车门铰链轴线内倾角设计探析
车门附件设计
帽形防撞梁
管状防撞梁 防撞梁的布置原则为： 1.防撞梁与车门外板的间隙为3~5mm，便于涂胶； 2.防撞梁的布置主要考虑充分有效的引导撞击载荷到车身刚度更好承载能力更强的地 方 ，前车门防撞梁一般布置为前高后低，其目的是将侧碰的能量传递到B柱下端及与 门槛的连接处，减少车门的侵入量； 3.后车门的防撞梁通常受到空间结构及与运动件间隙的限制，其布置形式有前低后高， 前高后低及水平形式。
限位器 限位器的作用是限制车门的开启角度。 限位器一般有拉杆式以及铰链自带扭簧式限位器。 对于拉杆式限位器的布置： 1.限位器的转轴应与铰链轴平行。 2.限位器转轴和铰链轴之间的距离一般要大于60mm，否则限位器的限位 力可能不够 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 4.限位器布置应考虑限位器与玻璃及导槽和周边零件的运动间隙。
车门附件设计
车门铰链 1.上、下铰链一定要同轴 2.为了使铰链受力情况良好，车门上下铰链间距应尽量大，一般为350mm—— 500mm 3.车门铰链要尽可能的向外布置，这样有利于车门的运动间隙 4.铰链轴线具有内倾角，一般角度为1~2度。其目的是让车门在打开时重心提高， 让车门有一个自关门力；车门下沿在开门时有一个提升，保证路边停车后在开门时 车门下沿与路肩有个安全距离。至于铰链轴的前、后倾角，主要是为了达到上述目 的，配合内倾角及根据分缝线综合考虑。前、后倾角一般为0~3度。铰链轴内倾角 是指轴线在X=0的平面上的投影和Z轴之间的夹角，前、后倾角是轴线在Y=0的平 面上的投影与Z轴之间的夹角。 前、后倾角 5.铰链的开启角度一般比限位器角度大5度。 6.铰链布置完成后应进行运动校核。 内倾角
车门玻璃： 随着现在汽车外型流线型的提高，汽车车门玻璃多采用双曲率面。 根据外造型提供的CAS面，拟合成符合工程要求的双曲率面，同时得到玻璃运动 的螺旋线。
车门的内外倾角 前后倾角
什么是车门内外倾角前后倾角
据了解铰链轴线在X=0的平面上的投影与Z轴的夹角是车门铰链轴的内倾角和外倾角，其中内倾角能够保证车门有自动关门的趋势，而外倾角使车门有自动开门趋势，一般很少使用，目前为止本人就只见过Vitz后门采用了外倾角的方式；
铰链轴线在Y=0的平面内的投影与Z轴之间的夹角是车门铰链轴的前倾角和后倾角，在车门铰链轴内倾的情况下，后倾角对于自动关门有加强的作用，而前倾角则导致车门部分自动关门，部分自动开门;
举个例子，假如铰链轴内倾2度，前倾2度，那么在车门开启至45度左右的时候是车门的失稳点，因为此时车门重心最高，车门开启角度小于45度时自动关门，车门开启角度大于45度时，自动开门。
另外，对于内倾角通常要求0度至3度，最佳角度为2度；最好没有前后倾角，如果一定要有，那么范围是0至5度。
车门铰链布置和运动校核
.车门铰链布置和运动校核车门铰链的设计是车门设计的一项重要工作，直接关系到车门能否正常开启｡在铰链设计中，铰链中心线定位和铰链中心距是重要的设计硬点｡铰链轴线一般设计成具有内倾角和后倾角｡内倾角指铰链轴线在x=0平面上的投影与z轴之间的夹角，内倾角一般为0～4°，见图4；后倾角指铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角，一般为0～2°，见图5｡内倾角和后倾角都是为了使车门开启时获得自动关门力，也有个别汽车门铰链具有前倾角，但一般不会有外倾角｡车门铰链轴线的设计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，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）；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；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；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，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｡铰链中心距的确定可参考车门长度，一般铰链中心距/车门长度=33%，或者更长｡需要说明的是在布置铰链时，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｡铰链中心线位置和中心距确定后，需要进行运动干涉校核，这也在主断面设计中完成，可能出现的干涉位置有前后门干涉､前门与A柱翼子板干涉､门与铰链干涉等，在可能干涉的位置取主断面，将车门延中心线旋转，即可一目了然，如图6｡1.6车门玻璃设计以及车门玻璃升降器的设计布置玻璃要设计为双圆环面，可以和外造型匹配，达到玻璃升降的平顺性，圆环面的数学方程如下，其思想简图与基本参数见图7､8：当R足够大且圆柱半径r远远小于R时，从圆环面上截取的玻璃曲面仍近似为柱面｡玻璃的运动可以认为是一种绕圆环面中心引导线的旋转运动，其运动轨迹是与引导线成一定夹角的圆环截面线的一部分｡R=15～25km，r=1200～2000m；大客车为R=∞，r=4000～7000m｡玻璃升降器是车门设计中很重要的一个环节，它的合格与否直接影响到车窗的开闭｡