两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析

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后背门气弹簧布置与撑力计算

O
A
d
β
B1
P
G
C 图 3 后背门受力分析

L
LNBY
图 4 撑杆力随行程的变化
F=
Fmax
− Fmax − Fmin L max
L
（7）
由图 3 可得，撑杆的行程与撑杆长度之间点关系
为：L= ∣ AB—AB1 ∣，其中 AB1 为后背门关闭时撑杆
的长度。令K
=
Fmax − Fmin L max
，K
c = (a 2+ r 2− 2ar ×cosΦ )1/2 Φ =θ −˄α −β ˅
（5）
1.2 受力分析
d
=
ra c
× sinΦ
（6）
如图 3 所示，后背门在开启和关闭过程中受到旋
转铰链 O 的支反力、气弹簧支撑力 F 以及后背门自
身的重力 G，其中旋转铰链 O 的支反力对 O 点取矩
为零。
F
B
the back door for example, the design process of the layout and calculation of air spring is introduced. Relationship
among various force and torques of the back door in the course of opening was analysed from the view of mechanics and
2 撑杆初始安装点优化布置
（10）
从式（9）和（10）中可以看出，由于 c 和 Φ 均
为 θ 的函数，所以 MB 与 MP 也都是 θ 的函数。MP 与 θ 的关系比较简单，门的形状以及关闭位置已经确定，

轿车后背门铰链机构的运动分析及修改设计

摘要通过ＡＤＡＭＳ建模对某轿车后背门开启机构做运动分析，来解决后背门初开启阶段的干涉问题和完全开启时的漏雨问题。

通过ＡＤＡＭＳ的优化分析和运动分析，给出了解决问题的建议：调整相关点位置可以改善后背门与侧围的干涉现象，而且最佳的办法是将铰链机构整体前移；调整相关点位置或修改限位块尺寸可以改善后备门开启角度过大及行李箱漏雨的问题。

ＣＡＥ在汽车工程中的效率和价值都得到了具体体现。

关键词后背门铰链结构运动分析ＤＯＥＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＰａｓｓｅｎｇｅｒＣａｒＢａｃｋＤｏｏｒＨｉｎｇｅＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｐｅｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａｒｂａｃｋｄｏｏｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｂｕｉｌｄｉｎｇａｍｏｄｅｌｗｉｔｈＡＤＡＭＳ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｓｉｄｅｐａｎｅｌｗｈｅｎｂａｃｋｄｏｏｒｉｓｏｐｅｎｉｎｇａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇａｎｄｒｅｓｏｌｖｉｎｇｌｅａｋｒａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｗｈｅｎｂａｃｋｄｏｏｒｉｓｉｎｆｕｌｌ－ｓｉｚｅｏｐｅｎｉｎｇ．ＳｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｏｆｆｅｒｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｒｅｂｏｔｈｆｉｎｉｓｈｅｄｗｉｔｈＡＤＡＭＳ．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｉｎｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｓｉｄｅｐａｎｅｌ，ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｔｈｅｂｅｓｔｗａｙｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｉｓｔｏｍｏｖｅｔｈｅｗｈｏｌｅｈｉｎｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｗａｒｄC ａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｉｎｔａｎｄｒｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｌｉｍｉｔｉｎｇｂｌｏｃｋｃａｎａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｐｅｎｉｎｇａｎｇｌｅｏｆｂａｃｋｄｏｏｒａｎｄｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｅａｋｒａｉｎ．ＴｈｅｖａｌｕｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＡＥｉｎａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｓｃｌｅａｒｌｙｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｉｎｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂａｃｋｄｏｏｒＯｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓＤＯＥ张德超杨亚娟刘红领陈伟柳杨（奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院ＣＡＥ部）车门是车身上重要部件之一，按其开启方式分为顺开式、逆开式、水平移动式、上掀式和折叠式等几种。

