开闭件设计

（二）开闭件在车身设计中应完成的工作：1、开闭件同车身间的间隙断面线的控制，开闭件各个总成断面线的绘制；通过N个断面检查零件的干涉性；2、开闭件总成铰链的安装位置、铰链中心距、铰链结构形式，前后门的铰链轴线确定、内倾角与后倾角的确定；前后门限位器结构形式、安装位置的确定；各个门或盖的开启度的确定；3、发动机舱盖及行李箱盖（后背门）锁或者锁扣的安装位置、支撑结构的确定；4、前后门玻璃升降器导轨位置的确定；前后门玻璃最大下降位置确定；5、后门锁的安装位置（以及侧围上锁扣的安装位置）的确定；锁运动机构布置；门锁相关各部分的运动空间的检查；6、密封条的安装位置确定；各个密封条的详细截面图的确定与绘制；7、内饰装配硬点的检查；8、检查每个零件的制造工艺性；9、由于开闭件都会有大片的外覆盖面的存在，而这些地方往往都会受到一定的外界冲击，为了增强其刚性而不容易变形，减少相互振动，外板与内板的连接除四周包边连接外，还必须在内板与外板之间局部涂一层3mm~6mm左右的隔振胶粘接。

例如：发动机罩在锁加强板、内板中心附近，前后门在防撞梁与外板之间，因此，这些粘胶面都应该是由这些开闭件的外板偏置而来的。

（三）在设计开闭件结构之前的准备工作我们必须了解开闭件及开闭件周边一些总成的内部搭接关系和它们之间的相互关系，往往我们会做一些关键部位的断面，一来作为设计前的参考，从断面图上表示出密封条断面和安装位置、开闭件与周边相关件的间距硬点、大概的玻璃边界各钣金件之间的搭接关系、料厚，一些附件的安装位置还有密封条结构形式的确定等；二来作为设计后的校核硬点、零件的干涉性还有运动时的空间余量检查之用。

1、在开闭件设计开始必须按输入的外表面和分缝线数模及参考车型点云数模进行初步结构关键断面设计（含密封件等总成），此初步断面作为结构设计和开闭件附件采样（如密封条、门锁、内外把手和铰链等）的原始依据在详细设计过程中如有修改，必须及时更改初步断面，在完成设计前冻结关键断面，以供参考（见表一）。

2、下面列出车门设计中的一些关键断面，其中有些尺寸可作为结构设计参考。

（四）部分关键断面的图解分析DF1：左前车门A柱上部：此处的断面图可以很直观地表现出A柱内板、A柱加强板、前门内板、前门外板等钣金件的断面结构和A柱内饰件的关系，还有前风窗与A柱、前门内板与侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间的密封关系和间距。

DF2左前车门上窗框处：此处的断面图可以很直观地表现出前门内外板、侧围外板、顶盖还有顶盖横梁等钣金件的断面结构，还有顶盖和车门、门内板与侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间的密封关系和间距。

DF3左前车门后柱、后门前柱上部：此处的断面图可以很直观地表现出前后门与B柱的配合和密封关系，有利于B柱、B柱加强板和前后门的设计和玻璃边界的确定。

DR3左后车门后柱处：此断面用于确定后车窗玻璃的后部边界和C柱的结构。

DF4左前车门窗沿：窗沿线用于确定前玻璃下边界，同时确定窗框和玻璃导槽的宽度余量，还可以了解到窗沿加强板的结构，玻璃在玻璃升降器上的固定方式，还有窗沿处密封条的断面结DF5左前车门窗衬和玻璃前部：窗衬框用于确定窗框边和门玻璃的前部边界DF6左前车门上铰链处：在上铰链处的断面图可用来校核门和铰链的旋转空间余量，从而改进前立柱。