玻璃升降器在设计过程中，关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定｡有了玻璃的数据后，可求出玻璃的质心位置，根据以往设计经验和一些样车数据，一般单导轨的位置是在玻璃质心位置向B柱方向偏移15～25mm，双导轨的间距应在不干涉内门板和其它附件的情况下尽可能大，但两个导轨的中线应该在玻璃质心位置向B柱方向偏移15～25mm｡导轨位置确定后，通过偏置玻璃面求出导轨的弧度，此导轨弧度为空间螺旋曲线｡由于玻璃运动近似圆弧运动，但升降器的长导轨在自由状态下是平面运动，所以在玻璃升降过程中，升降臂和平衡臂会变形随长导轨一起运动｡为了提高升降器的寿命，应使运动过程中升降臂和平衡臂的变形量尽可能小｡图9表示了玻璃运动轨迹和长导轨在自由状态下的运动轨迹，A､B､C分别表示了玻璃在上､中､下3个位置时升降臂和平衡臂的最大变形量，其中C>A=B｡2 结语设计硬点控制在车门设计的灵魂，主断面是车门设计的重要手段，以此为思路，使车门设计有条不紊，效率得以提高，质量得以保证｡车门设计是车身设计中最复杂､难度最大，实际过程中可能会遇到很多情况，有时甚至会出现控制硬点之间相互矛盾，需要具体问题具体分析，不断调整以达到最优结果｡。
车门铰链的设计
车门铰链的设计【摘要】本文主要以金杯换代车型车门铰链设计为基础，论述了车门铰链的设计流程，以及在车门铰链的设计过程中应注意的问题。
【关键词】车门；铰链车门铰链的设计是车门设计的一项重要的工作，直接关系到车门能否正常开启？在整车设计中铰链的设计也是相对的复杂，其要充分考虑门框的边界、人机工程、车门下垂的诸多问题。
1 车门铰链的位置布置1.1 基础定义（1）车门内、外倾角铰链轴线在X=0平的面上投影与z轴之间的夹角。
建议内或内倾角不超过2°；一般没有外倾角。
（2）车门前、后倾角铰链轴线在Y=0平面上的投影与z轴之间的夹角。
建议前或后倾角不超过1.5°。
（3）门铰链的最大开度角车门铰链所能开启的最大角度值。
（4）车门最大开度角车门所能打开的最大角度值。
（5）上下门铰链中心的距离上下门铰链中心的距离一般与车门的自重、分缝线的曲率及固定立柱的外形等有关，中心距一般不小于350mm。
图1 车门铰链布置1.2 铰链轴线的设定铰链轴线的布置是整个开闭件后续结构设计的基础。
其具体原则如下：（1）铰链轴线应定成内倾或后倾，通常以内倾0～2度，后倾0～1.5度，以便有利于在保证铰链间距的条件下，增大轴线的外移程度。
同时车门在自身重力的作用下能够自动合上。
但在设计设计过程中因各种条件限制，铰链轴线无法保证内倾或后倾，可能与z方向平行。
（2）铰链轴线布置应尽量靠近车门外板和车门前端，因为轴线越靠近车门外板，门完全打开后，前门与翼子板间隙以及前后门间隙就越大，有效避免干涉；轴线越靠近车门前端，门旋转时，其对A、B柱的侵入量越小。
1.3 铰链间距的设定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，因为距离越大，铰链X向受力越小，可以有效防止车门下垂。
在实际设计过程中由于造型等各种原因限制，使得铰链间距离无法满足要求。
但应尽量保证前后门铰链中心距应不小于1/3 的车门宽度。
1.4 在车门铰链的布置设计中除上述外还应注意以下几个方面（1）为能获得更好的链接刚度，应在车门本体和门柱上设置必要的加强板或采用增厚的内板焊接，因为车门与铰链和门柱与铰链的连接刚度不足，往往是车门下沉的主要原因。
车门设计要领
车门设计要领
1、内外倾角及前后倾角0--4度
2、门铰链中心距/车门长度（到鱼嘴口）大于等于1/3，通常350--500，尽可能的大,布置位置尽可能的靠外铰链的设计要素：铰链形式，铰链的安装平面，铰链中心距，车门长度，门的开启度。
3、一般开闭件的缝隙小于等于5mm,非运动件小于等于4.5mm.密封条的压缩量等于板金距离的1/2--1/3。
设计前首先进行断面设计。
4、防撞杆和外表面的最小距离是5mm,玻璃升降器和内板的最小距离是12.5m m.
5、内板和外板是偏置关系，距离3--5mm.
6、后背门的开启是75-90度，或离地1880-2200mm.
7、后仓门开启是90度。
8、前发动机盖内板和外板之间3--5mm的间隙用传力胶连接，目的是增加外板强度，内板还有工艺孔，大的漏液孔的设计，便于涂装时快速漏液，还有折弯吸能的凹槽设计。
9、车门外板的包边长度为7--11mm,焊接件配合处没缝隙，不配合处放应该预留3mm以上的间隙，否则在车身振动或扭曲时会产生嘎吱声，另外内外板间隙至少3mm，最好5mm以上，否则不能保证底漆彻底，有生锈危险。
活动件（玻璃、手柄开启装置）与其他零件间隙10mm以上，否则在大力关门时可能会产生碰撞声。
车门铰链布置及分缝线设计指南
车门铰链的布置和分缝线设计是车辆设计中非常重要的一部分，它直接影响到车门的开启、关闭以及密封性能。
以下是关于车门铰链布置及分缝线设计的一些建议指南：
车门铰链布置设计指南
1. 结构强度：车门铰链的布置应考虑车门的重量和结构强度，确保在正常使用情况下不会出现变形或破损。
2. 开合角度：车门铰链的设计要充分考虑车门的开合角度，以便乘客能够方便地进出车辆，并且要避免与车身其他部件碰撞。
3. 平衡性：车门铰链设计应考虑车门的平衡性，使得车门在打开和关闭时能够平稳运动，避免产生过大的惯性力。