后背门撑杆结构及布置设计-Final

如图：气弹簧在XZ平面上以反转布置方式安装，边OA、AB在同一方向，两边相加等于 OB；O——背门铰链中心轴；A——气弹簧门框安装点；B——门关闭时，气弹簧门上安装点；C——门完全开启时，气弹簧门上安装点. OB=OC=r、AB=l2、AC=l1
气弹簧XZ平面安装尺寸分析，计算
OA OB AB r l2
2.1 气弹簧的工作原理
阻尼原理：油阻尼：
密封圈
气阻尼：
阻尼槽
过气、油孔阻尼油
二、气弹簧工作原理
2.2 气弹簧的连接方式
单片
单耳
双耳球头螺栓
球座
支架
接头形式：按安装空间需要选取或定制。由于球座连接方式空间适应性强，目前应用最广泛，其中Sφ10mm在汽车上应用比较多；。
三、气弹簧布置
后背门组成、开启角度设定
三、气弹簧布置
3.2 支撑方式的选择
➢ 相同的尾门开度，举升式需要的摆转空间比翻转式的小，但安装尺寸L一般比翻转式的长，举升式的气弹簧活塞杆始终朝下，对其性能发挥有一定的好处。
➢ Hinge Axis 水平状态基准: 25 ° 以上采用翻转式， 25 ° 以下采用举升式。
25 ° 以上翻转式
尾门定义开度α：尾门造型A面的最低点绕铰链轴线旋转后，跟地面线垂直距离符合人机工程，此时的尾门状态与其关闭状态之间的夹角（即旋转角度）就是尾门定义开度α。
三、气弹簧布置
3.4 安装点确定
1)、选取已有的气弹簧的尺寸，然后计算安装点。
①在之前我们先简化一下气弹簧的布置模型，和对其进行几何分析如下：
举升式
25 ° 以下
三、气弹簧布置
3.3 布置原则
▶ 铰链轴线 x 上安装点运动空间 : Min. 200mm Max. 600 mm

背门设计指南-R

背门设计指南目录1.概述 (2)2.背门的结构型式 (2)2.1上开式 (2)2.2侧开式 (3)3.背门设计流程 (4)4.背门设计要求 (5)4.1法规要求 (5)4.2 人机要求 (7)4.3 性能要求 (7)4.4 工艺性要求 (8)4.5轻量化设计 (8)5. 背门附件布置和典型断面设计 (8)5.1 背门附件布置 (9)5.2典型断面设计 (14)6.背门密封面设计 (15)6.1背门密封面定义 (15)6.2背门密封面的基本要求 (15)6.3 背门密封面设计要点 (16)7.选材建议 (22)1.概述背门总成是位于车身后背部的开闭件，需要保证其基本的开关运动，打开时的支撑定位和关闭时的密封；需要满足相关法规要求，模态、刚度应达到设定目标，满足制造工艺要求，在满足性能的前提下重量尽可能轻。

背门总成与外造型息息相关，需要从造型效果图阶段就开始介入分析，保证满足造型意图的前提下，相关工程结构能实现。

2.背门的结构型式2.1上开式背门铰链布置在背门顶部，开启时背门绕铰链轴线向上举升（如图1所示）。

这种开启方式的背门一般由背门焊接总成、背门铰链总成、背门锁总成、背门护板总成及一些背门附件、线束等组成。

典型的上开式背门焊接总成结构如图2所示。

图1 上开式背门图2 上开式背门结构2.2侧开式背门铰链布置在背门侧面，常见于背门上挂备胎的SUV车型。

由于备胎置于背门外，影响后部碰撞，另外背门铰链布置在侧面，侧围后立柱需要加强，导致侧围、背门结构左右不对称，会增加设计难度及成本。

这种开启方式的背门一般由背门焊接总成、背门铰链总成、背门锁总成、背门护板总成、备胎和护罩总成及一些背门附件、线束等组成（如图3所示）。

典型的上开式背门焊接总成结构如图4所示。

3.背门设计流程本文就上开式背门展开论述，其设计流程如下：图3 侧开式背门图4 侧开式背门NO4.背门设计要求4.1法规要求4.1.1外部凸出物背门外部型面需要满足以下法规：国内GB 11566-2009 《乘用车外部凸出物》欧洲ECE R26 《就外部凸出物方面批准车辆的统一规定》74/483/EEC 《机动车辆外部凸出物》法规要求如下（详见GB 11566-2009）：除以下零部件外：——高于地面1.8m的零部件；——低于底线的零部件；——在工作状态或静止状态下，均不能被直径为100mm的球体所触及的零部件；——凸出车身外表面不到1.5mm的零件以及凸出车身外表面1.5mm以上、5mm以下但零件朝外的步伐是圆滑的零部件。

