汽车隐藏式门外拉手典型结构及潜在失效模式

易熙，王永华，朱鑑华

汽车隐藏式门外拉手典型结构及潜在失效模式

易熙，王永华，朱鑑华

（上海汽车集团股份有限公司乘用车公司质量保证部，上海 201804）

文章介绍了汽车隐藏式门外拉手的结构和工作原理，总结了这类门外拉手的典型质量问题及其解决措施，包括功能耐久问题、与车门静态匹配问题、与车门动态匹配问题、关门感官质量问题等，希望为其他开发者提供一定的参考价值。

隐藏式；门外拉手；质量问题

1 前言

汽车工业近年来快速发展，电动化、智能化成为发展趋势。门外拉手作为汽车上不可或缺的零部件，是汽车驾乘者进入乘客舱前，首先触及的零件。如果赋予它智能化科技，将直接提升驾乘者的尊荣体验。隐藏式门外拉手就是该零件的智能化发展方向之一，以其特有的优点摆脱了传统汽车门外拉手的各种束缚和不足，将被越来越多的“智能化”、“高端化”的汽车使用。

2 汽车门外拉手简介

传统的汽车门外拉手一般分为两大类（如图1）。一类是水平拉动式拉手（图1a），通过手握持握把在水平向拉起，拉手水平方向的转动带动解锁钢丝开门。另一类是翻转开启式拉手（图1b），通过手伸入罩壳下方，施加垂直方向翻转的力，罩壳垂直方向的翻转带动解锁钢丝解锁开门。这两类把手，在本文中都被称为非隐藏式门外拉手。它们基本都外凸于车门钣金、明显可见，而且一般要求钣金冲压出造型凹槽用于手的伸入，一定程度上会破坏门钣金造型的整体性、增加风阻。

图1 传统的汽车门外拉手

近年来出现的隐藏式门外拉手，是一类新型的外拉手。当处于闭合状态时，手握持的部分收缩隐藏在车门内部，拉手外表面与车门型面配合平整，而且与周围的间隙非常小，不会引起该区域的外观造型突变和风阻。把手开启时，通过电机带动，手握持部分先弹离闭合位置，然后实现人员握持拉动、带动解锁钢丝开门。如图2是某车型隐藏式外拉手的整车效果和拉手局部放大的图片。

3 隐藏式门外拉手优点和工作原理

与传统非隐藏式外拉手对比，隐藏式门外拉手存在三大优点：1）它可以保证整车外观无外拉手带来的凹凸区域，拉手与整车钣金面浑然一体，便于造型设计师做各种创意造型，提升整车的颜值。2）由于无造型凹凸，可以减小一部分风阻，节能减排。3）提升整车的科技感和智能化使用体验。当前，特斯拉、日产GTR、荣威Marvel-X、蔚来ES8等定位高端的车型上已经配置了隐藏式外拉手，提升了用户的智能体验，被视为整车的一大亮点。

笔者作为国内某车型隐藏式门外拉手的主要开发者，参与开发的隐藏式门外拉手实车效果如图3所示。

图3 国内某车型隐藏式外拉手装配状态图

该门外拉手的机构示意图如图4所示（具体由图中1-16子零件组成）。（1-4）组装成手握持的手柄系统；底座（5）是拉手与车门安装固定的基板；（6）、（9）、（10）组成惯性锁系统（功能是防止车门在翻滚中被甩开）；（7）、（8）是门锁系统；（11-16）是运动解锁和复位系统；（17-19）是电动执行和控制系统。它的工作原理：按压按键（1）之后，开关（19）给出“开”的信号，执行器（17）推杆往前伸，推动转臂b（14）。这时手柄系统小总成（1-4）被驱动弹出一定角度，人员可以伸手去拉拽它，进而带动转臂a（11）、牵引拉线（12）去解除门扣锁，实现开门。

图4 国内某车型隐藏式外拉手爆炸图

4 隐藏式门外拉手典型问题及解决

该车型是国内最早开发使用隐藏式门外拉手的量产车型之一，在“摸着石头过河”的开发过程中，笔者积累了一定的质量评审方法和问题解决经验。下文将分类介绍隐藏式门外拉手常见的质量问题及其解决办法，包括功能耐久问题、静态匹配问题、动态匹配问题、关门感官质量问题等。

4.1 功能耐久问题

门外拉手是一个具有解锁开门功能的零件，使用的频次非常高，必须经受住严苛的功能耐久考验。使用过程中，如果内部结构件出现断裂或电控系统失效，将导致车门无法解锁的重大问题。针对这类失效模式，首先内部机械运动结构的强度和刚度必须要有保障，涉及到材料的选用、子零件的受力模拟分析、带负载的耐久实测，才能确保零件的可靠无虞。

（1）比如笔者负责的该隐藏式门外拉手，其运动转臂a（带动拉锁频繁运动的子件）一开始按照常规运动塑料件的选材思路，选择了具有自润滑特性的POM，强度模拟分析也能达到要求，但在实物滥用试验检测时却发现POM无法完全满足强度要求，后续材料变更为POM+GF25，提高了摇臂的强度。

（2）又比如扭簧（图4中（15）、（16）），材料选用了SUS304不锈钢，防止锈蚀导致运动阻滞。弹簧线径最终确定为1.8，因为通过试验发现，如果线径太小，耐久测试后回弹力衰减，导致拉手不能完全回位；如果线径太大，则太大的反弹力导致手感偏重，影响客户感知质量。

