楊 虹

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

前言

近年來(lái)中、高級(jí)車廣泛采用了電動(dòng)尾門，其優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)開(kāi)關(guān)直接操作控制尾門的開(kāi)啟和關(guān)閉，改變了傳統(tǒng)的人工機(jī)械式開(kāi)關(guān)尾門的操作，為消費(fèi)者如提重物等操作不便時(shí)開(kāi)啟尾門提供了便利。但采用電動(dòng)尾門的車型在項(xiàng)目起步過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況，由于三廂車和兩廂車尾門造型及結(jié)構(gòu)不同，其電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的原因及影響因素也存在差異。三廂車采用大鉸鏈、左右非對(duì)稱彈簧等結(jié)構(gòu)，其復(fù)雜程度大于兩廂車型，本文主要以三廂車某車型為例對(duì)電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析和總結(jié)，為后續(xù)車型提供參考。

1 電動(dòng)尾門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

某車型電動(dòng)尾門結(jié)構(gòu)主要包括：彈簧、鉸鏈、密封條、鎖模塊、緩沖塊及鎖橫梁飾板。

1）電動(dòng)彈簧既有機(jī)械彈簧的作用，在尾門關(guān)閉時(shí)又起到執(zhí)行關(guān)閉尾門的功能，同時(shí)當(dāng)尾門開(kāi)啟時(shí)還具有緩沖作用。安裝時(shí)電動(dòng)彈簧僅安裝在一側(cè)，另一側(cè)為普通機(jī)械彈簧。由于兩側(cè)彈簧不同造成的受力差異，會(huì)造成后蓋彈簧安裝后尺寸左右側(cè)不對(duì)稱。

2）由于尾門鉸鏈尺寸大，尾門動(dòng)態(tài)關(guān)閉過(guò)程需要保證尾門所處的平面與關(guān)閉靜止?fàn)顟B(tài)位于同一個(gè)平面，因此尾門鉸鏈尺寸對(duì)尾門開(kāi)啟關(guān)閉過(guò)程存在影響。

3）尾門密封條主要起密封防水作用，安裝時(shí)通過(guò)滾壓槍進(jìn)行安裝。尾門密封條其彈性性能是影響電動(dòng)尾門關(guān)閉的重要因素之一，主要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是密封條壓縮負(fù)荷和斷面投影是否符合要求。

4）某車型尾門鎖屬于機(jī)械式結(jié)構(gòu)，其定位原理通過(guò)尾門上的螺栓直接安裝定位。尾門鎖鉤和電機(jī)集成為一個(gè)總成，分為1、2兩個(gè)擋位。當(dāng)尾門可以正常關(guān)閉的情況下，尾門鎖和鎖鉤鎖緊，然后尾門鎖鉤電機(jī)工作，將尾門鎖拉至尾門鎖鉤2擋，尾門處于最終關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)尾門無(wú)法正常關(guān)閉時(shí)，尾門會(huì)下降至鎖和鎖鉤接觸的臨界位置即會(huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象。

5）緩沖塊的作用主要是為了避免路試過(guò)程中尾門異響問(wèn)題，尾門關(guān)閉時(shí)當(dāng)尾門鎖與尾門鎖鉤接觸臨界位置時(shí)緩沖塊并不起作用，不會(huì)對(duì)尾門無(wú)法關(guān)閉問(wèn)題產(chǎn)生影響。但通常為了避免異響，安裝過(guò)程對(duì)緩沖塊位置有插拔力要求，根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)力控制范圍為20-40N。

6）鎖橫梁飾板通常是安裝在車身后圍板上，新車型通常做成易拆卸的形式，便于鎖鉤的返工調(diào)整，其對(duì)于尾門關(guān)閉的影響在于，鎖橫梁飾板的安裝通常是在總裝最后工段，但尾門調(diào)整通常是在前面工段完成，為此需要制作鎖橫梁飾板模擬塊如下圖所示，保證尾門調(diào)整匹配。