汽车后背门设计指南

板装安灯车刹位高门背后——3111036-21S、E �称对右左�板强加右/左链铰门背后——231/1311036-21S、D �用通右左�链铰门背后——0136036-21S、C 板内门背后——1111036-21S、B 板外门背后——1011036-21S、A G H
E
F
B D C A 造构的模数、4
。明说行进图附细详会面下在�式方装安及以置布的锁门门背后、簧弹气�如例件附要主各。系关动运的门背后核校以可也面截此过通 �置位的小最隙间间之盖顶与中程过启开板外门背后是面截 0Y�外另。式方装安及以置布的件附等锁门门背后、板护门背后、机电刮雨、簧弹气、灯车刹位高、牌标门背后、璃玻门背后、板流扰出映反以可中面截该在 � 面截 0 Y 、 �1� 。手扶门背后、锁门门背后、板护门背后、机电刮雨、垫冲缓、簧弹气、座定固架帽衣、束线、灯车刹位高、链铰�板内 �芯锁门背后、牌标门背后、璃玻门背后、嘴喷刮雨、板流扰�板外 �有次依下到上由件附装安锁上门背后 21S�件附些那装安要都面上门背后楚清搞要先首前之面截型典做在 �析解的面截型典、3
�义定料材、1 重减及以义定料材章六第 �制控于难具模方地些有量质品产响影�料材费浪�期周发开长延接焊压冲于难性艺工工加
证验 EAC 型成制控量质强加�查检期定
8
题问配装
音噪有�难困关开
形变生发�轴同不线轴
线轴链铰
7
小隙间、B 大隙间 �好不触接、A
大力合闭、B 水漏、A
审评及核校计设、析分 EAC 章五第
纸图的母螺焊凸带�2�
纸图件单�1� 定设的差公及以寸尺、5 板装安锁门门背后——1211036-21S、H 板装安右/左簧弹气门背后——251/1511036-21S、G 板装安机电刮雨雨门背后——1711036-21S、F

汽车用背门气压支撑杆布置设计规范

待恢复到常温后测其阻力，其阻力应不低于试验前的 92%，然后将背门撑杆装置放入20° 的水中全行程压缩，不得有气泡溢出。不许出现锈蚀斑点和脱铬。
2、拉力试验
3、耐久性试验 4 动态气密性试验
将背门撑杆装置装在拉力试验机上，分别对此连接部位进行拉力试验。
将背门撑杆装置装在疲劳试验机上，以 4～6 次 /min 的频率连续均匀地进行 25000 次循环。每循环 2500 次，测其阻力值并记录其数据。将背门撑杆装置置于 20°的水中，在专用试验机上以 5 次/min 的频率压缩背门撑杆。
由公式（1）看以看出，重力矩与车门的重量、重心位置、铰链中心和车门的开度有关
3.3 气压支撑杆支撑杆力矩及影响气压支撑杆力矩的因素：
3.3.1 气压支撑杆力
d
L3
D
L1 L2
图 2 气压支撑杆结构图示图中： L1 为气压支撑杆最小长度；
L2 为气压支撑杆最大长度；
L3 为氮气在气缸内的有效长度； P1,V1,F1 为初始状态下气体的压强、体积、支撑力的大小。 P2,V2,F2 为压缩状态下气体的压强、体积、支撑力的大小。 X 为气压支撑杆的伸长量，F 为任意位置时气压支撑杆的支撑力大小 θ 为任意位置时 F 施力点与铰链中心的连线与竖直线的夹角。 OD 为任意位置时支撑力施力点的力臂。根据热力学第二定律 P1V1/T1=P2V2/T2 及几何关系，可得气压支撑杆在任意位置时的支撑力
车门开启和关闭的平衡位置
车门开启时，从平衡位置到最大位置车门关闭，从最大位置到平衡位置
M重= M撑 M重〈 M撑
3.2 重力矩及影响重力矩的因素： G 为背门总成的重量。由图 1 可知：
M重=G×OW×SIN(α 04+α )

