浅谈某款车后门的开发设计

浅谈某款车后门的开发设计刘遗勋 朱琳 曹春生海马轿车有限公司 郑州市 450016【摘要】汽车车门设计是车身设计中的重要组成部分,是一项非常复杂的系统工程。

车门系统的布置不但要满足造型要求、功能要求，还要满足人机工程要求和法规要求。

本文针对车门功能零件布置着重从以下几个方面对其进行简要说明。

【关键词】：车门 设计 系统 布置Discussion on the Development and Design of a Car doorLiu Yixun Zhu Lin Cao ChunshengHAIMA CAR CO.,LTD. ZhengZhou 450016【Abstract】The Car door design is an important part in the body design is a very complex system engineering. The layout of the door not only to meet the design requirements, functional requirements, but also to meet the ergonomic requirements and regulatory requirements. The door functional parts arranged to focus on the following aspects of its brief description.【Keywords】: Car door Design System Arrangement0前言车门是汽车车身上相对独立的一个总成件，与车身组成一个有机的整体。

因此，在车门布置中应充分考虑结构要素的完整统一和与车身其它相关要素的协调匹配。

车门的结构型式很多，主要由旋转门、拉门、折叠门和外摆门，本款车的后门采用的是旋转车门。

其结构如下图所示：12车门系统一般由门体、车门附件及车门内饰件三部分，本文主要介绍前两部分。

对于车门系统应具有以下功能：1） 车门应该具有必要的开度，以保证人和货物的进出方便，且开启后能停止在最大开度和半开的位置。

2） 车门应该安全可靠，具有必要的安全性能要求。

3） 操作性要良好。

车门开关方便，玻璃升降轻便灵活；部件系统可靠、耐久。

4） 具有足够的刚度，不易变形下沉；行车时不震响。

1. 外拉手总成 6. 后门上铰链总成 11. 后门下铰链总成2. 车门外板 7. 后门铰链加强板 12. 后门拉手加强板3. 车门内板 8. 后门框密封条 13. 后门锁扣4. 推拉窗总成 9. 内拉手总成 14. 后门锁加强板5. 后门锁总成 10.后门限位器总成 15. 后门防撞梁5） 要具有良好的密封性能。

6） 制造性能要好，易于冲压并利于安装车门附件。

7） 设计时应考虑人机关系的操作，以提高乘员的舒适性。

1设计初期应做的工作1.1 新开发车型的Class-A数模新车型的Class-A数模是以油泥模型为基础，通过测量设备（三坐标测量机、数字扫描设备）取得油泥模型的表面数据而生成的表面数据，它是车身结构设计的基础，其内容主要包括车身外表面和内饰表面的形状数据、车身和内饰的分块数据、分块间隙与面差要求等。

1.2 车身主断面车身主断面是车身设计的基准，它表达了车身主要零部件的主断面形状特征、相关的尺寸，零件之间的装配、焊接关系。

与车后门设计有关的主要断面有： B柱上部断面、后门上下铰链位置断面、前门锁环位置断面、门槛位置断面等。

1.3 参考样车选择合适的参考样车，对高质量、高速度地设计出整个车身结构帮助很大。

1.4 设计要求要满足相关的技术条件和法规要求。

2 车门钣金件的设计在车门开发过程中，一般原则是尽可能地使用继承件或左右通用件，以降低成本。

根据车身数模结构及参考样车，本款车后门设计成自身对称的结构，这样左右后门钣金件除冲孔之外的模具可以通用，这样可以大大减少成本。

后门钣金件的设计主要有：2.1 车门外板的设计要求2.1.1门外板设计应满足整体的造型要求,应有足够的强度与刚度。

2.1.2门外板与门内板的压合边宽度8mm左右,小圆角拐角处不压合。

2.1.3门外板外拉手的安装高度应满足人机工程学要求,门外板把手的安装处的凹坑应能顺利地伸进去手,以满足门开关的要求,凹坑的侧壁与门冲压方向(一般为y轴)的夹角10º以上,以满足冲压工艺要求。

342.1.4在门外板推拉窗安装处的折边长度,应满足后门推拉窗总成的装配要求,一般定义为15mm 以上。

2.1.5门外板拐角处的包边尺寸见如图1所示。

图12.2 车门内板的设计2.2.1门内板的类型:门内板可分为整体式或分体式。

本款车后门采用的是整体式。

车门设计是根据门周围的主断面进行的，基本要求是：A 柱、B 柱在Y 轴方向的高度应大于60mm，门槛部位在Y 轴方向的高度应大于80mm。

以保证车身的整体刚性。

2.2.2 门内板的结构应满足安装车门辅件的要求(门铰链、限位器、锁、升降器等),包括辅件的安装与拆装,因此,在门内板上设计一些安装面和安装孔。

2.2.3 定义合理的密封面,确保门的整体密封性。

密封面包括门洞密封面和门框密封面，一般来说，门洞密封面是车门里板和侧围门洞口设计的基础，应首先完成。

为保证车门的密封效果，密封面的设计应保证没有异常的凸起和凹坑,面与面之间应平滑光顺,并采用大半径圆弧过渡。

2.2.4 确保与门护板有良好的配合关系。

定义合理的内饰安装面和安装孔的位置与数量，安装孔包括卡扣安装孔与螺钉安装孔，安装部位应有足够的刚度与强度。

2.2.5 在车门设计中，应在门内板的下边缘处冲出3个的小孔，二个在两侧，一个在中间；同时还在车门里板与塑料薄膜粘接处的下端开二个左右的排水槽,以便把进入车门里的雨水和小杂质,顺利排出车外。