圖1 尾門鎖橫梁飾板模擬塊

2 電動(dòng)尾門受力分析

對(duì)于整車機(jī)械結(jié)構(gòu)而言，影響電動(dòng)尾門關(guān)閉的主要原因是關(guān)閉過(guò)程中受到較大阻力，觸發(fā)電器系統(tǒng)的防夾功能，從而使得電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉。電動(dòng)尾門的動(dòng)力包括尾門重力、電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力，對(duì)于電動(dòng)尾門所受阻力主要有機(jī)械/電動(dòng)彈簧阻力、尾門密封條阻力、尾門鎖鉤撞擊阻力。

在尾門關(guān)閉過(guò)程中，尾門重力為恒定值，隨著尾門的關(guān)閉，彈簧阻力逐漸增大，在尾門未接觸到密封條前，為克服不斷增大的彈簧阻力，電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力不斷增大。當(dāng)尾門與密封條接觸時(shí)尾門密封條被壓縮，尾門關(guān)閉阻力顯著增加，因此為克服增加的阻力，電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力也顯著增大。電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力及阻力的變化過(guò)程如圖2所示，狀態(tài)A為尾門與密封條接觸時(shí)，狀態(tài)B為尾門鎖卡入鎖鉤，之后鎖鉤電機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，將尾門拉至最終關(guān)閉狀態(tài)。

圖2 尾門關(guān)閉動(dòng)力及阻力變化過(guò)程

如果后蓋在關(guān)閉時(shí)阻力過(guò)大，在狀態(tài)B時(shí)尾門鎖未卡入鎖鉤，關(guān)閉阻力瞬間增大超過(guò)電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力，電動(dòng)尾門會(huì)產(chǎn)生無(wú)法關(guān)閉的情況[1]。

圖3 尾門鎖未卡入鎖鉤時(shí)力的變化過(guò)程

3 影響因素分析及措施

對(duì)于尾門即將關(guān)閉時(shí)關(guān)閉阻力的測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)通常是使用測(cè)力計(jì)對(duì)電動(dòng)尾門的靜態(tài)壓入力進(jìn)行測(cè)量。所謂靜態(tài)壓入力是指總裝零件對(duì)尾門的關(guān)閉阻力，即反作用力。也可以理解為整個(gè)尾門關(guān)閉系統(tǒng)在運(yùn)行的最后階段，尾門鎖卡入鎖釘鉤瞬間的最大壓力值，其檢測(cè)方法如下圖。靜態(tài)壓入力的參考值通常由開(kāi)發(fā)部門定義，同時(shí)有一版電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力參數(shù)與其對(duì)應(yīng)。當(dāng)靜態(tài)壓入力超過(guò)該版參數(shù)對(duì)應(yīng)的電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)尾門將會(huì)無(wú)法關(guān)閉；相反靜態(tài)壓入力低于該關(guān)閉動(dòng)力時(shí)，電動(dòng)尾門可以正常關(guān)閉。

圖4 靜態(tài)壓入力測(cè)量方式

采用魚骨圖法對(duì)影響尾門關(guān)閉的因素從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行分析，然后逐次尋找造成電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的主要原因。

圖5 魚骨圖方法分析問(wèn)題

3.1 工人操作

經(jīng)檢查工人操作和尺寸檢測(cè)方法均按照操作指導(dǎo)進(jìn)行。

3.2 工裝夾具

經(jīng)檢查車身及后蓋的安裝夾具能夠保證車身及后蓋的尺寸及安裝。

鎖鉤與鎖的 Y向?qū)χ卸韧瑯訉?duì)電動(dòng)尾門關(guān)閉有很大影響，原因是傳統(tǒng)非電動(dòng)尾門為保證尾門外匹配有時(shí)需要借助鎖鉤進(jìn)行尾門與側(cè)圍Y向縫隙調(diào)整，但對(duì)于電動(dòng)尾門而言，如果通過(guò)借助鎖鉤調(diào)整尾門極易出現(xiàn)尾門鎖被劃傷的情況，同時(shí)電動(dòng)尾門在關(guān)閉時(shí)受到鎖鉤的額外阻力將會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況，如下圖所示。