4. 润滑和防锈：考虑使用耐用的铰链材料和润滑系统，以减少摩擦和延长使用寿命。
同时，应考虑防锈处理，特别是对于车辆在恶劣环境下的使用情况。
分缝线设计指南
1. 密封性能：分缝线设计要确保在车门关闭时能够有效地密封，避
免外部灰尘、水汽等进入车内。
2. 外观和匹配度：分缝线设计应考虑与车身板金的匹配度和美观性，使得整体外观更加流畅自然。
3. 减少噪音:分缝线的设计要尽量减少风噪和路噪的传入，提高车内的舒适性。
4. 材料选择：选择耐用、柔软的密封材料，能够适应车门在开合时的变形，同时具有良好的回复性能。
5. 防水处理：在分缝线的设计中要考虑防水性能，特别是对于车辆在多雨或多泥泞的道路行驶时，确保车门的密封性。
以上只是一些车门铰链布置及分缝线设计的基本指南，实际设计中还需要根据具体车型、品牌和使用场景进行更为具体的设计和优化。
车门铰链设计规范
编号代替密级商密×级▲汽车工程研究院设计技术规范车门铰链设计规范2006-09-30制订2006-10-30发布前言3 车门铰链的定义及结构类型3.1 车门铰链的定义车门铰链是连接车身与车门的关键部件，也是车门主要受力部件，车门围绕门铰链轴开启与关闭。
3.2 车门铰链应满足的要求车门铰链应满足以下基本要求：1)门铰链支架可靠性好，满足重复试验要求，且碰撞或受冲击后不脱落；2)门铰链衬套转动灵活，不滞涩；3)两铰链轴的轴线必须在一条直线上，为了使车门有自动关闭的趋势，铰链轴线应有一定的内倾角度和前倾角度，不宜过大；4)两铰链的间距应尽量大，以减小铰链的受力；5)铰链轴线应尽量布置得靠车门外板和车门前端，以减少车门旋转时铰链轴前面的车门的旋入量；6)铰链要固定牢固，活动件间隙尽量小，避免车门下沉。
4车门铰链设计要点4.1 铰链的结构形式分类方式结构型式结构特点事例图片备注加工方式冲压铰链冲压铰链具有质量小、成本低等优点，但其缺点主要有制造一致性不易保证，承载能力较铸造铰链弱。
铸造铰链铸造铰链可以将结构做得比较复杂，能够保证良好的制造精度和一致性。
缺点是质量大，成本高。
装配方式焊接铰链焊接铰链主要集中在欧美车型上，其特点是连接强度可靠。
由于其产生热变形的缘故，越来越多的欧美车开始放弃这种安装方式。
总装铰链总装铰链采用螺栓安装的方式连接车门和车体。
螺栓安装可以避免焊接过程中产生的热变形及应力集中，安装工艺简单，得到广泛的应用。
4.2 铰链的材料选择铰链类型推荐材料备注冲压铰链钢板 5.0-GB709-8815-Ⅱ-S-GB710-91阳铰链厚5.0mm阴铰链厚4.5mm铸造铰链ZG35其厚度根据结构确定20Mn GB/T699-1999ZG230-450 GB/T11352-19894.3 铰链轴心线的布置轴心线的布置，考虑其前倾角和内倾角，要保证当车门打开到最大开度时，车门在高度方向上升30mm左右。
车门铰链构造及设计介绍
做为链接车身与车身重要零件，它的主要作用是：保证和保持车门相对与车身的位置，保证和便于车门的开合。
铰链除满足必要的功能性作用外，还要考虑人机工程，造型分缝，车门下垂等问题。
1车门铰链一般设计开发流程（见图1）2铰链的基本介绍2.1车门铰链形式铰链有明铰链与暗铰链之分，暗铰链比较常用，且有内开式与外开式两种运动形式。
根据铰链结构形式，天盛铰链可分为冲压式、焊接式，固定式，整体式，可拆卸式等。
2.2车门铰链固定形式门铰链一般采用三种连接方式：a．与车身与侧围采用螺栓连接方式；b．与车门采用焊接，与侧围采用螺栓连接方式；c．与车门，侧围采用焊接连接方式；2.3铰链轴线参数A．车身内，外倾角：铰链轴线在x=o平面上投影与Z轴之间的夹角，建议内倾角不超过2度；-般没有外倾角。
b．车门前，后倾角：铰链轴线在Y=O平面上投影与Z轴之间的夹角，建议前，后倾角不超过2度；c．门铰链最大开度角：车门铰链所能开启最大角度值，如带限位器铰链，最大角度值制造误差为±3度；d．车门最大开度值：车门所能打开角度值，一般是指限位器最大开启角度值，开启角度值制造误差为±3度；e．上下门铰链中心的距离：上下门铰链中心距离一般与车门自重，分缝线的曲率及固定立柱的外形等有关。
2.4门铰链的运动干涉检查铰链必须保证车门从闭合到铰链最大开启角度+3度过程中不与车身上任何部位发生干涉；在运动中，车身与车门最小间隙：设计门缝间隙4mm时，最小间隙为1.8—2.5mm，最小间隙一般出现在车门开启（3度一8度）及车门外板最大凸弧面处。
前门开启角度一般不小于60度，极限的超程角度为64±3度；后门开启角度一般不小于66度，极限超程角度为70±3度：车门打开过程中，不能和铰链本体及铰链本体固定螺栓干涉，推荐最小间隙3-5mm。
2.5门铰链轴线优化在正向设计车门过程中，根据外造型和车门分缝线。
铰链位置的确定步骤如下：第一步：选定铰链的结构形式与安装方式；第二步：初步指定铰链的倾角，然后把上下铰链安装在适当位置上，同时检查铰链车门旋转到最大开度加超程角过程中，保证车门与车身不干涉，车门外板与铰链本体不干涉；铰链验证时，要考虑生产中可能的误码差，一般铰链轴线的验证时按(X:±2mm：Y：±1mm)进行；如图2所示。
车门设计浅谈
车门设计浅谈摘要：现代汽车车门设计是一个非常复杂的系统工程，应在满足造型要求、法规要求、人机工程要求和功能要求的前提下，进行布置一个车门系统，本文着重从几个方面对车门功能零件布置进行简要说明。