两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析

两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析两厢车后背门支撑杆的布置及运动分析【摘要】气动支撑杆开启机构是目前轿车上经常采用的一种结构。

由于气动支撑杆生产技术成熟、性能优良等原因，在本次两厢车开发中，后背门的开启机构采用气动支撑杆。

工作中借助三维设计软件CATIA和计算和分析优化工具MATLAB，对支撑杆进行了布置，并且从运动学和动力学角度分析了上掀式后背门开启和关闭过程中力和力矩的关系，进而对其进行优化，最后对后背门开启的速度和加速度进行了仿真分析，满足后背门的平稳开启/关闭平稳、助力轻松、使用安全等功能要求。

【关键词】CATIA，后背门，气动支撑杆Abstract: The opening mechanism of gas damper is a kind of structure which is often used in cars. This time when developing the hatchback, use the gas damper。

With work on CATIA and MATLAB, from kinematics and dynamics，I analysis the relationship of forces and moments during the opening and closing of hatch back’s backdoor，and optimize the layout of the installation point。

As result, the performance of hatchback’s backdoor meets functional requirements which is the steady of backdoor when open or close, and assist, safety.Keywords: CATIA; Backdoor; Gas damper;1 轿车用气动支撑杆介绍1.1 构造及支撑力气动支撑杆由活塞、气筒、导杆等构成。

后背门布置及结构设计指南

1
5 后背门设计流程设计开发流程图如下：
标杆车导入
CAS 后背门概念方案设计
附件方案设计
Y
PLM 人机布置方案设计
DMU
Y
PLM
钣金方案设计
2
5.1 市场调研根据汽车市场上常见的后背门以及整车开发成本预算，确定对标车型及后背门结构。
5.2 造型确定 5.2.1 根据造型提供初版 A 面进行工程可行性分析，给造型提供工程支持，包括零部件位置、尺寸等，并提供造型必要的布置分析做参考。 5.2.2 根据 A 面分析产品结构可行性、空间尺寸，确定零件的结构位置及可预见的工程建议，以确保工程结构能够实现。 5.2.3 根据对标车型，完成后背门 A 面与周边零部件的间隙、面差值。 5.2.4 根据对标车型，完成后背门初版设计方案，确定后背门结构分块、装配顺序、空间要求、辅助工具等信息。 5.3 法规校核 5.3.1 依据 GB 15086，对后背门锁体以及后背门铰链进行相关法规校核。 5.3.2 对 A 面进行 CAE 风阻分析。 5.3.3 外部突出物应满足 ECE R26.03 要求。 5.3.4 对于后牌照安装在后背门外板上面的，后牌照尺寸还要满足：国内 GB 15741—1995，北美：SAE J686，欧洲：1003/2010/EU 及其修订指令（EU）2015/166 的附件 5。 5.4 零部件设计 5.4.1 根据 A 面进行 3D 零部件建模，确定后背门结构分块。 5.4.2 对 3D 数据进行工程检查，确认装配顺序、装配过程中是否存在干涉现象、操作空间是否满足要求等信息。 5.4.3 对 3D 数据进行制造工艺分析，对产品结构制造工艺可行性进行评审，主要对难成型零件进行冲压可行性分析等。 5.4.4 对 3D 数据进行强度分析，主要分析后背门的刚度模态分析及结构的合理性、安装点布置和紧固方式等是否满足要求。 5.4.5 对 3D 数据进行匹配状态控制检查，主要对零件公差、公差累积、定位方式等进行检查。 5.4.6 对 3D 数据进行空间布置检查，主要针对后背门自身内部零件结构间隙、与周边件安全间隙进行排查。 5.4.7 对 3D 数据进行最终数据复查。 5.5 工程分析 5.5.1 将 3D 数据输入 DMU 科进行后背门 DMU 运动校核检查。 5.5.2 将 3D 数据输入 SE 工艺部进行背门钣金工装设计、冲压和焊接工艺分析。 5.5.3 将 3D 数据输入 CAE 部进行后背门 CAE 强度分析。