圖6 尾門鎖與鎖鉤不對(duì)中時(shí)受力分析

因此尾門鎖鉤的Y向居中程度是影響尾門關(guān)閉的主要因素之一，需要采用工裝夾具來(lái)保證。

3.3 零件問(wèn)題

對(duì)于匹配類問(wèn)題需要逐一檢查零件的尺寸和對(duì)問(wèn)題的影響[2]以及零件在安裝過(guò)程中是否狀態(tài)發(fā)生變化，如變形等[3]。通常來(lái)說(shuō)，除尾門鎖鉤Y向外，影響電動(dòng)尾門關(guān)閉的主要影響因素還有密封間隙和電動(dòng)尾門控制器參數(shù)（即電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力）。

（1）密封間隙對(duì)電動(dòng)尾門各參數(shù)，如薄膜拔出力、靜態(tài)壓入力、漏水、路試異響、尾門關(guān)閉的影響如下表所示。

表1 ZP5 密封間隙對(duì)電動(dòng)尾門影響情況

從表中可以看出，密封間隙對(duì)開(kāi)啟異響、漏水、路試異響等均有影響，因此不能簡(jiǎn)單通過(guò)調(diào)整密封間隙來(lái)解決尾門關(guān)閉的問(wèn)題，而是要將密封間隙控制在合理的范圍內(nèi)。經(jīng)檢查該車型密封間隙在1.5mm的公差范圍內(nèi)。

圖7 尾門密封條安裝結(jié)構(gòu)

（2）電動(dòng)尾門控制器參數(shù)對(duì)電動(dòng)尾門關(guān)閉情況的影響同時(shí)可以通過(guò)下表得出，使用第1版控制器參數(shù)時(shí)，電動(dòng)尾門可以正常關(guān)閉，使用第2版控制器參數(shù)時(shí)出現(xiàn)了電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況，原因是第1版控制器參數(shù)對(duì)應(yīng)的電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力大于第2版，因此可以克服更大的尾門關(guān)閉阻力，由于控制器參數(shù)的切換造成尾門大批量出現(xiàn)關(guān)不上，證實(shí)尾門控制器參數(shù)是造成尾門關(guān)閉問(wèn)題的主要因素之一。

表2 電動(dòng)尾門控制器參數(shù)對(duì)電動(dòng)尾門影響情況

（3）對(duì)于由零件帶來(lái)的關(guān)閉阻力，可以通過(guò)拆除零件的方法逐一測(cè)得每個(gè)零件的阻力。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，測(cè)得拆除尾門密封條后靜態(tài)壓入力下降30～70N，拆除機(jī)械彈簧和電動(dòng)彈簧后靜態(tài)壓入力下降70～80N，拆除鎖橫梁飾板蓋板后靜態(tài)壓入力降低9N（高配）和5N（低配），拆除尾門鎖罩蓋后靜態(tài)壓入力幾乎不變。所以單個(gè)零件對(duì)尾門關(guān)閉系統(tǒng)的阻力值如表3。

表3 各零件關(guān)閉阻力測(cè)量結(jié)果

通過(guò)大量的數(shù)據(jù)采集及對(duì)外購(gòu)零件的性能檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)鎖橫梁蓋板和機(jī)械彈簧的阻力值相對(duì)穩(wěn)定，并且技術(shù)參數(shù)都能達(dá)到圖紙要求。而后蓋密封條在后蓋關(guān)閉時(shí)對(duì)后蓋的阻力波動(dòng)范圍很大，那么降低密封條帶來(lái)的阻力是比較可行也容易實(shí)現(xiàn)，并且在短時(shí)間內(nèi)可以體現(xiàn)效果的手段。

