售后市场汽车侧踏板的安装策略对比及解析

2019-10-21 09:15吴梦逸
时代汽车 2019年13期
关键词:原车踏板受力

吴梦逸

摘 要:针对售后市场安装的汽车侧踏板现有的一些安装方案,本文对其各项主要特性进行分析或物理试验研究,并进行对比解析,总结概括了不同类型安装策略的运用条件和应用注意点,并提出了一些优化方案,为工程师在设计新的侧踏板时提供有效的参考依据。

关键词:汽车侧踏板;安装策略

1 引言

汽车加装产业的不断扩大。而汽车侧踏对于SUV车型来说更是最热门的加装产品之一。可见汽车侧踏无论是在功能上还是在美观上都为车型加分。

汽车侧踏是指安装在汽车两侧门下方,当门开启时可作为用户进出车厢的辅助工具,也可作为车辆外饰。而作为用户进出车厢的辅助工具,则要求其在承重方面必须要达到一定要求,而其安装策略会直接影响到侧踏的受力情况和沉降幅度等,直接影响到客户的使用感受。安装策略显得十分重要。

本文就各种常见类型的安装策略进行对比解析。以为侧踏的设计优化提供有效参考依据。

2 常见侧踏结构简述

目前市场上常见的侧踏类型是金属支架加塑料盖板的侧踏,结构如下图所示。可以看出主要支撑部分就是侧踏的几个分支架。

3 分支架安装策略概述其特点

此章节为几种安装策略的介绍。

方案A:底盘现有孔位无损安装

这种安装策略为后市场用得较多。一般在汽车底部找两处现有孔位,利用T型螺栓将螺栓头塞入孔中,支架下方安装螺母。此方案支架受现有孔位位置影响,前后支架布置不一定合理。

方案B:底盘现有孔位安装,有一点在侧围外板上

此安装方案是方案A的优化版本。利用侧围外板的漏液孔进行安装可使受力点离踏板踩踏点更近,受力更好。特别如下图这种长支架中,有一个安装点位置很远,实际受力小,只起到防止支架翻轉的作用。此方案支架受现有孔位位置影响,前后支架布置距离不一定合理。

方案C:侧围外板上小支架,需打孔

此安装方案较常见于原厂的附件,支架比较小,直接装于侧围外板上。如无预留孔可利用部分漏液孔,一般这类踏板有四个支架,需要在侧围外板上打孔。侧围外板上的孔为主要受力点,利用侧围外板与内板的焊接边防翻转,避免了过长的分支架设计。此设计孔位结构可保持支架一致所以可共用分支架模具,节省成本。但由于是Z向受力,因此这类支架仅适用于安装点的板筋厚度足够的情况。

方案D:侧围内板上小支架,需打孔

此安装方案是将侧踏支架安装在侧围内板上,一般用于既不想替换原车侧裙又不想在侧裙上切口。但这种支架结构较低,多用于底盘较高的SUV或皮卡上。

4 各方案横向对比分析

本章节选取了对于侧踏安装方案我们比较关注的几点进行对比分析。

4.1 离地距离设计

侧踏的离地距离设计关系到整车的行驶通过性及靠边停车时是否会碰撞到周边环境物。而侧踏支架的结构会影响侧踏总体的离地高度。由于支架需要延伸到侧围外板以外,因此所有安装点在侧位内板中的支架由于支架需要有一定厚度的翻边以达到强度要求,则必会低于内外侧围板的焊接翻边约20毫米以上。而方案C只需有个小翻边在此翻边上防侧翻,比较适合底盘较低的车型。

4.2 车门关门间隙影响

车辆在关门时,由于门有一定的冲击力,因此需要预留出一个安全关门间隙。某些车辆没有侧裙,门会延伸到侧围外板外面,此时如果结构在侧围外板与门饰板中间的话则可能会影响到门的正常关闭。由上面几种方案来看,要使用方案C需要其侧围外板Y向比较长,在安装了支架之后支架与门饰板之间仍然留有安全距离。如果选择方案B则需让支架贴着侧围外板与内板的焊接边下来,但是如果门内饰板与侧围外板原本就在极限距离就还是不可用。方案A与方案D则完全没有影响。

