石莉娜 薛飛

摘 要：介紹卡車用四連桿鉸鏈的安裝點布置、開啟角度設定、設計注意點以及設計優(yōu)勢，為后續(xù)卡車用四連桿鉸鏈設計提供參考。關(guān)鍵詞：卡車;四連桿鉸鏈;設計要點;設計優(yōu)勢中圖分類號：U469 ?文獻標識碼：B ?文章編號：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、以及限位銷等多個零件的精度才能達到較好的配合效果，涉及尺寸鏈較長，從而導致誤差較大，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，達不到理想的翻轉(zhuǎn)角度，同時，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計的自由度。

針對以上問題，本文介紹一種卡車用前面罩四連桿結(jié)構(gòu)（以下簡稱四連桿鉸鏈）的設計結(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)車型提供設計參考。

1 四連桿鉸鏈的設計

如圖2所示四連桿簡圖，a為固定頁板，b、c、d為轉(zhuǎn)動頁板。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計算按式1：

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

2 安裝點的布置

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時，需要考慮前圍內(nèi)板焊接螺母時的可行性，以及內(nèi)板和外板之間螺栓的安裝空間。同時，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，對前圍部件提出鉸鏈安裝點的強度要求。

3 設定開啟角度

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，影響鉸鏈的強度。鑒于以上原因，布置前面罩鉸鏈時，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、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。

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

再次，前面罩打開時，離合器泵水壺及膨脹箱加注壺在加注液體時與前面罩翻轉(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)動頁板C的位置，之后根據(jù)布置空間設計圖2中轉(zhuǎn)動頁板b和d，從而確定四連桿鉸鏈的運動軌跡。

4 卡車用四連桿鉸鏈設計注意事項

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，因此在設計詳細結(jié)構(gòu)時，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，加大兩個零件的間隙，間隙至少保證2mm，避免前面罩在運動過程中發(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留的固定點上。因前面罩屬于柔性件，左右鉸鏈在前面罩上安裝點尺寸跨度較大，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，此種設計結(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

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 多種運動軌跡

運用四連桿多種運動軌跡的優(yōu)勢，通過合理設置連桿的長度，前面罩在翻轉(zhuǎn)的同時，逐步向外側(cè)移動，避免前面罩總成在實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的過程中與前圍部件發(fā)生干涉;

5.3 減輕裝配工人負荷

如圖6，在鉸鏈固定頁板上設計特征a，使前面罩總成在安裝時，掛在預安裝螺栓上，減輕工人安裝面罩的負荷 ，通過特征b對前面罩總成定位，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)更簡便。

5.4 集成式設計

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

6 結(jié)論

本文分別對卡車用四連桿鉸鏈的布置方法，開啟角度設計注意事項及設計優(yōu)勢等四個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)設計提供設計參考。