一种后备箱结构设计方法、后备箱结构及车辆与流程

1.本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种后备箱结构设计方法、后备箱结构及车辆。


背景技术：

2.汽车的背门在关闭状态下，会受到背门重力、密封附件反力以及撑杆的伸展力的作用，其合力会使背门存在向下向后的位移，这也会导致后背门与环境件(顶盖、侧围、尾灯、后保险杠)的间隙面差超差。
3.现实中工人通过调整背门铰链、背门锁扣等一系列操作来控制背门的间隙面差。现有技术方案中通过一种辅助工装来调整尾门，本质上来说还是需要线上调整。
4.这种方法在一定程度上是能有效的控制间隙面差超差，但工人费时费力且会影响生产节拍。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种后备箱结构设计方法，现有技术中在安装后备箱盖时人工调整间隙面差超差，效率低下的问题。
6.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
7.一方面，本发明提供一种后备箱结构设计方法，包括以下步骤：
8.获取撑杆在后备箱盖正常关闭位置的支撑力，以及密封附件的密封反力；
9.建立包括后备箱盖、白车身止口、撑杆和密封附件的理论设计模型，并加载后备箱盖的重力、撑杆的支撑力，以及密封附件的密封反力，且使后备箱盖处于正常关闭位置，获取后备箱盖和白车身止口之间的间隙和面差；
10.根据后备箱盖和白车身止口之间的间隙和面差，调整后备箱盖和/或白车身止口的设计模型，直至后备箱盖和白车身止口之间正常关闭时的间隙和面差在设定范围内。
11.在一些可选的方案中，获取撑杆在后备箱盖正常关闭位置的支撑力，包括：
12.根据公式f＝nrt*a/(v-li*(a-a))-p*a，确定撑杆在后备箱盖正常关闭位置的支撑力f；
13.其中，a为活塞面积，a为活塞杆截面积；p为大气压；v为撑杆自由状态下筒内体积，li为撑杆压缩量，n为气体摩数；r为理想气体常量，t为温度。
14.在一些可选的方案中，在调整后备箱盖和/或白车身止口的设计模型，直至后备箱盖和白车身止口之间关闭时的间隙和面差在设定范围内，通过调整白车身止口的高度实现。
15.在一些可选的方案中，在使后备箱盖和白车身止口之间关闭时的间隙和面差在设定范围内后，还包括：根据后备箱盖和白车身止口在过关状态下干涉区域，确定在防干涉密封条中泡管内设置塞管的设定长度。
16.在一些可选的方案中，所述根据后备箱盖和白车身止口在过关状态下干涉区域，
确定在防干涉密封条的泡管内设置设定长度的塞管，包括：
17.根据后备箱盖的过关角度，确定后备箱盖与白车身止口之间的干涉范围；
18.根据后备箱盖与白车身止口之间的干涉范围，确定在防干涉密封条中泡管内设置塞管的设定长度；
19.判断泡管内设有塞管的密封条反力是否满足设定行李箱锁点密封反力要求，若否，则调整所述泡管和/或塞管压缩荷重，直至满足要求。
20.在一些可选的方案中，所述的根据后备箱盖的过关角度，确定后备箱盖与白车身止口之间的干涉范围，包括：
21.获取后备箱盖的过关角度；
22.建立包括后备箱盖与白车身止口的模型，并使所述后备箱盖处于过关角度位置；
23.在所述后备箱盖与白车身止口的接触位置间隔设定间距绘制断面，当所述后备箱盖与白车身止口之间的间隙不满足设定间隙，或者所述后备箱盖与白车身止口之间的面差不满足设定面差时，判定后备箱盖与白车身止口之间的干涉。
24.在一些可选的方案中，所述的获取后备箱盖的过关角度，包括：
25.将所述后备箱盖的锁扣调至极限位置；
26.关闭所述后备箱盖，确定后备箱盖的过关角度。
27.在一些可选的方案中，所述的判断泡管内设有塞管的密封条反力是否满足设定行李箱锁点密封反力要求，包括：
28.根据泡管的压缩荷重和长度，确定泡管的总反力矩，根据塞管的压缩荷重和长度，确定塞管的总反力矩；
29.根据泡管的总反力矩、塞管的总反力矩，以及后备箱盖正常关闭位置的支撑力，确定行李箱锁点密封反力；