（3）功能耐久问题，还有一部分出自电控系统，核心零部件是驱动把手弹出的执行器（17）和开关（19）。执行器的选型非常重要，需要同时满足负载力和使用寿命的要求。业内比较知名的执行器供应商如博世、海拉、杰必等都有各种型号的产品供选择，在产品选型时，产品试验标准要求需和执行器供应商沟通清楚。开关功能耐久主要涉及按键帽的频繁按压不破坏，回弹力衰减程度可控问题；另外车门该区域属于湿区，开关电子元器件封装防水、防震动等要求也至关重要。

4.2 与车门静态匹配问题

隐藏式门外拉手在未开启状态时是隐藏式的，即静态时需要与车门型面保持良好的匹配关系，包括面差和间隙。

（1）底座是整个把手安装的基础，其尺寸精度和刚度非常重要。如果尺寸精度不足，自然状态下就会有尺寸波动，体现为面差、间隙匹配变化；如果刚度不足，安装时会被钣金拉扯被动变形。以笔者开发的产品为例，把手底座（5）由于整体呈板状，容易扭曲变形，批量生产时容易发生变差，其平面度是一个关键尺寸。产品的厚度和加强筋设计，需特别关注。

（2）影响静态匹配间隙和面差的，还有组装带来的影响因素，涉及整个尺寸链系统。笔者开发的隐藏式门外拉手的安装是通过底座（5）与门加强板通过螺柱、螺母拧紧固定，而匹配外观则是安装在基板上的握持手柄（1-4）与门钣金外观面的配合。从底座到握持手柄尺寸转换较多，相比传统把手而言，其匹配难度、各子零件需要控制的尺寸精度要求无疑更高。如安装销轴的窜动量、弹簧和电机的运动限位精度等都需要控制。

（3）另外，握持手柄与门钣金孔的间隙值建议为3mm左右。间隙做得小，外观效果固然不错，也能体现出整车厂较好的工艺水平；但并非越小越好，间隙过小时，极寒天气中手柄与门钣金孔容易被冰冻住，导致手柄无法弹出。

4.3 与车门动态匹配问题

图5 线束运动包络与转臂加强筋干涉

由于门外拉手是运动的，反复使用的匹配状态可重复性至关重要，笔者开发的产品前期就遇到了这类问题。在静态情况下安装匹配合格的产品经过多次开门之后，出现了握持手柄高出门钣金的问题。究其原因，是线束布置的路径存在问题。如图5，按钮装在握持手柄上，按钮线束从握持手柄穿过孔洞后延伸固定夹持在把手基板上，然后进一步与车门线束对接。握持手柄在开闭转动时，线束圈出部分会被带动做伸缩运动。在闭合动作时，如果线束偏长或硬度偏硬，缩回的线束集中滞留在摇臂a下方、顶住摇臂（圈示区域），使得握持手柄无法完全闭合，即导致了与钣金的面差问题。后续的解决方案一方面是线束运动路径避空，给予线束足够的缩回空间，另一方面是让线束布置尽可能靠近转轴，减小伸缩运动幅度。

4.4 关门感官质量问题

随着汽车的消费升级，用户对于感官质量要求也越来越高，需要特别关注。

（1）外观质量

隐藏式门外拉手握持手柄表面一般采用电镀或油漆工艺。电镀表面对外观缺陷非常敏感，握持手柄需考虑模具的顶杆设置，防止缩印；同时需提高电镀层表面硬度，防止刮擦损伤。如果是车身同色漆表面的，需要着重关注色差问题，因为把手色差在周圈钣金的对比下会非常明显。开发时如果定义为非车身同色，异色匹配也不失为一种规避色差的措施。

（2）异响问题

以笔者开发的隐藏式门外拉手为例，在开发前期发现，每次关门时存在类似共振的响声。经分析，将异响声源锁定在了执行器上。原来由于隐藏式门外拉手国内开发尚属于前沿，与之配套的执行器也是罕有成熟的专业款型。比如我们选型了一款在加油小门上使用的执行器，其负载能力和耐久测试都满足要求，但我们忽略了一点，门和加油小门的使用工况是不同的——加油小门装在整车上后，执行器相对于整车并不存在运动；而作为外拉手的子零件装在车门上时，在车门开、关的甩动过程中，执行器是会随着门的运动、静止，被迫急动急止。进一步拆解执行器，发现内部马达和外壳之间是存在间隙的，马达随关门的冲击力，会在内部晃动冲击并造成响声。后续我们在执行器壳体和马达的间隙部位增加缓冲泡棉（如图6所示），避免间隙带来的晃动，问题得到了解决。这类异响问题，在后续隐藏式门外拉手的开发时需切实考虑。

图6 执行器实物拆解图

5 结论

隐藏式门外拉手还处于发展起步阶段，一个新兴事物的开发过程中难免碰到各种问题。笔者基于自身在产品开发过程中遇到的问题，梳理总结了隐藏式门外拉手的典型质量问题和解决措施，可能是挂一漏万，仅希望能给后续开发者带来思路上的启示，对产品质量风险的规避起到一定的帮助作用。

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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，中级工程师，就职于上海汽车集团股份有限公司乘用车公司质量保证部，从事汽车领域的质量控制的相关研究。主要的研究对象包括汽车门外拉手、外后视镜等的质量控制。