汽車隱藏式門外拉手典型結構及潛在失效模式

易熙，王永華，朱鑑華

汽車隱藏式門外拉手典型結構及潛在失效模式

易熙，王永華，朱鑑華

（上海汽車集團股份有限公司乘用車公司質量保證部，上海 201804）

文章介紹了汽車隱藏式門外拉手的結構和工作原理，總結了這類門外拉手的典型質量問題及其解決措施，包括功能耐久問題、與車門靜態匹配問題、與車門動態匹配問題、關門感官質量問題等，希望為其他開發者提供一定的參考價值。

隱藏式；門外拉手；質量問題

1 前言

汽車工業近年來快速發展，電動化、智能化成為發展趨勢。門外拉手作為汽車上不可或缺的零部件，是汽車駕乘者進入乘客艙前，首先觸及的零件。如果賦予它智能化科技，將直接提升駕乘者的尊榮體驗。隱藏式門外拉手就是該零件的智能化發展方向之一，以其特有的優點擺脫了傳統汽車門外拉手的各種束縛和不足，將被越來越多的“智能化”、“高端化”的汽車使用。

2 汽車門外拉手簡介

傳統的汽車門外拉手一般分為兩大類（如圖1）。一類是水平拉動式拉手（圖1a），通過手握持握把在水平向拉起，拉手水平方向的轉動帶動解鎖鋼絲開門。另一類是翻轉開啟式拉手（圖1b），通過手伸入罩殼下方，施加垂直方向翻轉的力，罩殼垂直方向的翻轉帶動解鎖鋼絲解鎖開門。這兩類把手，在本文中都被稱為非隱藏式門外拉手。它們基本都外凸于車門鈑金、明顯可見，而且一般要求鈑金沖壓出造型凹槽用于手的伸入，一定程度上會破壞門鈑金造型的整體性、增加風阻。

圖1 傳統的汽車門外拉手

近年來出現的隱藏式門外拉手，是一類新型的外拉手。當處于閉合狀態時，手握持的部分收縮隱藏在車門內部，拉手外表面與車門型面配合平整，而且與周圍的間隙非常小，不會引起該區域的外觀造型突變和風阻。把手開啟時，通過電機帶動，手握持部分先彈離閉合位置，然后實現人員握持拉動、帶動解鎖鋼絲開門。如圖2是某車型隱藏式外拉手的整車效果和拉手局部放大的圖片。

3 隱藏式門外拉手優點和工作原理

與傳統非隱藏式外拉手對比，隱藏式門外拉手存在三大優點：1）它可以保證整車外觀無外拉手帶來的凹凸區域，拉手與整車鈑金面渾然一體，便于造型設計師做各種創意造型，提升整車的顏值。2）由于無造型凹凸，可以減小一部分風阻，節能減排。3）提升整車的科技感和智能化使用體驗。當前，特斯拉、日產GTR、榮威Marvel-X、蔚來ES8等定位高端的車型上已經配置了隱藏式外拉手，提升了用戶的智能體驗，被視為整車的一大亮點。

筆者作為國內某車型隱藏式門外拉手的主要開發者，參與開發的隱藏式門外拉手實車效果如圖3所示。

圖3 國內某車型隱藏式外拉手裝配狀態圖

該門外拉手的機構示意圖如圖4所示（具體由圖中1-16子零件組成）。（1-4）組裝成手握持的手柄系統；底座（5）是拉手與車門安裝固定的基板；（6）、（9）、（10）組成慣性鎖系統（功能是防止車門在翻滾中被甩開）；（7）、（8）是門鎖系統；（11-16）是運動解鎖和復位系統；（17-19）是電動執行和控制系統。它的工作原理：按壓按鍵（1）之后，開關（19）給出“開”的信號，執行器（17）推桿往前伸，推動轉臂b（14）。這時手柄系統小總成（1-4）被驅動彈出一定角度，人員可以伸手去拉拽它，進而帶動轉臂a（11）、牽引拉線（12）去解除門扣鎖，實現開門。

圖4 國內某車型隱藏式外拉手爆炸圖

4 隱藏式門外拉手典型問題及解決

該車型是國內最早開發使用隱藏式門外拉手的量產車型之一，在“摸著石頭過河”的開發過程中，筆者積累了一定的質量評審方法和問題解決經驗。下文將分類介紹隱藏式門外拉手常見的質量問題及其解決辦法，包括功能耐久問題、靜態匹配問題、動態匹配問題、關門感官質量問題等。