体现铰链的形式、安装方式、位置。

DF7左前车门下铰链处在前立柱的下铰链处部分的断面线用于校核前车门的旋转，即最大开度的校核。

体现下铰链的安装位置。

DF8左前车门灯开关处在前车门灯开关处的断面用于给门灯开关定位和开关结构的剖析。

DR6左后车门上铰链处左后车门上铰链处的B柱用于校核门绕着铰链中心旋转时的空间余量，并用来确定B柱的结构，体现后门上铰链的安装位置和形式。

表现后门的开启度大小。

DR2左后车门下铰链处确定下铰链处的B柱结构，体现后门下铰链的结构，安装，也用于校核后门的开启度，还让保险带的下端的安装位置得到体现。

DR8左后车门灯开关处在车门灯开关处的断面用于给门灯开关定位和开关结构的剖析。

DF9左前车门把手处体现前门外把手在外表面上的安装位置，把手在此处的结构断面，大概的安装结构等DR3左后车门锁扣处此处断面表现的是锁和锁扣的配合关系，锁和锁扣在车身上的大概位置，锁加强板的大概断面结构等DF11左前车门门槛处此断面表现的是左前门与门槛处的配合关系，前门玻璃的下限位置和车门下装饰条的安装结构。

以上只是列举一些比较典型的例子，对于车身上与开闭件有关的断面还有很多，这里我们就不一一指出分析，在开闭件设计的过程中，断面的制作和分析应该是放在第一位的，无论是正向还是逆向的设计，如果没有对结构断面线的分析，就不可能严谨地设计出一套完整的开闭件来，所以，我们在此次开闭件设计指导书中也着重强调断面分析的重要性！（五）开闭件中部分零部件的设计要求和设计注意事项1、车门铰链的设计原则车门铰链是车门能符合设计者的设计思路、按照它的运动轨迹运动的保证。

如果铰链的设门铰链装置是确定车门与车身的相对位置，并能控制车门运动轨迹的装置，它包括门铰链和限位器。

铰链是车门和车身相联接，能够绕上下方向的同一轴线回转且相互结合部件的总称。

门铰链的技术要求：1．门铰链表面应进行防腐蚀处理，并符合制造厂要求。

2．门铰链的最大开度角应不小于设计要求的车门开度角，门铰链的最小关闭角应小于设计要求的车门关闭角。

对于装有车门开度限位器的门铰链，其限位应可靠。

3．纵向负荷门铰链装置应能承受11 110N的纵向负荷，不得脱开。

4．横向负荷门铰链装置应能承受8 890N的横向负荷，不得脱开。

5．耐久性门铰链装置应进行10万次耐久性试验，试验后门铰链应能正常工作，并能满足4.4和4.5的要求。

门铰链的布置布置门铰链时考虑的几个方面：a) 铰链型式的选择铰链的选择的基础是：要能够符合车门的旋转，符合设计时的空间要求和过行程旋转标准。

（互动式冲压铰链示意图）b) 铰链在平面上的定位内表面极限线是用来确定铰链在侧围部件上的位置的，上下铰链的右角都是用来定位的，此时我们就可以比较方便地确定中心线了。

ⅰ计算内表面极限线ⅱ从内表面极限线出发，利用合适的标准铰链在后视图上给上铰链定位。

ⅲ在设计时允许的两个铰链之间的最大距离，给下铰链在后视图上给下铰链定位。

c) 车门长度车门的长度是从铰链的中心线到在侧视图上类似鱼嘴地方的中心线所测得的距离。

d) 车门的开度角须能使车门停留在最大开度，起着防止车门自动关闭的作用。

习惯上，车门的最大开度一般在65°～75°，这是根据上、下车方便，上车后关门方便以及车门与车身不干涉等条件而定的。

现在常使用限制器与铰链结合在一起的结构，即采用气弹簧和连杆机构与铰链组合成一体。

在气弹簧的作用下，机构对车门产生绕固定轴O1转动的力矩M1，当车门开启到超过中间位置时，此力矩驱动车门自动打开。

为了操纵方便，车门维持在最大开度位置的力矩以20N·m～30 N·m为宜。

前车门： 56°-64°后车门： 60°-70°有的达到75°甚至80°e) 铰链的内外倾角分别是指铰链轴线在x=0平面上的投影与z轴之间的夹角，铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角。