30.根据行李箱锁点密封反力，判断泡管内设有塞管的密封条反力是否满足设定行李箱锁点密封反力要求。
31.第二方面，本发明还提供一种后备箱结构，利用上述任一项后备箱结构设计方法进行设计。
32.第三方面，本发明还提供一种车辆，包括上述的后备箱结构。
33.与现有技术相比，本发明的优点在于：建立的包括后备箱盖和白车身止口的理论设计模型中，后备箱盖和白车身止口之间的间隙和面差在设定范围内。通过后备箱盖在撑杆的支撑力以及密封附件的密封反力下，得到作用力下后备箱盖和白车身止口之间的间隙和面差，分析的不同位置钣金位移值，重新设计相对应后备箱盖和白车身止口之间的间隙大小，以此来补偿撑杆、重力及密封附件自身对背门间隙面差的影响。能够一定程度上是能有效的控制安装时后备箱盖和白车身止口之间的间隙，提高后背门安装时的效率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例中后备箱结构设计方法的流程图；
36.图2为本发明防干涉密封条的结构示意图；
37.图3为本发明建模划分断面的示意图；
38.图4为本发明实施例中白车身止口与后备箱盖干涉的示意图。
39.图中：1、夹持部；10、主体；11、弧形唇边；12、工艺筋；13、棘爪；14、牙齿；2、白车身止口；3、泡管；4、塞管；41、外层管；42、内层管；43、支撑条；5、后备箱盖；6、断面。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
42.如图1所示，一方面，本发明提供一种后备箱结构设计方法，包括以下步骤：
43.s1：获取撑杆在后备箱盖5正常关闭位置的支撑力，以及密封附件的密封反力。
44.背门在关闭状态下，主要收到密封反力、撑杆作用力和重力的作用：密封反力是沿止口的切线方向、撑杆作用力是沿撑杆的轴线方向(斜向下)、重力为垂直向下。其合力方向为斜向下的方向。
45.在一些可选的实施例中，根据公式f＝nrt*a/(v-li*(a-a))-p*a，确定撑杆在后备箱盖5正常关闭位置的支撑力f。
46.其中，a为活塞面积，a为活塞杆截面积；p为大气压；v为撑杆自由状态下筒内体积，li为撑杆压缩量，n为气体摩数；r为理想气体常量，t为温度。
47.其中，后备箱盖5产生的重力为g＝m*g，其中，m为后备箱盖5的质量，g为重力加速度。
48.本例中，密封附件包括密封条、限位块和缓冲块等，。以密封条为例，在求解密封条的密封反力时，将密封条划分成若干小段。
49.根据公式fi＝p
×
li/100，其中，li为第i段密封条的长度，p为密封条单位长度的压缩荷重，本例中，单位长度为100mm压缩量的压缩荷重，fi为第i段密封条的反力。本例中，此处的密封条为常规的密封条。
50.s2：建立包括后备箱盖5、白车身止口2、撑杆和密封附件的理论设计模型，并加载后备箱盖的重力、撑杆的支撑力，以及密封附件的密封反力，且使后备箱盖5处于正常关闭位置，获取后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差。
51.本例中，通过cae密封反力的验证分析，得到背门与环境件在x向和z向的间隙面差变化情况。可以看到背门与顶盖、侧围、尾灯、后保等区域的间隙面差变化值是不一致的，工人通过线上调整是很困难的。
52.s3：根据后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差，调整后备箱盖5和/或白车身止口2的设计模型，直至后备箱盖5和白车身止口2之间正常关闭时的间隙和面差在设定范围内。
53.本例中，通过调整白车身止口2的高度实现，直至后备箱盖5和白车身止口2之间关
闭时的间隙和面差在设定范围内。