关键词：车门、铰链、限位器、车门锁、玻璃升降器1.前言车门的结构型式很多，主要旋转门、拉门、折叠门和外摆车门，本文主要介绍旋转车门。
车门的作用是，乘员上下车时打开和关上，行驶时防止乘员掉出来，并防止乘员和车室内被风吹雨淋。
车门是车身上的一个独立总成，它的设计好坏，将直接影响到安全性、侧面视野性、进出方便性、密封性及噪音等方面的性能。
车门的设计过程是整车开发流程中的一部分，而且是和其他结构设计工作并行的，不同的公司可能会略有不同的阶段划分，但主要分为概念设计和工程设计两大主要阶段。
概念设计阶段主要是根据竞争车型或经验值制定车门的主要性能指标，再根据造型曲面的输出、结构配置等输入条件布置车门、绘制主要断面；工程设计阶段主要是实现概念阶段所提出的要求，同时完成三维数据等细节的工作。
下面讨论的是车门概念设计阶段的主要工作。
2.车门结构类型的制定车门(旋转门)结构可以分为以下几种形式：整体车门：内外板都为有框是车门结构，该结构车门采用内外板卷边固定形式；冲压件分体车门：车门外板无框，只有下半部分，内板有框为整体结构；无框式车门：只有车门内外板的下部结构，没有车门门框，一般这种结构车门多用于活动顶盖的运动型车上，车门玻璃的安装需要特殊的夹具定位，保证车门的密封性能；框式车门：车门内外板均无框，门框采用单独设计另外一个零件与车门内外板焊接。
不同的车门结构，有不同的优缺点和不同的工艺要求，应根据工厂的实际情况和造型特点进行选择；不同的车门结构功能零件布置亦略有不同，但是不论哪种结构，车门的功能要保证、法规和造型的要求应满足。
3.车门目标性能参数的制定在整车开发的概念设计阶段，车门的主要性能指标需要定义，包括车门的静态弯曲扭转刚度、一阶二阶模态、表面抗凹性能等，目标值的制定可以通过测量竞争车型或根据经验值确定。
基于造型CAS面的车门铰链及车门分缝布置的设计研究
基于造型CAS面的车门铰链及车门分缝布置的设计研究李文玺;唐淳;雷学明【摘要】Abatract: With the rapid development of Chinese automobile industry and the upgrade of consumer spending levers, consumers require increasing high quality of auto. Be the first part consumers touch in auto, the door quality is vecy important. In the auto design,hinge arrangement on the door has enormous influence on the quality of operation.This paper mainly introduces the door hinge layout method and the evaluation index.And introduces the check method of door parting line feasibility base on the product manufacturing tolerance.%随着中国汽车工业的迅猛发展和国内消费者消费层次升级，消费者对汽车品质要求越来越高，车门作为客户接触汽车本身的第一道系统，对客户感受极其重要。
而在汽车正向设计中，汽车车门铰链布置对车门操作品质影响极大。
文章重点介绍了在造型设计阶段基于造型CAS 面的车门铰链布置方法及其评价指标，同时基于产品制造公差进行车门铰链布置和车门分缝布置分析校核。
【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】5页(P25-28,34)【关键词】车门铰链;车门分缝;前限制点;后限制点;限制线【作者】李文玺;唐淳;雷学明【作者单位】江淮汽车技术中心，安徽合肥 230601;江淮汽车技术中心，安徽合肥 230601;江淮汽车技术中心，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U462.210.16638/ki.1671-7988.2016.03.008CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-25-05 汽车车门铰链作为汽车车门系统中最基础和最重要的部件，对汽车车门品质产生最直接的影响。
《某车型》车门的运动分析报告
1车门铰链轴线确定1.1 前车门铰链轴线确定由上图可知，左前车门铰链轴线在YOZ平面上的投影直线与Z轴成0.8°,铰链轴线是向内倾；它在XOZ平面平面上的投影直线与Z轴成0°，铰链轴线既不向前倾也不向后倾.1.2 后车门铰链轴线确定由上图可知，左后车门铰链轴线在YOZ平面上的投影直线与Z轴成1.5°,铰链轴线是向内倾；在XOZ平面上的投影直线与Z轴成1.8°,铰链轴线是向后倾斜.2车门的运动分析《某车型》定的前后车门最大开度为68°，考虑到铰链本身有±2°的误差，运动分析即要分析车门从0°到70°的开启过程中与其它零件之间的关系，下面对和它有可能产生干涉的零件进行逐一分析。
2.1 前车门与翼子板的运动分析前车门在0°～70°运动过程中与翼子板最小间隙为3.1mm。
