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。

3铰链布置研究
3.1确定铰链结构形式
根据前期输入车门的尺寸、重量初步确定铰链的结构形式，确认能否沿用现有产品。

3.2铰链间距的设定(HINGESPREAD)
如果空间允许，铰链间距设置得越大越好。

越大，铰链“X向”受力越小，同时，也可以有效地防止门下垂。

可实际设计中，由于受到各种条件的制约，比如车身外部造型、A柱B柱的形状等，常导致铰链间距无法设置得足够大：但经验表明，无论如何，“铰链间距
HS(hingespread)”与“铰链锁柱间距DL(doorlength)”的比值不应小于1/3：示例见图3。

3.3确认门铰链的最大开启角度(MAXOPENINGANGLE)
铰链最大开启角度是由门的开度决定的：门的开度设定一般由总布置工程师来完成，在造型设计时初步的可行性分析时考虑上下车的空间是否足够、仪表板的进出的可行性、以及相应A、B柱结构的可行性时，即确定了门车的开启角度。

目前统计各车型门开度统计表见图4。

根据总布置要求的门开度，确认铰链要求达到的最大开度。

通常情况下我们选取铰链的最大开启角度要比门的开度大8度，即：MAXOPENINGANGLE≥DOOROPENINGANGLE+8
并且在门闭合的时候，铰链的不能自身干涉，通常情况下铰链也要有3度以上的夹角。

3.4铰链与周边的布置关系
主要看门在开关的过程中铰链与门、门与翼子板、门与侧围之间的关系是否满足要求，同时还要考虑密封条安装的可行性及密封条的性能能否保证。

铰链在安装时，安装工具是否可以正常操作。

从而初步布置出图5所示的断面。

如果以上没有问题，我们就初步确认这个铰链，如果不合适必须进行新开发，但是此阶段要确认新铰链的初步的断面分析，直到合适为止。

以上是对铰链初步布置进行的分析，以上初步确定后，即可确定铰链是否可以沿用已有的铰链，如果已有的铰链各条件均满足要求，则可以采用已有的铰链。

这时只要进行CAE分及试验验证即可。

如果，已有的铰链无法满足要求，则要进行以下的工作。

4铰链结构设计
4.1确定铰链的详细内部结构
确定铰链共有几部分组成，各部分材料、料厚、结构形式、尺寸。

此处要求铰链的结构要做成带参数的铰链。

4.2完成铰链各部分的数模
4.3铰链校核
a．确定铰链的材料与料厚：一般情况下冲压式铰链的料厚为：5．Omm。

材料为：SPHC，对于门较大很重的门材料用：SAPH340。

国内因为生产制造的原因不推荐使用SAPH400及更高硬度材料目前，世界铰链的材料趋势是：SAPH440。

b．角度，尺寸：c．CAE分析强度与耐久性，门下垂分析等；d．与供应商共同确定，结构设计的工艺可行性；e．在铰链页板上，是否为紧固螺栓留有足够接触平面，及螺栓装配后残余力矩；f．门全开后，门与铰链的间隙是否足够；g，确定铰链安装时的门状态及安装工具是否可以正常操作。

4.4完成详细的铰链图纸与技术要求
5车门铰链设计总结与注意事项：
铰链轴线的设定：虽然原理和程序非常简单，就是不断地试，但真正设定一个合理的轴线是一件非常枯燥烦琐的事，既要照顾到门与A、B柱的间隙，还要照顾到门与铰链的间隙：而且没有捷径可寻。

在设计过程中，尽量请教一些有经验的老工程师。

铰链的校核：校核的内容要方方面面的考虑，要进行旋转干涉校核，安装可行性校核、冲压可行性校核，还要进行相关部件的结构可行性校核，比如铰链这样设计，铰链加强板、铰链安装板能否有空间?A、B柱的形状是否可行？这些都需要和相关工程师进行深入探讨。

铰链的设计是后续结构设计的基础，因此必须小心谨慎、通盘考虑；一旦发现铰链的设计有误，往往意味着车门所有的结构设计等于白做。