54.在利用该后备箱结构设计方法对后备箱结构进行设计时，首先获取撑杆在后备箱盖5正常关闭位置的支撑力，以及密封附件的密封反力；再建立包括后备箱盖5、白车身止口2、撑杆和密封附件的理论设计模型，并加载后备箱盖5的重力、撑杆的支撑力，以及密封附件的密封反力，且使后备箱盖5处于正常关闭位置，获取后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差；根据后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差，调整后备箱盖5和/或白车身止口2的设计模型，直至后备箱盖5和白车身止口2之间正常关闭时的间隙和面差在设定范围内。建立的包括后备箱盖5和白车身止口的理论设计模型中，后备箱盖5和白车身止口之间的间隙和面差在设定范围内。通过后备箱盖5在撑杆的支撑力以及密封附件的密封反力下，得到作用力下后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差，分析的不同位置钣金位移值，再次设计相对应后备箱盖5和白车身止口之间的间隙大小，以此来补偿撑杆、重力及密封附件自身对背门间隙面差的影响。能够一定程度上是能有效的控制安装时后备箱盖5和白车身止口之间的间隙，提高后背门安装时的效率。
55.s4：根据后备箱盖5和白车身止口2在过关状态下干涉区域，确定在防干涉密封条中泡管3内设置塞管4的设定长度。
56.如今造型追求车门与环境件的分缝间隙越来越小，对于设计人员来说，怎样做到精致化设计尤为重要。后备箱盖与侧围通常定义3.5mm的分缝间隙，而在行李箱肩部拐角区域，是最容易发生磕漆的区域，主要基于以下两方面原因：制造精度，拐角区域后备箱盖钣金包边效果较差，容易造成间隙小的现象。
57.由于造型的限制，白车身止口2与后备箱盖5对应的位置无法全部设置限位块或缓冲块，无法对后备箱盖5的冲击/关闭时刻进行保护。导致后备箱盖在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉和磨油漆，导致钣金生锈和发生异响的现象。
58.在一些可选的实施例中，步骤s4包括：
59.s41：根据后备箱盖5的过关角度，确定后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉范围。
60.本例中，后备箱盖5为汽车后尾门/后备箱，行李箱密封条，为安装在尾门止口上，用于密封作用的橡胶条；过关闭为大力关闭尾门的试验工况，用于模拟暴力关门。
61.在一些可选的实施例中，步骤s411包括：
62.s411：获取后备箱盖5的过关角度。
63.本例中，过关闭为大力关闭尾门的试验工况，用于模拟暴力关门。此工况下极限状态下的关闭角度，与正常关闭时的关闭角度之差即为过关角度，本例中，为了获取大力关闭尾门试验工况下的关闭角度。
64.在一些可选的实施例中，为获取后备箱盖5的过关角度，将后备箱盖5的锁扣调至极限位置；关闭后备箱盖5，确定后备箱盖5的过关角度。
65.本例中，将后备箱盖5的锁扣调至极限位置，此位置所对应的关闭角度，与大力关闭尾门试验工况下的关闭角度基本一致。将此时的关闭角度与正常关闭时的关闭角度之差作为过关角度。
66.s412：建立包括后备箱盖5与白车身止口2的模型，并使后备箱盖5处于过关角度位置。
67.由于难以直接测量后备箱盖5与白车身止口2之间的间隙和面差，因此建立关于后
备箱盖5与白车身止口2的模型，使后备箱盖5处于过关角度位置，通过模型方面确定后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉位置。
68.s413：在后备箱盖5与白车身止口2的接触位置间隔设定间距绘制断面，当后备箱盖5与白车身止口2之间的间隙不满足设定间隙，或者后备箱盖5与白车身止口2之间的面差不满足设定面差时，判定后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉。
69.在本实施例中，考虑到环境件的结构，初判位置不一定是最恶劣的位置，需要对建立的模型具体做断面来确认。本例中，后备箱盖5与白车身止口2之间的设定间隙值为3.5
±
1.2mm，后备箱盖5与白车身止口2的设定面差为-1
±