下图为最小间隙处的断面图：2.2 前车门与侧围的运动分析前车门在0°～70°运动过程中与侧围外板的最小间隙为4.05mm。
下图为最小间隙处的断面图：2.3 后车门与前车门的运动分析后车门外板在0°～70°运动过程中与前车门外板的最小间隙为2.6mm。
下图为最小间隙处的断面图：2.4 后车门与侧围的运动分析后车门外板在0°～70°运动过程中与侧围外板的最小间隙为5.93mm。
若考虑后门外板前沿密封条后，在整个运动过程中，密封条与侧围的最近距离为3.95mm,在侧围进行倒角后，以上两个间隙值会随之增加。
下图为最小间隙处的断面图（带有密封条）：3总结通过上面的分析可以看出《某车型》车门在现在的状态下，前后车门在运动的过程的分析结果如下：1．前车门外板与前翼子板最小距离为3.1mm；2．前车门外板与侧围最小距离为4.05mm；3．后车门外板与前车门外板在运动过程中的最小距离为2.6mm；4．后车门外板（含密封条）在运动过程中与侧围的最小距离为3.95mm。
车门铰链轴线内倾角设计探析
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 车门铰链轴线内倾角设计探析张朝林奇瑞商用车（安徽）有限公司 安徽省芜湖市 241000摘 要： 车门铰链轴线是车门设计的核心部位，同时也是检验车门造型可行性的重要依据，是整个车门附件布置的基础所在。
随着人们生活水平的提升，不论是从汽车产品的性能还是整体品质来讲，人们的汽车消费需求越来越多，而作为相对独立的部分，车门的设计更是备受关注。
而对于汽车制造行业来讲，车门铰链轴线布置是设计人员需要考虑的重要因素，本文以此为背景，重点对车门铰链轴线内倾角设计要点进行了分析。
关键词：车门铰链；轴线；内倾角1 车门铰链轴线设置关键影响要素1.1 车门铰链轴线倾角车门铰链轴线倾角主要分为内倾角、外倾角、前倾角和后倾角。
内倾角和后倾角主要是为车门开启提供势能、为关闭车门提供自动关闭能量，其中铰链轴线内倾角提供的关门能量最具明显。
铰链间距指的是车门上下铰链中心平面距离，在汽车空间允许的条件下，间距越大产生的效果越好，因为间距越大，车门铰链在x方向上的受力也会越小，这样可以避免车门下沉，提升车门刚度。
然而在设计过程中，可能会受到整车外观设计、钣金成形性等因素的限制，所以铰链间距实际上无法达到最理想的状态。
1.2 车门最大开度所谓车门最大开度实际上指的是车门能够打开的最大角度，通常最大开度就是限位器的最大限位角度（一般在65-75°），铰链的最大开度是其具备的限位角度，通常车门最大开度为3°。
校核角度是车门运动校核角度，通常在铰链最大开度基础上增加2-4°。
1.3 车门提升量车门开启的时候，Z向向上的运动趋势让车门产生势能，关闭车门时，势能转化为关门能量，即为车门提升量，也就是Z向产生的高度差，通常前门提升量在12.7-13.3mm 之间，因为后门重量要大于前门，所以提升量也较大，在20.3-27.94mm之间。
1.4 车门开关方便性评价指标1.4.1 静态关闭力所谓静态关闭力指的是车门从半锁状态到全锁状态的过程中，车门外把手拉置需要的操作力，静态关闭力的测量需要借助维力计，量程为500N。
车门铰链布置设计
链处的应力可表示以下形式为：
。。＝芳＝袭＝、６（Ｐａｒ＋Ｒｄ）ｌ（舢，式中Ｍ为弯矩。
厂
图１铰链受力分析
１、车门铰链布置设计
１．１车门铰链的间距 通常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，图１为铰链的受力分析图，其中尺为手柄上 的力沿竖直方向的分力，Ｐ为车门重力，Ｓ、Ｑ为铰链处的 受力沿竖直和水平两个方向的分力。
Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１６７ｌ－７９８８（２０１５）０３—１９—０２
根据材料力学理论，可忽略剪应力即忽略ｓ的作用；则下铰
引言
车门铰链是连接车门与车身，并能够绕同一轴线回转且 相互结合的部件，它是车门系统布置设计的基础，其他车门 系统部件如门锁、限位器、密封胶条等布置设计都是以铰链 为基准’。本文从铰链位置、轴线倾角等方面对铰链的布置设 计进行研究。
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８七ｔａｎｌ
图５—１前门运动校核
图５—２后门铰链运动校
车门自关力矩：出分＝占ｌ／９
ｓｉｎ（ａ一，７）＋占！口ｃｏｓ（口一，７）
门重力自关力矩为５Ｎｍ一８Ｎｍ，图３为车门开启时重力分解图。
一
图２—１
铰链轴线前倾
图２－２铰链轴线内倾
通常，前门运动校核要求为：铰链轴线在２×３的公差带 范围，前门外板ｘ负向移动ｌｍｍ，翼子板向外外偏移ｌｍｍ，运 动角度为铰链开启最大角度＋５。，在运动过程中前门与翼子 板、侧围外板、铰链安装螺栓、铰链固定页均不得出现干涉； 后门运动校核要求为：铰链轴线在２Ｘ ３的公差带范围，后门 外板ｘ负向移动ｌｍｍ，前门外板过关３ｍｍ，运动角度为铰链开 启最大角度＋５。，运动过程中后门与前门、侧围外板、铰链 安装螺栓、铰链固定页均不得出现干涉。详见图５所示。
基于CATIA的汽车车门铰链设计
基于CATIA的汽车车门铰链设计摘要：文章论述了车门铰链的设计过程，车门铰链各个零部件的参数设计、干涉检查、有限元分析全部都可以在CATIA软件中进行，应用CATIA软件做简单模型的有限元分析不仅结果可靠，还可以大大提高了工作效率。