铰链轴线内倾角一般为0°～4°铰链是车门总成与车门本体的连接件之一，当车门关闭时，车门上的承力件为门锁和铰链；打开车门时，车门的重力完全由铰链来承受! 铰链轴线的布置会影响车门的开度、门柱的尺寸以及车门开缝线的位置和形状! 在布置铰链时，应注意在结构允许的情况下，车门上下两铰链之间的距离应尽可能大! 为了避免打开车门时与其它部分干涉，铰链的轴线应尽可能外移，使其靠近车身侧面! 车门上下铰链必须布置在同一直线上，并具有内倾角和后倾角，从车的侧面看过去，一般是一条向车后侧倾的直线；从车的正面看过去，应为一条向内倾的直线!如图所示，先确定铰链轴线沿车身方向的尺寸变化范围（ X1，X2），并在此范围内任选一值Xm，将轴线限制在与X轴垂直的平面x=Xm内，⑴在x=Xm平面内确定铰链轴线的倾斜状态：先分别求出x=Xm平面与内外板曲面的交线C1和C2，并求出C1和C2对应的Y方向的极限坐标位置Ymin（内板投影线最左端）、Ymax（外板投影线最右端）；⑵在X=Xm平面内通过输入直线方程y=B，B∈（ Ymin，Ymax）来生成一条与Z轴平行的轴线Z1Z2；⑶确定铰链轴线中心点的Z 坐标值：通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C，并根据它在y=B直线上求出一点O；⑷根据铰链轴线内倾角范围θ∈（0°～4°），将y=B直线绕O点逆时针旋转θ角度，得到轴线位置O1O2 。

根据铰链间距L（300mm，500mm），以铰链中心O为初始点，沿直线y=B确定两点D和E，使两点间线段长度为L，调整L值以及轴线外板的距离，保证在铰链宽度方向不与外板干涉的情况下，轴线尽量靠近外板的极限位置（ L值确定已知时）。

若L值可以改变，则可以考虑稍微减小L值，但轴线更靠近外板（车门外板曲率较大时）。

可以通过改变最初的B值重新生成轴线O3O4或作O1O2的平行线来改变轴线到外板的距离。

当轴线位置最终确定后，根据D，E 两点位置可将铰链模型正确地放入车门门腔内，待进一步运动校核及干涉检验。

f) 铰链中心距由于受到车门外形曲线的限制,一般希望上下两个铰链的跨距在350mm～500mm之间，大多保持在400mm左右。

铰链中心距／车门长度=33%或更长例如：铰链中心距=377.19mm车门长度=1143.0mm377.19／1143.0=33%2、发动机罩、后行李箱的设计原则a)舱盖在铰链处需设计成向内收口，否则打开会干涉；b)舱盖的最大开启度需略大于处于被支撑状态时的开启度；c)舱盖在被支撑状态时高度应满足国家标准；d)舱盖内板设计过程中，基准主大面同外板为偏置关系，偏置距离为3~5mm，中空内板偏进15~35mm；e)舱盖同外板连接方式，除周边的包边外，内板和外板之间还均匀分布涂胶点，涂胶处需设计凸起的特征；f)有些舱盖表面有喷水口结构；g)有些舱盖在内板中部位置有折弯特征，主要用途在于碰撞时保证舱盖在该处折弯变形吸能；h)舱盖同前舱件（横梁）间、后背门和侧围之间需设有缓冲结构，如橡胶缓冲垫，用以减少路面、开闭时激励引起的震动；i)舱盖内板结构设计不能太强，一般在发动机舱盖中部设计有一条贯穿的横筋，要保证碰撞过程中不能撞断铰链进入成客舱；j)对于发动机罩和后行李箱盖（后背门）来说，发动机罩内板的几何形状是自由选择的。

但有几点在设计中是需要注意的：1）由于发动机罩和后行李箱盖（后背门）的原始状态和最大开度的关系，无论是撑杆、铰链还是空气弹簧，它们所起到的都是支撑力的作用。