汽车背门气撑杆布置校核研究

1.2气撑杆的基本工作原理及力学分析气撑杆在压缩过程中活塞杆进入腔体，会占用活塞筒内部体积，有效的气体体积逐渐减小，根据理想气体方程pV=nRT，假定运动过程中温度恒定，则压强随气体体积的减小而逐渐增大，示意如图2所示。

设初始自由状态缸内有效气体体积为V0，内部压强为P0，活塞面积为S1，活塞杆截面面积为S2，在不考虑其动态内阻的条件下，压缩行程为时，缸内气压为P1，撑杆的推力为F1，建立方程如下：1.3气撑杆的力-位移曲线时，l=5mm；当L>80mm时，l=10mm。

在撑杆压缩阶段，气体可以通过活塞上的孔从无杆腔进入有杆腔，此时气体通过量较小，阻尼结构产生的阻尼力很小。

而在伸展过程中，由于撑杆的结构型式不同，曲线也存在一定差异。

在进行力学性能测试时，气弹簧的图1气撑杆结构示意图图2气撑杆工作原理示意图图3力-位移曲线示意图2.2背门气撑杆设计输入背门气撑杆布置设计输入主要有铰链中心坐标、背门质量、背门重心坐标、背门开启受力点坐标、背门关闭受力点坐标、背门开启角度、最大开启力及最大关闭力要求、工作温度要求。

根据以上的条件选型合适的气撑杆进行布置。

那么根据理想气体方程pV=nRT，20℃的反力考虑反力误差，根据经验误差值P1E=15N，那么在常温下背门全开气撑杆弹力P1P1为气撑杆选型中最小特征标称值，根据1其中F r为气撑杆的动态内阻，根据经验取值在关闭状态校核为了保证背门解锁后，后背门不自动弹开，80℃条件下，背门的重力距和撑杆的支撑力2=0，此时气撑杆反力那么在常温20℃的反力P2U考虑反力误差，根据经验误差值P2E=30N，那么在常温下背门关闭状态气撑杆弹力P2P2为气撑杆选型中，关闭状态下最大反力，2（a）挺举升式布置（b）翻转式布置图4背门气撑杆布置方式图5背门投影示意图。

微型车正装撑杆背门上移的问题分析

【参考文献】 [1]用剩余物资制造的微型车MesserschwittF.M.R.Tg500[J].汽车与配件， 2016，05:64.
作者简介: 尹培苗（1978—），女，工程师，本科。研究方向为车身闭合件。
138
20、液体作为工作介质从而形成的一种弹性原件。其主要由压力管、活塞、活塞杆以及诸多连接件构成的，并且其内部一般充斥高压氮气。另外，其活塞内部设置了一定数量的通孔，两端都有相等的气体压力，在压力的作用下，正装支撑杆会产生一定的弹力，进而完成其在微型车门闭合行为中的作用。
在针对铰链的设计过程中，在微型车车门安装孔的位置与车体顶盖部位安装孔之间预留出一定空间距离，为后续的安装工作预留出调整空间值。在开展车间焊装工作时，一定要严格依照规定设计数据进行预留车体背门与顶盖部分的间隙差距值，从基础上预防微型车在总体安装线上重复调整现象的出现。
最后，经过以上一系列的调整工作后，将车间在进行焊接安装配置微型车体背门时，最好将其上移量的空间值预留到足够大，才能保证车体总装完成后背门与车体顶盖部位的面差达到设计最初的理想效果。
根据此种情况能够总结出，一旦车体背门系统的构成结构为钢体材料，在束缚里全面的情况下背门上移问题就会很少发生。但是，在当今的微型车材料构成中，大部分的车体背门与车体顶盖部位并不完全是由钢性材料构成的，所以在受到外力冲击时会造成车体背门变形或弹性改变，最终造成微型车正装撑杆背门上移现象。 2.2 针对于微型车撑杆背门的受力情况研究
1 微型车正装撑杆背门的上移问题
微型车背门撑杆也叫空气弹簧，其主要作用是将背门在进行打开、施力、限位行为时起到一定的控制作用。背门撑杆的安装一般分为正装与倒装2种安装方式。在进行正装撑杆安装时，需要将其内部的缸筒与车体背门内板的上部分进行有效连接，同时在车体上连接活塞杆端，在活塞不断运行的过程中，完成车门开启动作。在这一安装过程中，有部分公司在微型车进行总装时，将生产线上的正装撑杆安装到车体后背门期间，背门上移2~3 mm，在影响微型车外观的同时，导致了车门与前端顶盖的面差超过规定范围。