通常我們通過(guò)投影的方法檢查密封條的截面輪廓是否符合圖紙要求，這是因?yàn)樵诤笊w關(guān)閉時(shí)對(duì)密封條的擠壓會(huì)使密封條壓縮變形，而如果截面輪廓偏差，會(huì)導(dǎo)致密封條受壓時(shí)變形方向改變，從而導(dǎo)致密封效果不佳及反彈阻力變化。我們挑選了兩根生產(chǎn)批次分別為 a=10mm F=20N/200mm與a=10mm F=26N/200mm（a為密封條壓縮量）的密封條，在同一臺(tái)車上進(jìn)行測(cè)試，實(shí)際結(jié)果顯示在實(shí)車上的靜態(tài)壓入力值有30N的改變，證實(shí)尾門密封條壓縮負(fù)荷是尾門關(guān)不上的主要因素之一。

3.4 安裝方法

從車身至總裝的零件安裝逐一進(jìn)行排查，確認(rèn)零件的安裝都有安裝指導(dǎo)，但是車身預(yù)調(diào)并未提及尾門的預(yù)調(diào)。

尾門預(yù)調(diào)量是指總裝零件安裝后，尾門與車身的外匹配狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，為保證尾門與車身外匹配處于良好的狀態(tài)，一種方式可以在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到尾門的變形[4]，同時(shí)在車身調(diào)整時(shí)對(duì)尾門進(jìn)行相應(yīng)的反向調(diào)整，使安裝完總裝零件后尾門與車身外匹配處于良好狀態(tài)，車身調(diào)整型對(duì)尾門所做的調(diào)整預(yù)留量即為尾門預(yù)調(diào)量。該車型電動(dòng)尾門一側(cè)安裝的是電動(dòng)彈簧，而另一側(cè)為機(jī)械彈簧，兩個(gè)彈簧具有非對(duì)稱性，在尾門預(yù)調(diào)時(shí)尾門拳頭位置與側(cè)圍X向平整度也需考慮根據(jù)實(shí)際情況為非對(duì)稱的。同時(shí)考慮到尾門和車身左右形狀均為相同的，而左右側(cè)拳頭位置X向平整度預(yù)調(diào)量是不同的，因此在做車身預(yù)調(diào)量時(shí)需考慮左右側(cè)縫隙同時(shí)存在非對(duì)稱性，車身預(yù)調(diào)也是影響尾門正常關(guān)閉的因素之一，車身預(yù)調(diào)量試驗(yàn)通常需要在試制樣車進(jìn)行試驗(yàn)給出初步的預(yù)調(diào)量參考值，由于零件質(zhì)量及車身尺寸的改善，在項(xiàng)目起步生產(chǎn)階段隨著項(xiàng)目車數(shù)量的增加可以根據(jù)此值進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)而對(duì)車身尾門安裝預(yù)調(diào)進(jìn)行指導(dǎo)。

3.5 環(huán)境因素

經(jīng)排查，零件安裝時(shí)前后順序及工位并未對(duì)關(guān)閉力產(chǎn)生影響。

4 措施

經(jīng)過(guò)分析檢查，引起電動(dòng)尾門關(guān)閉問(wèn)題的主要因素為尾門密封條壓縮負(fù)荷、電動(dòng)尾門控制器參數(shù)及尾門鎖鉤Y向?qū)χ?，其次尾門預(yù)調(diào)量也存在一定的影響。因此制定措施如下：

（1）換用壓縮負(fù)荷在下公差a=10mm F=20N/200mm（a為密封條壓縮量）的密封條，將批次車輛靜態(tài)壓力值整體下調(diào)（需要注意的是，密封條對(duì)尾門漏水及異響等關(guān)鍵屬性起到重要所用，因此密封條必須通過(guò)試裝驗(yàn)證不會(huì)產(chǎn)生其他問(wèn)題后才可以批量更換[5]）。

（2）經(jīng)尾門控制器參數(shù)調(diào)整，將關(guān)閉動(dòng)力值調(diào)整提高20N，尾門正常關(guān)閉的比例從50%提升至80%以上。