关键词：CATIA；车门铰链；有限元分析车门作为汽车车身的设计中的重要组成部分，它的设计过程直接影响着两侧前后翼字板、顶盖、车门框等相关结构的设计，同时车门作为一个旋转运动件，在关闭的时候必须满足车身整体的造型要求。
作为支撑车门旋转的重要附件铰链就显得尤为重要，它将直接影响车门的使用性能。
一个良好的铰链设计应该具备质量轻、刚度大、易安装等优点。
铰链的种类很多，现代轿车车身广泛采用合页式铰链，它的刚度比较高，采用隐蔽式布置。
为此，本文就以某车型为例，重点介绍车门铰链的设计过程。
1 铰链的设计1.1 车门铰链的跨距要求铰链把车门与车身本体连接在一起，车门在关闭的时候，车门门锁与铰链是承力件；车门打开的时候，很明显车门的重量都由车门铰链来承担。
因此引起车门下沉的主要原因是车门与铰链、立柱与铰链连接刚度不足。
为了加强其连接刚度，除了在铰链安装部位加装加强板外，在布置铰链时，要尽量加大两铰链之间的间距，改善其受力状况。
通常上下铰链的跨距Z与车门长度L之比为Z/L>1/3，而且上铰链的上端到下铰链的下端要保证350 mm以上。
设计车型为微型轿车，车门相对较小，同时考虑到车身造型的需要，两铰链的间距选择330 mm。
1.2 铰链的轴线设计铰链轴线的位置会影响车门体和翼子板的分缝线位置、车门的自动闭合趋势等。
限制车门铰链轴线的参数主要有车门倾角。
我们把铰链轴线在xz平面上的投影与z轴之间的夹角称为车门前后倾角，向后为后倾，向前为前倾。
建议后倾角在2°以内，为了车门开启时能同时举起车门，车门一般都是后倾。
门内、外倾角：铰链轴线在yz平面上的投影与z轴之间的夹角称之为内外倾角。
车门轴线倾角及重心对自关趋势的研究
车辆工程技术43车辆技术车门轴线倾角及重心对自关趋势的研究王 龙（北京汽车股份有限公司汽车研究院,北京 101300）摘 要：介绍了车门铰链轴线倾角对车门自关趋势的影响研究，通过车门重心Z 向高度的变化评价车门的自关趋势。
建立计算车门重力势能的数学模型，通过车门轴线倾角及重心坐标计算车门重心的自关能量。
关键词：铰链轴线；重力势能；车门重心0 前言 根据JDPOWER 的新车质量调研，开/关门力超重始终是顾客抱怨最多的质量问题之一[1]。
本文详细介绍了，车门重力势能的计算思路，通过调整轴线倾角、重心坐标验证自关趋势的影响因素。
1 车门关闭能量的影响分析 车门关闭是不同因素间能量损耗的过程，包括乘客助关能、车门重力势能、限位器档位能、密封条压溃能、门锁上锁耗能、铰链扭转耗能、气压阻耗能等，其中乘客助关能量、车门重力势能、限位器档位能对车门关闭过程起到助力作用，其余均为损耗能。
乘客助关能是反应车门关闭性的评价指标，助关能量大车门关闭困难，顾客感受车门关闭沉重。
限位器过档能对车门关闭起助关作用，可根据车门关闭状态进行调整。
车门重力势能受车门轴线倾角、车门结构重心影响，车辆开发后期一般无法变更，故设计初期要重点研究。
2 重力势能数学模型的建立2.1 车门内倾角与重力势能的计算方法 车门轴线在YZ 平面上的投影与Z 轴的夹角称为车门内、外倾角，一般车辆都有内倾角，内倾角设计值在2.0°以上。
以轴线与地面交点为原点建立车门坐标系，车门内倾角重力势能的计算公式如下。
重力势能： 注：G-车门重量；-车门重心Z 向变化量；α–车门开启角度；β–车门内倾角；-车门重心X 轴坐标；-车门重心Y 轴坐标。
原理图：图1 重心变化图2 内倾角与重力势能关系 基于WPS 平台形成公式模板，某车型重心（574、88、792），输入公式修改轴线内倾角度，角度增加车门重力势能变大，自关趋势增加。
根据重力势能的计算公式：车门内倾角的重力势能随重心坐标增加而增加。
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析
首先我们来了解一下蝴蝶门的铰链系统。
蝴蝶门在开启过程中需要同时向上和向外运动，这就需要在车门设计中加入两个独立的铰链，并且需要在门边框处设置两个铰链固定点，以保证门的平衡。
因为车门的位置和角度都会对车身稳定性产生影响，因此在蝴蝶门的设计中，门的重心位置和每个铰链的承载能力都需要特别考虑。
在某SUV车型中，铰链系统采用了高强度合金材料来保证铰链的耐久性和承载能力。
另外，为了保证开启门的平衡，在铰链的设计过程中使用了XX设计软件进行模拟分析，找到了最佳的铰链位置和尺寸。
铰链的关键设计参数包括铰链轴心距、轴线倾角、铰链宽度和材料选用等。
在实现门的平衡和平稳开启的同时，铰链系统还需要具有足够的刚度和强度，以保证在高速行驶时门不会摆动或产生共振。
因此，铰链系统的材料和结构选择也对车门的稳定性有重要的影响。
在设计中，为了让铰链系统具有足够的刚性，不仅要选用高强度合金材料，还要合理设计铰链的结构和孔位布置，进一步提高铰链连接处的强度和刚度。
最后，在蝴蝶门的设计中，为了使车门开启更加人性化和便捷，工程师还增加了自动上升功能。
在车门关闭的时候，铰链系统利用弹簧的助力帮助车门恢复到稳定状态，并且在开门时还配备了电动液压升降系统，能够将车门自动上升，减少开门时的摩擦和要求出人力，提高车门使用的舒适度和方便性。
总结而言，蝴蝶门铰链系统的设计分析需要兼顾多个因素，包括铰链的承载能力、稳定性、刚度、车门重心位置、电动上升等功能，这些因素在设计中需要进行综合考虑，才能实现良好的结果。