4.3 侧踏强度

侧踏强度对于侧踏来说是很重要的一项特性。除了板筋的厚度和结构外,安装策略布置对这个强度的影响也是至关重要的。侧踏强度不只体现在其按照一定的载荷下不断裂,在此基础上,我们还需要侧踏的踩感不能太软,踩踏多次后的侧踏沉降量也会因为不同类型的侧踏而有不同的要求。这个软感转化为工程参数既是载重后的Z向位移量。而踩踏多次后的沉降量即是踩踏耐久后的永久位移量。针对这两个参数,我们对我们不同安装策略的踏板进行横向比较。

4.3.1 载重后垂直方向位移量

我们在如下描述的几个施力点上进行施力,并记录其瞬时Z向变形量:

A点:在可踩踏面的最前端施加1335N的力;

B点:在可踩踏面的最后端施加1335N的力;

C点:同时在前后两个进门的位置点同时施加1113N的力;

D点:在距离最大的两个分支架的中心点施加1335N的力,见表1。

4.3.2 踩踏耐久后永久变形量

在两个C点位置,同时施加1113N,总共2226N,维持3秒,总共10000次循环,试验完成记录永久变形量。

以上数据为该类型侧踏举例数据,仅代表这一方案类型侧踏数据趋势,并不代表所有这类型侧踏具体验证参数,见表2。

由以上数据可总结出几个对这个参数结果产生影响的原因:

(1)在Y向上,安装点离踩踏点越近,载重后垂直位移量和永久变形量越小。

因此在这方面而言,方案B和方案C优于方案A和方案D。

(2)在X向上,安装点离踩踏点越近,载重后垂直位移量和永久变形量越小。

因此在这方面而言,方案A和方案B在位置选取上受现有孔位限制一般不能每个支架都找到近的。方案C和方案D更有优势。

由以上可看出,在侧踏强度这方面,方案C优于方案D/B优于方案A

5 各方案适用条件总结及优化方案

方案A:适用情况:适用于于不想后打孔且没有原厂预留孔的车型。侧踏与原车造型集成度较低。

优化方式:选择孔位时尽量选离侧围板较近的地方的孔位,X向或Y向的孔位优先,Z向孔位需板筋厚度强度够的位置。前后端的支架尽量选用靠近前后踩踏点的孔位,但不要影响千斤顶及举升架。由于现有孔位一般都较大,因此使用T型螺栓时最好使用下图中的方式,用特征点卡住,以免T型螺栓滑落出来。

方案B:适用情况:适用于后市场在侧围外板上有现有孔位且原车的侧裙不会干涉到支架的,侧踏与原车造型集成度较低。

优化方式:选择孔位时尽量选离前后踩踏点较近的地方的孔位。在底盘上选择的安装点所用的螺栓优化可参考方案A中的方法。

方案C:适用情況:适用于侧围外板强度够的车型。最好是原车侧裙不干涉支架的,但由于沉降量不多,因此还适用于替代原车侧裙的车型。

优化方式:选择支架位置时在不干涉千斤顶和举升机位置的情况下尽量靠近前后踩踏点。在侧围外板强度不够时有两种优化方法,见图7。

(1)在侧围外板上焊接一块加强板。a.这块加强板筋一般需前装预留,因为这个位置售后无法够到。b.一般用U型螺栓,注意U型螺栓的形状设计使其与板筋的接触点尽量多而平均,避免其在孔附近单点接触,会容易导致板筋应受力集中而断裂。

(2)在侧围外板侧面增加一个紧固点。用一块板筋连接紧固点和支架,CC向的孔对受力更好。但前提是a.这个区域有空间加结构。b.通常这块区域可能会还有块板筋挡在侧围外板外面,需要确保安装区域露出来。

方案D:适用情况:一般用于既不想把原车侧裙替换掉又不想在侧裙上切口。对于车门靠侧围外板很近的车型,比较适合这个方案。

优化方式:选择支架位置时在不干涉千斤顶举升机位置的情况下尽量靠近前后踩踏点。在侧围内板强度不够时也可使用方案C中的这两种方式。

6 结语

本文结合时下常用的几款侧踏支架安装方式以几个常用关注点进行比较,并对其进行优化。为新侧踏的设计和开发提供参考。

参考文献:

[1]齐刚.某车型侧踏板固定支架结构优化.汽车零部件,2017(2):1674—1986(2017):02-058-02.

[2]胡刚,柯章俊,齐刚.小型SUV“琵琶形”侧踏板结构设计.汽车零部件,2017(12): 674—1986(2017)12-053-03.

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