（3）為保證尾門鎖與鎖鉤的 Y向?qū)χ?，某車型設(shè)計(jì)了一款能將尾門鎖鉤與尾門鎖進(jìn)行居中的工裝，如圖8所示。

該工裝的其主要目的是鎖鉤可以根據(jù)尾門鎖的位置來(lái)定位，避免出現(xiàn)鎖鉤與鎖不居中的情況，前提條件是除鎖鉤外總裝零件裝配后，尾門與車身的縫隙、平整度匹配完全靠零件尺寸、車身尺寸、尾門調(diào)整保證，不允許通過(guò)借助鎖鉤對(duì)尾門進(jìn)行縫隙調(diào)整。工裝上有兩根拉繩，拉其中一根拉繩時(shí)，鎖在工裝上Y/Z向?qū)⑻幱谧杂蔂顟B(tài)，其Y/Z向位置完全由尾門鎖決定，拉另外一根拉繩將鎖鉤鎖止在工裝上；最后開(kāi)啟尾門將鎖鉤打緊在車身上。這樣鎖鉤的Y/Z向完全根據(jù)尾門的外匹配情況決定鎖鉤的位置，將汽車尾門鎖鉤安裝調(diào)整的尺寸鏈縮短[6]，同時(shí)能保證鎖鉤和尾門鎖的Y向?qū)χ校苊馕查T關(guān)閉時(shí)尾門鎖與鎖鉤不對(duì)中，產(chǎn)生碰撞帶來(lái)的電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況。

（4）由于左右側(cè)電彈簧和機(jī)械彈簧的差異帶來(lái)的左右側(cè)受力不對(duì)稱的情況，最終確認(rèn)在車身預(yù)調(diào)時(shí)尾門左右側(cè)預(yù)調(diào)X向存在0.5mm差異，并將建議預(yù)調(diào)量寫入操作指導(dǎo)中。

5 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況，需要首先對(duì)下線車子進(jìn)行電動(dòng)尾門關(guān)閉測(cè)試，以同一臺(tái)車子為例，連續(xù)關(guān)閉5次，如果出現(xiàn)1次尾門無(wú)法關(guān)閉的情況則為不合格。然后對(duì)該車進(jìn)行靜態(tài)壓入力檢測(cè)，建議測(cè)量3次取其平均值，如果出現(xiàn)靜態(tài)壓入力低于規(guī)定參考值，需要邀請(qǐng)開(kāi)發(fā)一起進(jìn)行問(wèn)題分析，排查電動(dòng)尾門控制器參數(shù)是否發(fā)生變化，是否出現(xiàn)電流異常等電器功能障礙導(dǎo)致電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉；而對(duì)于靜態(tài)壓入力大于參考值出現(xiàn)的電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉的情況，根據(jù)魚骨圖對(duì)各影響因素進(jìn)行排查，其中對(duì)密封間隙、尾門鎖鉤Y向?qū)χ卸冗M(jìn)行重點(diǎn)排查，原因是兩者對(duì)靜態(tài)壓入力有較大影響，其中一個(gè)因素波動(dòng)都會(huì)引起電動(dòng)尾門無(wú)法關(guān)閉。

對(duì)于電動(dòng)尾門的工作原理可以歸納為，當(dāng)電動(dòng)尾門關(guān)閉時(shí)，從尾門接觸密封條到尾門鎖卡入尾門鎖鉤一擋位置時(shí)，如果尾門關(guān)閉阻力很大，超過(guò)了電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力則會(huì)導(dǎo)致尾門出現(xiàn)回彈，通過(guò)調(diào)整尾門關(guān)閉阻力或提高電動(dòng)彈簧關(guān)閉動(dòng)力，當(dāng)關(guān)閉阻力小于電動(dòng)彈簧的關(guān)閉動(dòng)力時(shí)，即可避免尾門回彈現(xiàn)象的產(chǎn)生。