微车背门的气弹簧布置

⇔
或者： F =
F1 r2 l 1− 2 ⋅ R S
其中l/S为压缩量与满行程的比值，l增大则F也随之增大，也就是越压缩需要的力气就越大， l/S l/ l F 符合现实气弹簧的力学现象。
3. 气弹簧的种类。
1)、自由型气弹簧自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最自由型气弹簧短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。 2) 、自锁型气弹簧自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种自锁型气弹簧气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。 3) 、随意停气弹簧随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特随意停气弹簧点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。 4) 、阻尼器阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。阻尼器可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。 5) 、牵引式气弹簧牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位牵引式气弹簧置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。在汽车尾门上经常用的就是自由型气弹簧，起到支撑尾门的作用。
= [( P2 − P0 ) − ( P − P0 )]⋅ π ⋅ r 2 1 R2 = P ( 2 2 − 1) ⋅ π ⋅ r 2 1 R −r r2 2 = P ⋅π ⋅ r ⋅ 2 2 1 R −r P ⋅π ⋅ r 4 = 12 2 R −r

后背门气动撑杆布置

后背门气动撑杆布置弹簧的内部注入的是惰性气体,通过活塞产生弹性功能的产品,该产品工作是无须外界动力,举力稳定,可以自由伸缩,(可锁定气弹簧可以任意定位)用途广泛,但是安装时要注意以下要点:1、汽车后背门一般选择自由型气弹簧支撑杆，主要起支撑作用，只有最短及最长两个位置。

2.决定支点安装位置是气弹簧能否正确进行工作的保证，气弹簧必须用正确方法安装，即当关闭时，让其移过结构中心线，否则，气弹簧会经常自动将门推开。

3.气弹簧在工作中不应受到倾斜力或横向力的作用。

不得作扶手用。

4.为确保密封的可靠性，不得破坏活塞杆表面，严禁将油漆和化学物质等涂在活塞杆上。

也不允许将气弹簧先安装在所需位置后喷、涂漆。

5.气弹簧为高压制品，严禁随意剖析、火烤、砸碰。

6.气弹簧活塞杆严禁向左旋转。

如需要调整接头方向，只能向右转动。

7.使用环境温度：－35℃－＋70℃。

（特定制造80℃）8.安装联接点，应转动灵活，不能有卡阻现象。

9.选择尺寸要合理，力的大小要合适，活塞杆行程尺寸要留有8毫米余量。

1，从运动学上看，撑杆的转轴最好与铰链转轴平行，但是实际布置中，由于受车的造型限制，一般都有一个角度，所以出现了双球头撑杆，弥补这方面的不足2，布置时要考虑车身的受力情况。

现在一般有两种布法，一是上端固定在侧围上，下端固定在背门上，二是上端固定在背门上，下端固定在侧围上。

前者在车门打开时力臂较小，背门受的应力较好，要注意好侧围上防水。

后者背门受力较差，不推荐使用。

关于布置方式，某设计公司的规则是这样的：气动撑杆的布置形式主要有两种，一种是上端固定在侧围上；另外一种是下端固定在侧围上。

当背门处于关闭状态时，气动撑杆轴线往上的延长线如果在铰链轴线的前方，则气动撑杆的布置形式应采用第一种（见图1）。

而如果气动撑杆轴线的延长线在铰链轴线的后方，则气动撑杆的布置形式应采用第二种（见图2）。

图1图2对于盖子较重的，我个人认为尽量采用第二种，这种方式对铰链安装面的强度的副作用较小，还有就是可以留出中间的缓冲快布置空间，一般重的后盖都会要求中部和下部分别要布置缓冲快的。

