重卡用前面罩四連桿鉸鏈設(shè)計(jì)解析

石莉娜 薛飛

摘 要：介紹卡車用四連桿鉸鏈的安裝點(diǎn)布置、開啟角度設(shè)定、設(shè)計(jì)注意點(diǎn)以及設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)卡車用四連桿鉸鏈設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：卡車;四連桿鉸鏈;設(shè)計(jì)要點(diǎn);設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)中圖分類號(hào)：U469 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）01-134-03

Heavy-duty truck with front cover four-link hinge design analysis

Shi Lina， Xue Fei

（?Shaanxi Heavy Vehicle Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200?）

Abstract：?This article introduce the layout of fixing point，?opening angle setting，?key design points for four-link hinge of truck， the research provides the reference for future design of four-link design.Keywords： truck;?four-link hinge;?design point;?design advantageCLC NO.： U469 ?Document Code： B ?Article ID：?1671-7988（2019）01-134-03

前言

目前，大多數(shù)卡車的前面罩鉸鏈采用銷軸式鉸鏈，如圖1所示，它主要靠銷軸與銷孔的配合來實(shí)現(xiàn)前面罩的翻轉(zhuǎn)功能。

此種結(jié)構(gòu)需要保證扶手、鉸鏈、螺栓、以及限位銷等多個(gè)零件的精度才能達(dá)到較好的配合效果，涉及尺寸鏈較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致誤差較大，限位精度不高，此外，一般鉸鏈的布置與雨刮的距離很近，面罩的翻轉(zhuǎn)角度往往受雨刮系統(tǒng)和造型的限制，達(dá)不到理想的翻轉(zhuǎn)角度，同時(shí)，鉸鏈外漏，外觀美觀度降低，此種結(jié)構(gòu)的鉸鏈限制了造型設(shè)計(jì)的自由度。

針對(duì)以上問題，本文介紹一種卡車用前面罩四連桿結(jié)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱四連桿鉸鏈）的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該鉸鏈內(nèi)藏于前面罩內(nèi)部，提升整車外觀美觀度，為后續(xù)車型提供設(shè)計(jì)參考。

1 四連桿鉸鏈的設(shè)計(jì)

如圖2所示四連桿簡(jiǎn)圖，a為固定頁板，b、c、d為轉(zhuǎn)動(dòng)頁板。鉸鏈抬起高度由b確定。鉸鏈開啟角度為180-β，β越小鉸鏈開啟角度越大。β計(jì)算按式1：

Cosβ=[（d-c）?+a?-b?]/2（d-c）a? ? ? ? ? ? （1）

2 安裝點(diǎn)的布置

如圖3所示，為了保證布置空間，避免內(nèi)藏式鉸鏈影響其他系統(tǒng)的布置，四連桿鉸鏈通常安裝于前圍兩側(cè)，鉸鏈的固定頁板與前圍外板連接。在前圍上布置鉸鏈安裝點(diǎn)時(shí)，需要考慮前圍內(nèi)板焊接螺母時(shí)的可行性，以及內(nèi)板和外板之間螺栓的安裝空間。同時(shí)，根據(jù)前面罩的重量，鉸鏈的開閉耐久性以及橫向載荷要求，對(duì)前圍部件提出鉸鏈安裝點(diǎn)的強(qiáng)度要求。

3 設(shè)定開啟角度

四連桿鉸鏈的開啟角度受前面罩翻轉(zhuǎn)部件與周邊零件的限制，如間隙要求、維修方便性、人機(jī)舒適性等。

鉸鏈開啟角度太小，影響維修人員維修前圍零件，維修方便性差;開啟角度過大會(huì)造成關(guān)閉困難，且開啟角度過大，連桿尺寸需要加大，影響鉸鏈的強(qiáng)度。鑒于以上原因，布置前面罩鉸鏈時(shí)，首先需要保證前面罩翻轉(zhuǎn)部件在開啟和關(guān)閉位置滿足圖3中周圍零件的間隙要求。一般要求在下沉方向間隙要求至少15mm，周邊固定件的間隙要求為5mm以上。

