轿车外后视镜的结构功能及设计要求

肖河容 董永衡 赵胜东

摘 要:随着经济的发展,人们的生活水平也在不断提高,轿车已经进入千家万户。外后视镜作为轿车的重要组成部件,外后视镜操作简便,实用性强,且可以提升整车的美感。外后视镜的性能对整车驾驶体验至关重要。以下主要结合外后视镜的结构功能,和设计要求方面做解析,为外后视镜的设计提供参考。

关键词:外后视镜 结构功能 设计要求

Function And Design Requirements Of Car Exterior Rearview Mirror

Xiao Herong Dong Yongheng Zhao Shengdong

Abstract:With the development of economy, people's living standard is also constantly improving, cars have entered thousands of households. The outside rearview mirror as an important part of the car is easy to operate, and can improve the beauty of the whole car. The performance of the external rearview mirror is critical to the driving experience of the vehicle. The following, mainly combined with the structure and function of the external rearview mirror, and design requirements, does the design analysis, to provide reference for the design of the external rearview mirror.

Key words:external rearview mirror, structure and function, design requirements

1 引言

外观上,从上世纪的桑塔纳、捷达等造型简陋、工艺粗糙的后视镜向现在越来越多车型所讲究的美观、精致的方向发展。结构上,从过去的镜片只能手动调节到如今的电动调节、记忆式调节,以及未来的电脑控制调节;镜头从手动调节发展到电动调节。功能上,不仅满足从前的视野观察要求,还已经或正在开发加热除霜、加装转向灯、倒车雷达、卫星定位、测试胎压、移动摄像、代接手机等新功能。

2 外后视镜结构功能介绍

外后视镜通过镜面一定角度范围内的转动来满足驾驶员的视野要求,分为手动和电动调节。外后视镜的镜头分为电动折叠及手动折叠,根据车型配置不同而选择。外后视镜根据车型不同,有不同的造型及结构,但总的说来,都具备镜壳、支架、镜片、托板、转向器、基板等基本结构。外后视镜由支架固定在前车门上,密封垫在支架与车门之间起到防水、防尘等密封作用。

3 外后视镜设计要求

3.1 外后视镜对造型的要求

后视镜外表面设计所有部件可以触及表面曲率半径不可以小于2.5mm[1]。外表面要求保持光顺,无阶表面,方便建模设计。在设计外后视镜的造型和结构的时候要综合考虑气流的影响。不同的造型和结构对气流产生的影响不同,想要降低气动噪音,就要做好造型结构与气流之间的关系[2]。

对于整车的空气阻力系数,有时却需要牺牲后视镜的系数而达到。侧部气流必须在后视镜区域作适当调整,收到D柱,提高牵引力,并降低尾流,节约燃油消耗。造型对空气动力噪声源的分布及声强影响很大,尤其是在后视镜基座处的紊流。声波是纵波,声压的分布跟紊流的气压分布成比例。设计时尽量保持后視镜镜头内缘到基座外表面的距离变化梯度不要太大,以降低气流在通过此缝隙处的压降。

3.2 外后视镜对周边零件的要求

安装在前门外板三角区后视镜和门板的基本配合关系(如图2),后视镜和支架和门板之间必须有密封垫保持两者紧密地贴合,不会漏水漏气。后视镜和门板依靠三个紧固件连接。门板上还必须为后视镜线束留有足够大的一个过孔,允许线束通过。此外,在后视镜基座上必须有两个定位销,即:一个2-Way、一个4-Way。保证在外观上后视镜和门板配合的非常好。

外后视镜在设计过程中,其安装螺孔和定位销的位置必须让开内饰板的安装槽孔。其安装孔(边缘)之间的最近距离至少要初步欲留20mm,以防止钣金冲压孔销轴设计过程中的干涉。同时外后视镜线束及插头的位置需要避让内饰板的安装孔以及结构筋,更要避让集成在内饰板上的高音喇叭或者外后视镜开关。

3.3 外后视镜零部件的设计要求

通常而言,外后视镜内部的空间主要指内部承重支架的空间布置。其它零件都和支架直接间接地与之相连。在车辆横向(Y轴),后视镜镜片的宽度W主要取决于视野的校核结果。在车辆高度方向(Z轴)方向上,后视镜镜片的高度H主要取决于视野的校核结果。支座外形也需要充分考虑风阻,采用流线形设计,厚度不可过大,否则将影响转轴的布置[3]。

外后视镜的强度决定了零件在外力或者使用一段时间以后产生变形或断裂。所要考虑的几点如下:

a)基座:在一些情况下,基座采用PA6/PA66,并在基座里预嵌螺母。如果在基座设计的时候,忽略安装点周围的加强筋以及凸台高度,在安装过程中的安装扭矩会造成基座安装孔附近的凸台断裂或者裂纹。

b)枢轴:如果枢轴出的连接强度不够,当外力作用在镜头上时,会有明显的镜头松动。所以在快速检验是否连接强度达到要求,通常会在镜头外边缘施加100N的外力,并没有产生可视的变形。

c)结构件上的圆角和加强筋:在设计上考虑到供应商模具的能力,考虑到模具工艺的能力,加强筋的厚度和产品料厚比例为1:2来设计。尽可能多地用圆角,避免应力集中。

d)镜片总成的脱落:在电机和托板之间采用卡扣式结构连接。要保证卡扣的结构连接强度,尽量采用通用的结构设计。在模具工艺上也尽量采用通用的结构,保证足够的连接拉脱力。

后视镜在车辆动态激励作用下的振动性能是后视镜镜片设计中所要考虑的重要指标之一。振动的幅度会产生眼部疲劳,严重的振动会直接影响驾驶的安全性。分析表明,后视镜镜片的角位移是产生视觉不舒适感以及视觉疲劳的原因。如何在设计和验证时避免过度的角位移,是后视镜设计过程中的一个重要的指标。要想避免后视镜和整车发生共振,其固有频率必须要高于整车频率。要想提高固有频率,必须提高刚度,降低重量。

4 结论

通过外后视镜结构功能及设计要求的浅析,对外后视镜的设计有了一定的了解。目前外后视镜的技术日新月异,各种新技术不断的被用到外后视镜上。我相信经过我国设计人员的不断探究设计,一定会设计出更加实用、更加完美的外后视镜。

参考文献:

[1]GB 15084-2013[S]. 机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求.

[2]徐林邦.后视镜造型与结构对气动噪声的影响研究[J]. 时代汽车,2017(06):101—102.

[3]连胜利,郝之凯. 外后视镜造型及布置的研究[A].

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