2.2.6 为确保门里板的冲压工艺性要求,车里板的所有面(尤其是门洞面)应与冲压方向(一般是y 轴方向)有足够的拔模角度,一般在3º以上；使其具有良好的冲压工艺性，提高生产速度，降低生产成本，延长模具使用寿命。

2.2.7 在设计车门内板板要考虑到线束的过孔问题，根据市场行情及成本问题，本款车后门内板只有锁中控线束过孔。

在车门内板设计时应为安装线束提供安装空间与位置。

3 车门附件的选择、布置和所需考虑的问题合理选择车门附件并将其布置到合适的位置是车门设计最关键的内容，主要由以下方面：3.1 铰链车门是依靠两个铰链支撑在门框上，并实现其开闭旋转运动。

为满足车身表面光滑，流线型好的要求，车门铰链采用隐蔽式布置方式。

3.1.1 铰链类型：目前汽车车身广泛采用合页式铰链，两个合页分别固定在车门和车身门柱上，合页之间用销轴定位和连接。

本款车门铰链采用的就是此种类型的铰链，这种铰链的优点是质量轻、刚度高和易于装配。

3.1.2 铰链布置：铰链的布置应注意以下几点：1）尽量加大上下较量之间的距离来保证铰链连接处的刚度，一般间距在300-400mm左右；2）确保上下铰链轴线相互平行；3）轴线确定后，必须进行运动校核，检查车门在到最大开度的过程中，有无与其他部位发生干涉；4）铰链的装配孔要注意其调整余量，并保证门端的长腰线方向与轴线方向一致；5）车门铰链的理论轴线在车身坐标系中是和X、Y、Z 坐标轴成一定角度的，通常情况下是内倾，一般要求0-3°；前倾，一般要求0-1.5°。

3.2 限位器限位器具有车门半开时的支承功能和全开时的制止功能，其作用是限制车门的最大开度，防止车门外板与车身相碰，并使车门停留在所需要的开度，防止车门自动关闭。

3.2.1 限位器类型：限位器可以分为拉带式和凸轮式，参考样车，本款车后门采用的是拉带式的限位器，图2 为本款车后门限位器结构，通过改变拉带的形状，可以设计车门半开的保持位置和保持力。

由图可见，门全开时座板和缓冲块接触。

设计时应考虑过分开启和暴风吹开车门的作用力。

56图23.2.2 限位器布置：限位器布置应注意以下几点：1）限位器旋动轴线与铰链轴线应平行；2）车门限位器的开启角度大概在60°-70°左右，与门的宽度有关，门越宽，设计的角度可以越小；3）限位器在高度方向上的布置应尽量布置在上、下铰链中间的位置上或向下偏移一段距离；4）在车门开闭过程中，限位器与门玻璃、玻璃导轨、升降器之间的最小距离为6mm；5）在限位器布置后要进行运动模拟分析。

3.3 门锁门锁一般应具备如下几种功能：内外开启功能；内外锁止功能；后门儿童安全锁功能；中央控制锁止功能；司机门防误锁功能。

因本款车为微卡车型，设计后门门锁时没考虑后门儿童安全锁功能及防误锁功能。

3.3.1 门锁的类型：门锁型式主要包括卡板式、齿轮齿条式、钩簧式、舌簧式、凸轮式等。

其中卡板式车门锁被广泛应用，本款车后门选用的为卡板式车门锁，这种锁体零件大部分为钢板冲压件，锁体部件用增强树脂制造。

3.3.2 门锁的布置：门锁的位置应和上下铰链的位置形成稳定的三角形，同时锁在高度方向上的布置应布置在车门质心或略高于车门质心的位置上，即在上、下门铰链中间的位置或向上偏移一段距离。

锁体的布置还应满足如下三点要求：71) 锁体的倾角应在锁体允许的范围内（一般小于20°）；2) 锁体的横向轴线应该与车门铰链轴线垂直；3) 锁体的横向轴线在锁点处，应该与锁体绕铰链轴线运动的轨迹相切。

4) 锁扣的设计要充分考虑碰撞后能够不卡死门。

3.4 车门密封条车门的密封包括车门与车身门框之间的密封和门窗玻璃的密封。

密封条的主要作用是密封（防水、防尘、隔音）、美观、减振、补偿误差。

汽车密封条的设计的好坏直接影响了防水、防尘、隔音的能力，影响门、盖闭合力的大小，它是汽车在使用、检测的重要功能之一。

其设计规则是：1.) 在设计过程中密封面应该与密封条数模应该是干涉状态，干涉量一般为有效压缩尺寸的1/3~1/2，这样才能充分发挥密封条的作用；2.) 一般在同一种车型中，相同截面的密封条，其有效压缩量是一致的。

车门与车身门框之间的间隙是通过安装橡胶密封条来实现车室内部与外界的隔离，以防止雨水、灰尘、风和噪声侵入车内。

其密封形式主要有一道密封、两道密封。

尽可能布置两道完整的密封，考虑到成本及其它问题，本款车后门密封条采用的是一道密封，如图3所示。

本车后门选用的压缩量是6mm，密封结构一定要可靠，密封条的固定方式有粘接、卡扣固定、嵌入式固定或夹持。

本车采用的是嵌入式固定形式。

图383.5车门窗因本车为微卡车型，考虑到生产成本及市场上其他牌子的微卡车，车门玻璃大部门采用的推拉窗，所以经对比讨论后，后期定为后门玻璃采用推拉款式的窗户，即推拉窗。