1.2mm，考虑间隙和面差的极限状态，绘制多个断面来判断。如图3所示，每隔10mm绘制一个断面6。
70.断面内容如图3所示，在过关闭过程中，后备箱盖5与白车身止口2包括状态a和状态b，后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉如图4所示，其中状态b表示后备箱盖5与白车身止口2之间存在干涉的状态，在所有断面中，找到所有后备箱盖5与白车身止口2之间存在干涉的状态的断面，由这些断面组成的区域就是干涉风险最大的区域。
71.s42：根据后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉范围，确定在防干涉密封条中泡管3内设置塞管4的设定长度。
72.如图2所示，在本实施例中，将塞管4设计为双层管管状的结构，外层管41和设于其内的内层管42，并在外层管41和内层管42之间通过多个周向间隔设置的支撑条43连接，这样可以保证塞管4有足够的支撑力，避免后备箱盖5与白车身止口2之间发生干涉，减少后备箱盖5在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉的可能性。另外，也方便调整塞管4对整个密封条的支撑力，例如通过调整外层管41和内层管42之间周向间隔设置支撑条43的个数来调整对密封条的支撑力。避免支撑力过大导致难以关闭白车身止口2的问题，以及支撑力过小无法解决后备箱盖5在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉的问题。外层管41和内层管42均为六边形，既可向泡管3提供一定的支撑力，并且使泡管3受到的支撑力相对均匀。另外，在其他的实施例中，也可以将塞管4制作成其他边数的正多边形，外层管41和内层管42之间的支撑条43的个数采用与外层管41和内层管42边数相同的个数，以调整对泡管3的支撑力。例如，当需要更大的支撑力时，可使外层管41和内层管42的边数增多，并使支撑条43的个数增多。当需要减小的支撑力时，可使外层管41和内层管42的边数减小，并使支撑条43的个数减小。另外，还可以通过调整外层管41、内层管42和/或支撑条43的材质来调整对泡管3的支撑力，以调整整个密封条的密封反力。
73.该防干涉密封条包括：夹持部1、泡管3和塞管4。夹持部1用于夹持在白车身止口2上；泡管3与夹持部1连接；设定长度的塞管4设于泡管3内的设定位置，用于支撑泡管3。
74.夹持部1的主体10一侧设有弧形唇边11，并且在弧形唇边11与夹持部1的主体之间设有工艺筋12，工艺筋12位于弧形唇边11的内侧。
75.夹持部1包括主体10，主体10呈u型，泡管3设置在u型泡管3的封闭端一侧，u型主体10内部两侧的侧壁上均设有至少一棘爪13，且u型主体10内部两侧侧壁上的棘爪13一一对应，u型主体10内部两侧侧壁上对应位置的棘爪13长度之和大于u型主体10内部两侧侧壁之间的间距，因此，u型主体10内部两侧侧壁上的棘爪13在安装到白车身止口2上时，会使棘爪13向u型主体10的封闭端弯曲，朝向u型主体10的封闭端。另外，在u型主体10的另外一侧还
设有多条牙齿14。
76.塞管4采用海绵制件，由于海绵有着很好的回弹和复位能力，能够提供一定的支撑力，在后备箱盖5关闭时，给泡管3提供一定的支撑反力，打开后备箱盖5后，即可恢复原状，可为下次再次关闭后备箱盖5时，给泡管提供支撑反力。避免后备箱盖5与白车身止口2之间发生干涉，减少后备箱盖5在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉的可能性。
77.s43：判断泡管3内设有塞管4的密封条反力是否满足设定行李箱锁点密封反力要求，若否，则调整所述泡管3和/或塞管4压缩荷重，直至满足要求。
78.s431：根据泡管3的压缩荷重和长度，确定泡管3的总反力矩，根据塞管4的压缩荷重和长度，确定塞管4的总反力矩。
79.以泡管3为为例，将泡管3划分成若干小段。