其中，铰链系统的材料和结构选择，以及尺寸和位置的确定，都是影响蝴蝶门使用质量和舒适度的重要因素。
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析一、引言蝴蝶门是一种独特的车门设计，它向上打开，而不是传统车门向侧面打开。
这种设计大大提高了车辆的视觉吸引力，并为车辆增加了一些科技感和未来感。
在SUV车型中，蝴蝶门设计更显得张扬和豪华。
蝴蝶门的铰链系统是决定其开启和关闭性能的关键组成部分。
本文将对SUV车型蝴蝶门铰链系统进行设计分析。
二、SUV车型蝴蝶门铰链系统的结构蝴蝶门铰链系统主要由几部分组成，包括门板、车身均衡杆、支撑杆和铰链。
门板是由铝合金或碳纤维材料制成，具有较轻的质量和较好的强度，可以确保门板在开启和关闭过程中的稳定性和安全性。
车身均衡杆是用于平衡门板重量的部件，可通过气弹簧或液压缸实现门板的平衡开启。
支撑杆是用于支撑门板的部件，可以确保门板在打开状态下的稳定支撑。
铰链是连接门板和车身的关键部件，它通过一定的机械结构实现门板的开启和关闭动作，并且需要具有足够的承载能力和稳定性，以确保门板的安全性和可靠性。
三、SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计原则1.高强度：蝴蝶门的开启和关闭过程中，门板需要承受较大的力和压力，因此铰链系统需要具有足够的高强度和抗压能力，确保门板在开启和关闭过程中不会发生变形或破损。
2.稳定性：铰链系统在门板开启时需要保持足够的稳定性，避免出现晃动和摇摆现象，确保车辆乘坐者的安全。
3.平衡性：蝴蝶门在开启和关闭时需要保持良好的平衡性，避免门板下滑或上翘的情况，同时减小开启和关闭的力度，提高操作的便利性和舒适性。
4.安全性：铰链系统需要具有一定的安全装置，当门板在开启状态下发生异常情况时，能够及时进行自动闭合或固定，确保车辆乘坐者的安全。
四、SUV车型蝴蝶门铰链系统的现状分析当前市场上的SUV车型蝴蝶门铰链系统主要以气弹簧和液压缸作为车身均衡杆，保证门板在开启和关闭过程中的平衡性。
支撑杆通常采用折叠或伸缩式设计，以满足门板在开启状态下的稳固支撑。
而铰链系统多采用双重铰链设计，通过复杂的机械结构实现门板的平衡开启和关闭。
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计分析蝴蝶门是一种特殊的车门开启方式，其开启时向上翻转，并且在中间连接两个铰链，使得整个车门看起来像一对展开的蝴蝶翅膀，因此得名。
蝴蝶门在设计上独特而且具有较高的审美价值，因此在很多豪华车型和超级跑车上广泛使用。
本文将对某SUV车型蝴蝶门的铰链系统进行设计分析。
对于蝴蝶门的铰链系统设计来说，最重要的是要保证门的高度开启和稳定性。
在设计过程中，需要考虑到车门的重量和长度，并为此选择合适的材料和结构。
我们需要找到适合的铰链位置。
蝴蝶门的两个铰链需要均匀地分布在门的上方和下方，以确保门的平衡开启。
铰链的位置应尽量靠近车身的中心线，以确保门的旋转轴心在车身中心。
铰链的结构设计需要考虑车门的负载能力和开启角度。
蝴蝶门的负载较大，因此铰链需要具备足够的强度和刚性以支持车门的重量。
铰链的材料可以选择高强度钢或者铝合金，以确保其耐久性和稳定性。
铰链的润滑和防护也是设计中需要考虑的因素。
蝴蝶门的铰链在使用过程中会产生较大的摩擦力，因此需要选择合适的润滑剂以减少摩擦。
铰链还需要进行表面处理以提高其耐腐蚀性能，以应对恶劣的使用环境。
为了提高车门的安全性和稳定性，蝴蝶门的铰链系统还需要配备适当的锁定装置。
锁定装置可以防止门在行驶过程中意外开启，并且可以提供额外的支撑以增加门的稳定性。
某SUV车型蝴蝶门铰链系统的设计需要考虑到门的开启高度和稳定性，以及材料的选择、结构设计、润滑和防护等因素。
通过合理的设计和制造，可以实现蝴蝶门的良好开启效果和稳定性，为车主带来独特的视觉和使用体验。
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车门铰链轴线内倾角设计探析
作者：张朝林
来源：《时代汽车》2019年第04期
摘要：车门铰链轴线是车门设计的核心部位，同时也是检验车门造型可行性的重要依据，是整个车门附件布置的基础所在。
随着人们生活水平的提升，不论是从汽车产品的性能还是整体品质来讲，人们的汽车消费需求越来越多，而作为相对独立的部分，车门的设计更是备受关注。
而对于汽车制造行业来讲，车门铰链轴线布置是设计人员需要考虑的重要因素，本文以此为背景，重点对车门铰链轴线内倾角设计要点进行了分析。
关键词：车门铰链;轴线;内倾角
1 车门铰链轴线设置关键影响要素
1.1 车门铰链轴线倾角
车门铰链轴线倾角主要分为内倾角、外倾角、前倾角和后倾角。
内倾角和后倾角主要是为车门开启提供势能、为关闭车门提供自动关闭能量，其中铰链轴线内倾角提供的关门能量最具明显。
铰链间距指的是车门上下铰链中心平面距离，在汽车空间允许的条件下，间距越大产生的效果越好，因为间距越大，车门铰链在x方向上的受力也会越小，这样可以避免车门下沉，提升车门刚度。
然而在设计过程中，可能会受到整车外观设计、钣金成形性等因素的限制，所以铰链间距实际上无法达到最理想的状态。
1.2 车门最大开度