4.1 功能耐久問題

門外拉手是一個具有解鎖開門功能的零件，使用的頻次非常高，必須經受住嚴苛的功能耐久考驗。使用過程中，如果內部結構件出現斷裂或電控系統失效，將導致車門無法解鎖的重大問題。針對這類失效模式，首先內部機械運動結構的強度和剛度必須要有保障，涉及到材料的選用、子零件的受力模擬分析、帶負載的耐久實測，才能確保零件的可靠無虞。

（1）比如筆者負責的該隱藏式門外拉手，其運動轉臂a（帶動拉鎖頻繁運動的子件）一開始按照常規運動塑料件的選材思路，選擇了具有自潤滑特性的POM，強度模擬分析也能達到要求，但在實物濫用試驗檢測時卻發現POM無法完全滿足強度要求，后續材料變更為POM+GF25，提高了搖臂的強度。

（2）又比如扭簧（圖4中（15）、（16）），材料選用了SUS304不銹鋼，防止銹蝕導致運動阻滯。彈簧線徑最終確定為1.8，因為通過試驗發現，如果線徑太小，耐久測試后回彈力衰減，導致拉手不能完全回位；如果線徑太大，則太大的反彈力導致手感偏重，影響客戶感知質量。

（3）功能耐久問題，還有一部分出自電控系統，核心零部件是驅動把手彈出的執行器（17）和開關（19）。執行器的選型非常重要，需要同時滿足負載力和使用壽命的要求。業內比較知名的執行器供應商如博世、海拉、杰必等都有各種型號的產品供選擇，在產品選型時，產品試驗標準要求需和執行器供應商溝通清楚。開關功能耐久主要涉及按鍵帽的頻繁按壓不破壞，回彈力衰減程度可控問題；另外車門該區域屬于濕區，開關電子元器件封裝防水、防震動等要求也至關重要。

4.2 與車門靜態匹配問題

隱藏式門外拉手在未開啟狀態時是隱藏式的，即靜態時需要與車門型面保持良好的匹配關系，包括面差和間隙。

（1）底座是整個把手安裝的基礎，其尺寸精度和剛度非常重要。如果尺寸精度不足，自然狀態下就會有尺寸波動，體現為面差、間隙匹配變化；如果剛度不足，安裝時會被鈑金拉扯被動變形。以筆者開發的產品為例，把手底座（5）由于整體呈板狀，容易扭曲變形，批量生產時容易發生變差，其平面度是一個關鍵尺寸。產品的厚度和加強筋設計，需特別關注。

（2）影響靜態匹配間隙和面差的，還有組裝帶來的影響因素，涉及整個尺寸鏈系統。筆者開發的隱藏式門外拉手的安裝是通過底座（5）與門加強板通過螺柱、螺母擰緊固定，而匹配外觀則是安裝在基板上的握持手柄（1-4）與門鈑金外觀面的配合。從底座到握持手柄尺寸轉換較多，相比傳統把手而言，其匹配難度、各子零件需要控制的尺寸精度要求無疑更高。如安裝銷軸的竄動量、彈簧和電機的運動限位精度等都需要控制。

（3）另外，握持手柄與門鈑金孔的間隙值建議為3mm左右。間隙做得小，外觀效果固然不錯，也能體現出整車廠較好的工藝水平；但并非越小越好，間隙過小時，極寒天氣中手柄與門鈑金孔容易被冰凍住，導致手柄無法彈出。

4.3 與車門動態匹配問題

圖5 線束運動包絡與轉臂加強筋干涉

由于門外拉手是運動的，反復使用的匹配狀態可重復性至關重要，筆者開發的產品前期就遇到了這類問題。在靜態情況下安裝匹配合格的產品經過多次開門之后，出現了握持手柄高出門鈑金的問題。究其原因，是線束布置的路徑存在問題。如圖5，按鈕裝在握持手柄上，按鈕線束從握持手柄穿過孔洞后延伸固定夾持在把手基板上，然后進一步與車門線束對接。握持手柄在開閉轉動時，線束圈出部分會被帶動做伸縮運動。在閉合動作時，如果線束偏長或硬度偏硬，縮回的線束集中滯留在搖臂a下方、頂住搖臂（圈示區域），使得握持手柄無法完全閉合，即導致了與鈑金的面差問題。后續的解決方案一方面是線束運動路徑避空，給予線束足夠的縮回空間，另一方面是讓線束布置盡可能靠近轉軸，減小伸縮運動幅度。