背门气弹簧撑杆的设计与研究

方式A 方式B 方式C
图2背门气弹簧撑杆布置
如图1所示，F=F 1-F 2=PS 1-P （S 1-S 2）=PS 2
图1气弹簧原理
：气弹簧弹力（单位：N ）；
：无活塞杆腔体压力（单位：N ）；：有活塞杆腔体压力（单位：N ）；
2.1背门模型（见图3）
图3背门模型
符号说明：
W0—背门总成重力（单位：N）；
F'—开启操作力（单位：N）；
F—关闭操作力（单位：N）；
f1—气压支撑杆作用力（单位：N）；
L0—后门重心与铰链轴心线的水平距离（单位：M）；L1—气压支撑杆中心线到铰链轴心线的距离（单位：M）；r0—操作力点对铰链轴心的半径（单位：M）。

①设定目标值F=70N，全开时的气压力
求
②根据求出的气压反作用力
觉力；
③调整L'1，使F'（即开启时的感觉力）。

4），力矩平衡角度12.1°，符合设计要求。

图4重力、撑杆力力矩示意图
4气弹簧安装点刚度分析
气弹簧撑杆安装点处，需进行刚度CAE分析，防止在使用耐久过程中车身形变较大。

该车型刚度分析及形变见表1。

汽车后背门设计总结

汽车后背门设计总结后背门总结1、功能及⽤途1.1 定义后背门也称尾门或后门，是位于车⾝后部，对乘员或储存物起防护和遮盖作⽤的向外可移动的车⾝件。

它是通过两个铰链悬挂在顶盖后横梁上。

1.2 功能及⽤途后背门通常通过左右两个铰链连接在顶盖后横梁上。

与车⾝其它外表⾯⼀起必须满⾜车⾝外观整体造型要求。

对于两箱式轿车，运动型车和商务车后背门有着存取物⽅便，有效存放空间⼤等特点。

另外。

后背门处于汽车尾部，会形成汽车尾部涡流。

斜背式后背门尾涡和尾流区较⼩。

⽓动阻⼒也⼩。

⽽有后⾏李箱盖的轿车的为阶梯式后背，尾部涡流要⽐斜背式后背门⼤。

因此，后背门的存在还可以减少整车的风阻，对整车的经济性和动⼒性有好处。

1.3 分类后背门按照车型分类主要应⽤于以下三类：1、两厢式轿车⽤后背门。

如图12、运动型车型（SUV、CRV等）⽤后背门。

如图23、商务车、微型客车⽤后背门。

如图3图1 两厢式轿车后背门图2 运动车型后背门图3 商务车或微型客车后背门如图⽰，轿车⽤后背门的⾓度变化⽐较⼤，形成⼀个很⼤的弧度变化，⽽商务车⽤后背门则相对⽐较平直，SUV车型的后背门⽐较类似与商务车，但弧度变化有所改变，随着⼈们对乘坐舒适性的追求，SUV趋向于城市化发展，CRV 逐步⾛⼊⼤众视线，销量越来越多。

CRV的背门形式已经在向轿车靠近，形成⼀种介于厢式轿车和商务车之间的⼀种造型风格除上述图⽰⼏种后背门形式均是采⽤上部铰链连接的形式，在实际应⽤中出于结构或者重量因素考虑也有其他的链接⽅式的后背门，如对开形式的后背门，如图4。

铰链布置在侧⾯的，背门侧开的，如图5。

在中间分开，上下分别布置铰链的后背门，如图6。

这些形式均可以满⾜后背门开闭的需要。

我们主要讨论铰链布置在上⾯的情况。

其他情况的形式我们不作讨论。

图4 对开式后背门图5 侧开式后背门图6 上下开式后背门2、后背门总成设计2.1 总成描述后背门是通过两个左右铰链安装在顶盖后横梁上，背门外部装有玻璃，部分车型配置装有后⾬刮，并与后保险杠、尾灯及后背门后尾翼（选装）组成整个车的尾部外表。

后背门设计指南

后背门设计指南编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（后背门设计指南）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为后背门设计指南的全部内容。

