構(gòu)。

2 加油口蓋開啟機(jī)構(gòu)的布置與設(shè)計

機(jī)械式開啟的加油口蓋，一般在前門檻內(nèi)側(cè)設(shè)計一個開啟手柄，通過拉索將手柄的位移量傳遞到加油口蓋鎖上，從而使鎖上的鎖柱后退，脫離加油口蓋內(nèi)板的鎖止孔，加油口蓋在彈簧的作用下自動彈開。

2.1 設(shè)計輸入

加油口蓋開啟機(jī)構(gòu)的設(shè)計輸入包括前門檻數(shù)據(jù)、后門檻數(shù)據(jù)、前后地毯數(shù)據(jù)、前后地板數(shù)據(jù)、側(cè)圍及其后部加強(qiáng)件數(shù)據(jù)、后輪鼓包（加油口一側(cè)）數(shù)據(jù)、加油口附近加強(qiáng)件數(shù)據(jù)、行李箱蓋數(shù)據(jù)、置物板數(shù)據(jù)、底盤線束走向等。

2.2 手柄機(jī)構(gòu)布置及校核

2.2.1安裝點(diǎn)布置

手柄機(jī)構(gòu)一般位于駕駛員座椅左下側(cè)（右舵車為右下側(cè)）。根據(jù)前地板、門檻內(nèi)板及前地毯的數(shù)據(jù)，合理確定手柄機(jī)構(gòu)的安裝點(diǎn)，應(yīng)能滿足：

（1）確保裝配方便性。一般采用M6或M8螺栓/螺母安裝，應(yīng)使其裝配方向上滿足套筒相關(guān)尺寸要求。

（2）應(yīng)使前地毯方便開孔或開槽以露出手柄部分。

2.2.2手柄機(jī)構(gòu)的人機(jī)工程校核

對手柄機(jī)構(gòu)的人機(jī)工程校核包含兩個部分，一是局部校核，二是整體校核。

2.2.2.1 局部校核

當(dāng)加油口蓋手柄、行李箱蓋手柄布置在同一基座上時，應(yīng)保證二者有足夠的間隙，以確保人手的操作。

當(dāng)加油口蓋開啟臂與行李箱蓋開啟臂呈上下排列且Y方向有重疊時，兩臂的空間距離應(yīng)能使人手指靈活伸入。

2.2.2.2 整體校核

對手柄機(jī)構(gòu)的安裝位置，應(yīng)根據(jù)駕駛員的操作范圍進(jìn)行校核，手臂長度距離根據(jù)轎車適用人群，在GB10000-1988中選定，如有多個值時，應(yīng)使用要求較高的值。

2.3 加油口蓋鎖布置

加油口蓋鎖的安裝位置應(yīng)滿足：

（1）良好的裝配進(jìn)出方便性；

（2）安裝點(diǎn)應(yīng)使鎖能夠牢固固定，且安裝方便，對體積較小的鎖可采用單點(diǎn)安裝，從車外裝配螺母。

2.4 加油口蓋拉索布置

加油口蓋拉索布置要求是：

（1）拉索走向應(yīng)盡量與底盤線束保持一致。

（2）當(dāng)加油口蓋與手柄機(jī)構(gòu)分列汽車左右兩邊時，拉索需在Y方向橫穿。

（3）拉索曲率半徑應(yīng)滿足QC/T29101-1992的要求，最小曲率半徑不得小于150mm，接頭、彎轉(zhuǎn)部位可以放寬至100mm，但其范圍角度不得超過30°。

（4）拉索固定點(diǎn)的距離應(yīng)根據(jù)曲率半徑的大小決定，曲率半徑越小，距離應(yīng)越小，一般與線束固定點(diǎn)保持一致；

（5）拉索應(yīng)避開車體上的鋒利刀口（如切邊、孔邊緣等）。

（6）拉索在各部位的裝配，包括穿越和固定，應(yīng)具有可操作性和方便性，能夠適應(yīng)流水線作業(yè)。

3 結(jié)論

汽車加油口蓋系統(tǒng)擁有著多元化的發(fā)展方向，本文只是從設(shè)計布置等開發(fā)方面進(jìn)行了概述。放眼未來，人工智能、綠色節(jié)能、輕量化等創(chuàng)新手段也將大量應(yīng)用在汽車加油口蓋系統(tǒng)的開發(fā)過程中。因此，我們應(yīng)該順應(yīng)國際潮流積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)的新思路、新策略、新舉措從而適應(yīng)新時代的新要求，做好產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級，積極進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新，從而不斷增強(qiáng)中國汽車工業(yè)的研發(fā)實(shí)力。

[1] 姜立標(biāo).現(xiàn)在汽車新技術(shù)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2016.

[2] 李朝暉.汽車新技術(shù)[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2012.

Design and development of automobile fuel filler door system

Chen Shiwei1, Zhong Xiang1, Liu Dongkai2, Wang Xiaoqiang1, Zhang Xuesong3, Yin Mingyue1, Fang Changjiang1

（1.Bertrandt Engineering Shanghai Co., Ltd. Changchun Branch, Jilin Changchun 130013; 2. CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd, Jilin Changchun 130062; 3.Shanghai IVY Auto Techmology Co., Ltd, Shanghai 201805）

The automative fuel filler door is a kinds of closure system. The main fuction is to cover up the gas tank and provide a safe passage for the refueling gun and the filler door outer surface is consistent with the side body outer panel so it also has a decorative effect.

Fuel filler door; structrue package; design structrue

A

1671-7988(2018)16-110-02

U462

A

1671-7988(2018)16-110-02

CLC NO.: U462

陳士偉，就職于博坦德工業(yè)工程技術(shù)（上海）有限公司長春分公司。房長江，民革黨員，中級工程師，就職于博坦德工業(yè)工程技術(shù)（上海）有限公司長春分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.039