所谓车门最大开度实际上指的是车门能够打开的最大角度，通常最大开度就是限位器的最大限位角度（一般在65-75°），铰链的最大开度是其具备的限位角度，通常车门最大开度为3°。
校核角度是车门运动校核角度，通常在铰链最大开度基础上增加2-4°。
1.3 车门提升量
车门开启的时候，Z向向上的运动趋势让车门产生势能，关闭车门时，势能转化为关门能量，即为车门提升量，也就是Z向产生的高度差，通常前门提升量在12.7-13.3mm之间，因为后门重量要大于前门，所以提升量也较大，在20.3-27.94mm之间。
1.4 车门开关方便性评价指标
1.4.1 静态关闭力
所谓静态关闭力指的是车门从半锁状态到全锁状态的过程中，车门外把手拉置需要的操作力，静态关闭力的测量需要借助维力计，量程为500N。
1.4.2 瞬时最小关闭速度
瞬时最小关闭速度指的是车门在关闭的时候，能够让车门达到全锁状态的最小关闭速度。
量化评价主要是测量车门在全锁位置的最小瞬时速度，当然在具体的测量中，需要使用光学测速仪经过多次的实验测量，才能获取最小关闭速度。
1.4.3 车门开关方便性的影响因素
车门密封条反弹力、空气阻力、车门自身重力以及车门铰链限位器也是影响开关方便性的因素。
例如密封条反弹力能够通过调整胶条泡管厚度和薄弱点等来实现最理想的压缩负荷，进而给乘客良好的车门开关体验;空气阻力通过汽车排气格栅数量、面积等射击使其达到自家装填;铰链限位器等结构的阻力通常很小，甚至可以忽略不计;车门自身的重力对车门开关方便性的影响主要体现在铰链倾角（内倾角），而这也是本文研究的重点方向。
2 车门铰链轴线内倾角设计
2.1 车门铰链原理
车门铰链也叫作合页，在车门开启的时候，支架和门型连门架开始相对转动，U型弹簧带着定位滚轮在扇形定位曲线上滚动，由于U型弹簧的存在，在滚动的过程中，定位滚轮在凸轮顶点移动过程中会对车门开启产生阻力，通过凸轮定点后在弹簧作用力下产生一定的助开力。
当滚轮移动到定位凹槽时，凹槽会对车门产生定位作用，相反，关门的时候也会产生相应的阻力和助闭力。
当滚轮到达最大限位卡时，车门打开到最大位置。
原理如图1所示：
其中：D为车门重心到铰链轴线的距离;
α为车门的开启角度;
η为车门关闭状态下车门重心到铰链轴线垂线和y平面的夹角;
G为车门关闭状态下的重心位置;
G'为开启角度α时车门重心位置;
G1、G2为车门重力在开启平面上的分力。
根据上面的原理图，车门自关力、自关力矩计算公式如下：
以上为车门自关力计算公式。
以上为车门自关力矩计算公式。
其中：α为车门的开启角度;
γ为车门铰链轴线内倾角。
2.2 车门铰链轴线内倾角设计应用
根据上面提到的车门轴线工作原理以及车门自关力、自关力矩计算公式，以下重点对车门铰链轴线内倾角设计应用进行分析，对于车门铰链轴线内倾角设计应用的分析本文借助某大质量汽车为例。
2.2.1 车门轴线倾角目标设定
车门轴线倾角设计之前，首先针对市场中已经存在的同一层次的汽车车门开关方便性进行了主观评价，与此同时还对这些车门的铰链轴线倾角做了三坐标测量，通过主观评价结果和三坐标测量结果可以看出，所有汽车的车门铰链轴线内倾角对于车门开关方便性产生的影响最大，通常内倾角大于2.5°的时候，车门操作更加便捷，如果内倾角小于2°，则操作方便性相对较差，内倾角在1°以下的时候车门操作便捷性最差。
根据开关方便性主观评价以及最终的坐标测量结果，我们将该大质量车门铰链轴线内倾角目标设定为3°。
2.2.2 车门自关力矩计算
车门自关力矩计算过程按照上面的公式进行带入，带入的时候按照上面的自关力计算公式，分别对α去不同的数值，如α等于0、5、10....70，而相应的G1水平均为0.0，G2水平均为20.9N，通过将这些数据带入到计算公式中计算Mg水平，最终的结果发现，随着α的增加，在保证车门重力在开启平面上的分力不变的情况下，车门自关力矩会随着α的增加逐渐减小。
具体计算结果如表1所示：
2.3 实物测量实验与主观评价结果
实际上从上面的车门自关力计算结果可以看出，实车重力矩测量结果与设计之初的计算结果基本上相同，之间不会存在较大的误差，而通过对车门重心位置、车门重量等参数的估算，最终得出该大质量汽车的车门开关方便性主观评价良好，既能够满足车辆应有的开关方便性，同时也能够达到最初主观评价效果。
3 结论
总的来讲，车门作为车辆上的重要运动件，通过车门铰链连接在整车车身上，铰链的存在对于车门开关方便性有重要的作用，而本文也重点对车门开关方便性的量化评价方法以及影响这种结果的主要因素进行了重点分析，同时对车门铰链原理、车门自关力、车门自关力矩计算公式做了简单介绍，并借助具体的车门设计实例分析了车门铰链倾角设计对于车门开关方便性以及主观体验影响的重要性，通过最终的分析结果可以看出，汽车车门铰链轴线内倾角对于车门开关方便性有决定性的影响，最终得出结论，如果内倾角小于2°，则操作方便性相对较差，内倾角在1°以下的时候车门操作便捷性最差，车门铰链轴线内倾角设计角度在2.5°以上的条件下，车门开关方便性能够达到理想的状态。
参考文献：
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[2]高尚鹏，刘海根，邴建.乘用车车门铰链正向布置技术研究[J].北京汽车，2018（03）：33-37.
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