其次，保證鉸鏈在打開狀態(tài)滿足如圖3和圖4中雨刮電機(jī)、空調(diào)、防火墻、加注液體以及其他內(nèi)部遮蔽零件的維修需求。

目前各主機(jī)廠為了滿足前面罩人機(jī)要求，要求50百分位（身高為1705mm）的人體站立在下方時(shí)，手掌可觸及到前圍處，且頭部不會(huì)碰觸開啟后的前面罩。

再次，前面罩打開時(shí)，離合器泵水壺及膨脹箱加注壺在加注液體時(shí)與前面罩翻轉(zhuǎn)部件的間隙要求10mm以上，如圖5所示。

根據(jù)以上約束條件，可確定前面罩翻轉(zhuǎn)部件在打開狀態(tài)的位置，根據(jù)前面罩的打開位置，可確定安裝于前面罩上的轉(zhuǎn)動(dòng)頁板C的位置，之后根據(jù)布置空間設(shè)計(jì)圖2中轉(zhuǎn)動(dòng)頁板b和d，從而確定四連桿鉸鏈的運(yùn)動(dòng)軌跡。

4 卡車用四連桿鉸鏈設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

4.1 自身零件的間隙要求

卡車用四連桿鉸鏈與轎車不同，橫向尺寸公差較大，因此在設(shè)計(jì)詳細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅需要考慮鉸鏈連桿與周邊零件的間隙，更需考慮連桿與連桿之間的間隙，尤其是折彎的地方，加大兩個(gè)零件的間隙，間隙至少保證2mm，避免前面罩在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生干涉。

4.2 左右鉸鏈定位要求

前面罩采用線下分裝，整體上裝的裝配方式，首先將面罩鉸鏈和氣彈簧及附屬支架安裝在面罩本體上，之后將前面罩總成整體安裝于前圍預(yù)留的固定點(diǎn)上。因前面罩屬于柔性件，左右鉸鏈在前面罩上安裝點(diǎn)尺寸跨度較大，為了保證裝配精度，左右四連桿鉸鏈需通過焊接支架或工裝連接后，與前面罩組裝，此種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)減小尺寸鏈，避免前面罩翻轉(zhuǎn)部件與周邊零件的間隙面差問題。

4.3 表面處理

四連桿鉸鏈各連桿之間需要通過鉚釘連接，因此鉸鏈在裝配前需要進(jìn)行前處理，避免總成電泳或鍍鋅后，鉚釘連接位置無法電鍍或噴漆，導(dǎo)致后續(xù)車型出現(xiàn)生銹等質(zhì)量問題。

5 卡車用四連桿鉸鏈優(yōu)勢(shì)

5.1 外觀美觀

卡車用四連桿結(jié)構(gòu)內(nèi)藏于前面罩翻轉(zhuǎn)部件內(nèi)部，提升整車外觀的美觀度;

5.2 多種運(yùn)動(dòng)軌跡

運(yùn)用四連桿多種運(yùn)動(dòng)軌跡的優(yōu)勢(shì)，通過合理設(shè)置連桿的長(zhǎng)度，前面罩在翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，逐步向外側(cè)移動(dòng)，避免前面罩總成在實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的過程中與前圍部件發(fā)生干涉;

5.3 減輕裝配工人負(fù)荷

如圖6，在鉸鏈固定頁板上設(shè)計(jì)特征a，使前面罩總成在安裝時(shí)，掛在預(yù)安裝螺栓上，減輕工人安裝面罩的負(fù)荷 ，通過特征b對(duì)前面罩總成定位，特征c采用開口式矩形安裝孔，方便前面罩在Y向的調(diào)節(jié);相比現(xiàn)有軸銷式鉸鏈，四連桿鉸鏈的安裝和調(diào)節(jié)更簡(jiǎn)便。

5.4 集成式設(shè)計(jì)

如圖7所示，鉸鏈連桿與氣彈簧采用集成化設(shè)計(jì)，避免重新設(shè)計(jì)氣彈簧支架，降低前面罩的重量，且鉸鏈與氣彈簧采用集成式設(shè)計(jì)，減小尺寸公差。

6 結(jié)論

本文分別對(duì)卡車用四連桿鉸鏈的布置方法，開啟角度設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)等四個(gè)方面闡述了四連桿鉸鏈的必要性和重要性，為卡車用四連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參考。