80.根据公式fi＝p
×
li/100、ti＝fi×
si×
cosα和确定泡管3的总反力矩t
泡管
，其中，li为第i段泡管3的长度，p为泡管3的单位压缩荷重，本例中为100mm压缩量的压缩荷重，fi为第i段泡管3的反力，si为第i段泡管3到铰链处的距离，α为受力方向与铰链轴连线的夹角，ti为第i段泡管3提供的反力矩，t
泡管
为泡管3的总反力矩。
81.s432：根据泡管3的总反力矩和塞管4的总反力矩，确定行李箱锁点密封反力。
82.在本实施中，得到密封条合力矩后，即可可算出行李箱锁点的密封反力。
83.s433：根据行李箱锁点密封反力，判断泡管3内设有塞管4的密封条反力是否满足设定行李箱锁点密封反力要求。
84.在本例中，若密封反力值满足后备箱盖tb模态的要求(整车tb模态对行李箱密封反力有指标要求，一般要求＞250n，用来保证整车异响)，则可反推密封条的压缩荷重值满足要求，在此基础上可设计泡管3带塞管4密封条的单位压缩荷重值，考虑断面处干涉值的大小，可以反推泡管3带塞管4密封条的压缩荷重值。
85.另外，可通过cae模拟验证行李箱锁点密封反力要求，在3.0m/s的速度下进行后备箱盖5的过关闭验证，钣金的塑性应变满足设计指标(材料的屈服强度＜0.2％，超过此值，钣金会发生永久变形)要求，说明在关键区域增加密封条塞管的方案可以避免动态干涉的风险。
86.这样可以在关闭后备箱盖5时，提高干涉位置密封条的支撑力，避免后备箱盖5与白车身止口2之间发生干涉，减少后备箱盖5在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉的可能性。并且，本方案只需要在设定位置的泡管3内安装设定长度以及设定单位压缩荷重的塞管4，仅仅加强干涉部分的支撑强度，不会大量提升整个密封条的密封反力，从而导致无法关闭车门的问题。
87.本发明还提供一种后备箱结构，利用上述任一项后备箱结构设计方法进行设计。
88.本发明还提供一种车辆，上述后备箱结构。
89.该后备箱结构通过上述的后备箱结构设计方法进行设计，该车辆包括上述后备箱结构。建立的包括后备箱盖5和白车身止口的理论设计模型中，后备箱盖5和白车身止口之间的间隙和面差在设定范围内。通过后备箱盖5在撑杆的支撑力以及密封附件的密封反力下，得到后备箱盖5和白车身止口2之间的间隙和面差，分析的不同位置钣金位移值，设计相
对应后备箱盖5和白车身止口之间的间隙大小，以此来补偿撑杆、重力及密封附件自身对背门间隙面差的影响。能够一定程度上是能有效的控制安装时后备箱盖5和白车身止口之间的间隙，提高后背门安装时的效率。
90.在使用防干涉的行李箱密封条时，将夹持部1夹持在白车身止口2上，在关闭后备箱盖5时，由于在泡管3的设定位置安装有设定长度的赛管，设定位置通过后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉范围确定，干涉范围通过后备箱盖5的过关角度确定，将后备箱盖5的锁扣调至极限位置，即过关角度位置，关闭后备箱盖5，后备箱盖5与白车身止口2之间的间隙不满足设定间隙，或者后备箱盖5与白车身止口2之间的面差不满足设定面差时，判定后备箱盖5与白车身止口2之间的干涉。这样可以在关闭后备箱盖5时，提高干涉位置密封条的支撑力，避免后备箱盖5与白车身止口2之间发生干涉，减少后备箱盖5在动态关闭或在颠簸路面行驶过程中，可能出现与侧围板金发生干涉的可能性。并且，本方案只需要在设定位置的泡管3内安装设定长度以及设定单位压缩荷重的塞管4，仅仅加强干涉部分的支撑强度，不会大量提升整个密封条的密封反力，从而导致无法关闭车门的问题。
91.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
92.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
93.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。