后背门设计指南第一章概论1-1 该设计指南的主要目的:S12是奇瑞公司第一款正向开发的车型,其概念设计是由意大利博通公司完成的，在结构过程中，我们以可行性分析为依据,并在韩国工程师的指导下对此进行了优化。

门盖系统的设计大致经历了以下几个过程:外观间隙以及平度的定义、典型截面的设计、主模型的建立、CAE分析、工艺问题的分析以及改进、公差的确定以及二位图纸的标准化.在整个项目过程中,我们学习了韩国人的设计理念与流程，为我们在以后的设计中奠定了良好的基础。

后背门的设计与门系统相比来说简单的多，零件也少很多。

编写该设计指南的主要目的在于将我设计S12后背门的全过程中所学到的一些设计理念以及犯过的错误一一罗列出来，大家共同学习一下，也希望大家在以后的设计过程中避免类似错误的重复发生。

有不足之处请大家提出意见，我将继续修正。

1-2 该指南的主要内容第一章概论第二章后背门设计要求2-1 后背门法规要求2—2 后背门设计目标要求及 BENCHMARKING 研究第三章后背门间隙以及平度间隙第四章后背门结构设计1、开启角度的的定义2、铰链轴线的布置3、典型截面的解析4、数模的构造5、尺寸以及公差的设定第五章CAE分析、设计校核及评审1、CAE分析2、失效模式及相应措施第六章材料定义以及减重1、材料定义2、减重第七章设计心得第二章后背门设计要求2-1 后背门法规要求1、ECE NO.26/01 EEC NO. 74/483-79/488——关于车辆就其外部突出物认证的统一规定法规大致内容如下（详见标准ECE NO。

汽车背门支撑杆布置优化方法

汽车背门支撑杆布置优化方法摘要：随着人们生活水平的提高，对车辆的性能和质量提出了更高的要求。

汽车背门支撑杆布置的改善，有利于优化车辆结构，增强车辆的人性化，为用户提供更大的便利性和安全性。

本文从汽车背门支撑杆的基本构造和特性，以及其布置的基本原则出发，探讨支撑杆布置优化的具体方法。

关键词：汽车；支撑杆；布置0引言背门支撑杆的布置是汽车后门设计中的关键点，它能否得到科学布置关系到背门可否正常开合，对用户使用体验产生直接性影响。

汽车背门是在具备支撑杆支撑下，和其自重一同作用以铰链旋转为中心达到开合的[1]。

但在实践中，支撑杆的布置优化有待进一步提升。

本文应用力学结合Excel法对汽车背门支撑杆的布置进行优化探讨。

1支撑杆的基本情况所谓支撑杆，就是由气体、液体等为运行介质的弹性器件，主要是由活塞杆、缸筒及活塞等元器件相连构成。

活塞具备通气孔，其两侧气压基本一致，其产生的支撑力是因为两侧受力面的不同，弹力大小可在气压设置基础上进行确定的[2]。

从理论角度来看，应用公式进行相关推算，其不呈现线性变化，但是气道在运行中，因阻尼和摩擦的共同影响，活塞两侧气压同等具有滞后性，因而气弹簧的作用力呈近于线性变化。

支撑力的大小是伴随支持杆运行距离发生变化的，由它的支撑力和运行距离的关系，得其公式为：（1）其中，F为运行时支撑力；Fmax为最大支撑力；Fmin最小支撑力；L为运行总距离；△L为瞬时运行距离。

2支撑杆布置的基本原则汽车背门支撑杆的科学布置需要遵循这几个基本原则：（1）因受汽车自身形状局限，支撑杆和铰链间会有一个角度，在布置时，该角度不得于球接头和相连器件间发生相对运行时出现干扰，否则易出现磨损；（2）汽车背门闭合时，支撑杆轴线上方延长线如位于铰链前侧，其布置应进行上端固定；如其延长线在铰链后侧，则应进行下端固定布置。

（3）汽车背门闭合时，支撑力和车门重力形成的合力应产生关闭车门的作用，确保安全；（4）汽车背门如在提升状态，支撑力应确保车门升至最高点，并确保稳定的升速。