4.4 關門感官質量問題

隨著汽車的消費升級，用戶對于感官質量要求也越來越高，需要特別關注。

（1）外觀質量

隱藏式門外拉手握持手柄表面一般采用電鍍或油漆工藝。電鍍表面對外觀缺陷非常敏感，握持手柄需考慮模具的頂桿設置，防止縮??；同時需提高電鍍層表面硬度，防止刮擦損傷。如果是車身同色漆表面的，需要著重關注色差問題，因為把手色差在周圈鈑金的對比下會非常明顯。開發時如果定義為非車身同色，異色匹配也不失為一種規避色差的措施。

（2）異響問題

以筆者開發的隱藏式門外拉手為例，在開發前期發現，每次關門時存在類似共振的響聲。經分析，將異響聲源鎖定在了執行器上。原來由于隱藏式門外拉手國內開發尚屬于前沿，與之配套的執行器也是罕有成熟的專業款型。比如我們選型了一款在加油小門上使用的執行器，其負載能力和耐久測試都滿足要求，但我們忽略了一點，門和加油小門的使用工況是不同的——加油小門裝在整車上后，執行器相對于整車并不存在運動；而作為外拉手的子零件裝在車門上時，在車門開、關的甩動過程中，執行器是會隨著門的運動、靜止，被迫急動急止。進一步拆解執行器，發現內部馬達和外殼之間是存在間隙的，馬達隨關門的沖擊力，會在內部晃動沖擊并造成響聲。后續我們在執行器殼體和馬達的間隙部位增加緩沖泡棉（如圖6所示），避免間隙帶來的晃動，問題得到了解決。這類異響問題，在后續隱藏式門外拉手的開發時需切實考慮。

圖6 執行器實物拆解圖

5 結論

隱藏式門外拉手還處于發展起步階段，一個新興事物的開發過程中難免碰到各種問題。筆者基于自身在產品開發過程中遇到的問題，梳理總結了隱藏式門外拉手的典型質量問題和解決措施，可能是掛一漏萬，僅希望能給后續開發者帶來思路上的啟示，對產品質量風險的規避起到一定的幫助作用。

[1] 細川武至.汽車構造圖冊[M].魏朗,譯.北京:人民交通出版社,2004.

[2] 金云光,丁光學,朱偉.淺談車門外把手開啟力的設計與計算[J].汽車實用技術,2017(5).

[3] 范春雷,趙云杰.淺議車門把手面品缺陷產生缺陷及解決方法[J]. 客車技術, 2017(3).

[4] 徐小程,杜婷婷等. 車門抖動解決方案及評價方法研究[J].上海汽車,2015(7).

[5] 唐淳.加油口蓋系統設計的研究[J].汽車實用技術, 2015(7).

[6] 黃付延,劉祚時,陶宗虎等.車門裝配面差對氣動噪聲影響的數值分析[J].汽車設計與制造, 2018(7).

[7] 劉超,趙晶晶,康杰忠,等車身前部間隙面差問題解決[J].汽車工程師,2014(7).

[8] 陸曉黎,基于三坐標測量技術的汽車尺寸匹配質量控制[J].內燃機與配件,2017(11).

Typical structure and potential failure mode of automobile hidden door handle

Yi Xi, Wang Yonghua, Zhu Jianhua

（Quality Assurance Department of Passenger Company of Shanghai Automobile Group Co., Ltd., Shanghai 201804）

This paper introduces the structure and working principle of hidden door handle, summarizes the typical quality problems of this kind of door handle and their solutions, including durability, static matching with door, dynamic matching with door, sensory quality of closing door, etc. It is hoped to provide some reference value for other developers.

Hidden; Outside door handle; Quality problems

U461.99

B

1671-7988(2019)24-193-04

U461.99

B

1671-7988(2019)24-193-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.24.064

易熙，中級工程師，就職于上海汽車集團股份有限公司乘用車公司質量保證部，從事汽車領域的質量控制的相關研究。主要的研究對象包括汽車門外拉手、外后視鏡等的質量控制。