汽车后备箱开启机构创新设计与仿真

杨勇

摘 要：本文采用机构再生运动链创新设计方法对汽车后备箱开启机构进行了机构创新设计，经过一般化运动链、运动链数综合、再生运动链以及运动链机构化，形成汽车后备箱开启机构新方案，并对新方案进行了尺寸设计与三维运动仿真，仿真结果验证了汽车后备箱开启机构与尺寸新方案的可行性。

关键词：后备箱开启机构；再生运动链；创新设计；仿真

1 引言

目前轿车可分为两厢式和三厢式轿车，三厢式轿车可分为四连杆铰链配气弹簧和弯管式铰链配拉杆弹簧或扭杆弹簧两种开启方式。在三厢式轿车中采用四连杆配气弹簧开启方式的轿车后行李箱盖开启比较平稳，但成本较高，多用于中高端轿车；采用弯管铰链配拉杆弹簧或者扭杆弹簧开启方式的轿车成本较低，但开启过程不平稳，多用于低端轿车。

汽车后备箱开启机构属于连杆机构，汽车生产企业为规避不同厂家的专利壁垒，怎么设计具有自主知识产权独创性的后备箱开启机构呢？本文采用机构再生运动链创新设计方法进行创新设计，可以形成多种不同的新方案。

2 汽车后备箱开启机构典型机构

汽车后备箱除去必要的储物功能外，还有运动性能和运动顺序的一系列具体要求。后备箱打开至最大时候与车身底盘（即后备箱箱底）有一固定夹角，以确定后备箱开合角度；后备箱开启的过程，不能突然且迅猛，需要平缓且稳定的，以防止车身结构碰撞发生损坏，因此多采用液压缸或弹簧作为后备箱开启机构的原动件。常见汽车后备箱开启机构如图 1所示，为典型六杆机构。

3 汽车后备箱开启机构创新设计

再生运动链法是根据机构的杆组组成原理，把一个特定的机构抽象为一般化的运动链，再按再生运动链步骤与转化规则，根据该机构在产品中的约束条件演化出众多的再生运动链，然后按逆推程序得到相当数量的机构见图，以供新产品设计。

现对图 1中汽车后备箱开启机构原机构进行一般化处理。首先，取消车身机架 6，原动件构件 5；然后将移动副 G一般化为转动副得到的一般化运动链。为了便于抽象为图论图形，消除尺度影响，可表示为跟一般化运动链，如图 2所示，属于“Stephensons linkage”。

该机构为含有一个移动副的六杆机构，其运动链数综合可以省略，直接得到两个一般化运动链构型，分别为原来的“ Stephensons linkage”和新增加的“ Watts linkage”。对于后备箱开启机构，运动链特定化时需要符合设计要求与约束的条件如下：必须有一个构件作为车身（机架），必须有两个构件作为原动件（气动顶杆）根据后备箱开启机构的设计要求与约束条件，对其运动链特定化步骤，可以得到新型后备箱开启机构简图，如图 3所示。

4 结论

本文采用机构再生运动链创新设计方法对汽车后备箱开启机构进行了机构创新设计，形成汽车后备箱开启机构新方案，并利用机械原理尺寸设计方法对新方案进行了尺寸设计，得到满足运动要求的各个杆件尺寸。

参考文献：

[1]颜鸿森 .颜氏创造性机构设计 ：（一 ）设计方法[J]. 机械科学与技术，1995（10）：39-41.

[2]颜鸿森 .颜氏创造性机构设计 （二 ）机构的一般化[J]. 机械科学与技术，1995（11）：44-47.