汽车车门铰链设计指南

车门铰链设计指南
目次
前言 (Ⅱ)
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 车门铰链的选型 (1)
3.1 车门铰链组成 (1)
3.2 车门铰链安装方式 (1)
3.3 车门铰链结构型式 (2)
3.4 车门铰链成型方式 (2)
3.5 车门铰链选型要求 (2)
4 车门铰链的布置设计 (3)
4.1 车门铰链轴线位置确定 (3)
4.2 车门铰链轴线倾角确定 (3)
4.3 车门铰链开启角度 (4)
4.4 车门铰链上下位置确定 (4)
4.5 车门运动干涉检查 (5)
5 车门铰链的结构设计 (6)
5.1 车门铰链主断面设计原则 (6)
5.2 车门铰链结构设计注意事项 (6)
6 车门铰链的性能要求 (6)
7 车门铰链的材料选用 (7)
7.1 冲压铰链材料选用 (7)
7.2 锻造铰链材料选用 (7)
7.3 铸造铰链材料选用 (8)
前言
为保证本公司车身设计开发质量，特制定本指南。

本指南参照国内外汽车设计公司及汽车生产企业的先进经验编制而成。

本指南由产品管理中心提出并归口。

车门铰链设计指南
1 范围
本指南介绍了车门铰链的选型、布置、结构设计、性能要求及材料选用等。

本指南适用于本公司设计开发的各类车型旋转式车门铰链。

2 规范性引用文件
GB 15086—2013 汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法 QC/T 323－2007 汽车门锁和车门保持件 QC/T 625－2013 汽车用涂镀层和化学处理层 3 车门铰链的选型
3.1 车门铰链组成
车门铰链属于功能件和安全件，由三部分组成： 1）与车身连接的静片；2）与车门连接的动片；
3）连接静片和动片的其它部分，如铰链轴和衬套等。

3.2 车门铰链安装方式
车门铰链安装方式有以下三种： 1）采用螺栓与侧围和车门连接紧固；2）采用完全焊接的方式；
3）一侧采用焊接，另一侧用螺栓连接。

铰链与车门、车身安装方式参见表1所示。

表1
连接方式
特点
实例图片
代表车型 螺接
铰链动片、静片分别与车门、车体螺栓连接。

安装工艺简单，易调整，应用广泛。

碧莲 考斯特
焊接
欧美车型常采用此种固定方式。

优点：连接强度可靠。

缺点：焊接时产生热变形，影响局部外观质量，对车身精度和工艺要求高
Scania
焊接+螺接
欧美车型常采用此种固定方式。

优点：连接强度可靠,可调整车门。

缺点：焊接时产生热变形，影响局部外观质量，对车身精度和工艺要求高
凌特
Mini-countryman
3.3 车门铰链结构型式
铰链结构型式见表2。

表2
结构型式
特点
实例图片
代表车型
铰链、限位器集成式
铰链、限位器集成为一体，结构紧凑，但结构复杂，成本较高。

奔驰重卡 帕萨特 动、静片 可拆卸式
总装时，车门带铰链动片可拆卸，便于模块化安装。

奔驰凌特 Actros scania 动、静片 不可拆卸式 车门安装调整好门缝间隙后
铰链不可拆卸
东风多利卡
碧莲 考斯特
3.4 车门铰链成型方式
铰链成型方式见表3。

表3
成型方式
特点
实例图片
代表车型
冲压
优点：质量轻、成本低、成型简单等。

缺点：制造尺寸一致性不易保证，承载能力比铸造铰链弱。

东风多利卡
碧莲 考斯特
铸造
优点：结构灵活，制造精度、一致性易保证，强度、刚度好。

缺点：质量重，成本高，材料内部易产生气孔，检测要求高。

厦门金龙 J01商务车
锻造
优点：结构灵活，制造精度、一致性易保证，材料内部无气孔，强度、刚度好。

缺点：质量重，成本高。

凌特 Scania
3.5 车门铰链选型要求
1）轿车普遍采用螺栓连接或一边焊接一边用螺栓连接的连接方式；2）欧洲重卡中多采用完全焊接的连接方式（如Scania 、VOLVO 等）；3）铰链有明铰链和暗铰链之分，现代汽车多用暗铰链；4）参考标杆样车和同类车型进行选型；
5）根据外造型和车门分缝线进行选型。

4 车门铰链的布置设计 4.1 车门铰链轴线位置确定
车门铰链轴线位置根据车门的打开方式确定。

内开式车门铰链轴线必须布置在门缝线之后，而外开式车门铰链轴线则必须布置在门缝之前，见图1。

a ）内开式铰链
b ）外开式铰链（铰链轴线在分缝线后）
（铰链轴线在分缝线前）
图1
4.2 车门铰链轴线倾角确定
一般，轿车车门铰链轴线设有内倾角和后倾角，目的有两个：1）防止路边停车打开车门时与路肩相碰，见图2；2）增加自关力。

而商用车的车门铰链轴线可不设计倾角。

车门铰链轴线内倾角是指铰链轴线在x=0平面上的投影与z 轴之间的夹角。

一般设计内倾角不超过3°。

车门铰链轴线后倾角是指铰链轴线在y=0平面上的投影与z 轴之间的夹角。

车门铰链轴线后倾角不超过3°，见图3。

图
2
路牙高200
内倾角
后 倾 角
图3
4.3 车门铰链开启角度
车门铰链最大开启角度的设定，限位器制造公差为±2°，车门铰链最大开启角度值一般大于限位器角度3°～5°，车门铰链最大开启角度时需设计限位结构。

一体式车门铰链自带限位机构，最大开启角度制造误差为±3°。

4.4 车门铰链上下位置确定
车门铰链上下位置应与门锁的布置同时考虑。

4.4.1 车门下铰链位置的确定
1）根据外造型和车门分缝线，参考标杆样车，确定车门下铰链中心Z 值。

2）在车门下铰链中心处截取与Z 轴垂直的平面，确定车门下铰链轴心 X 、Y 值：
a ）首先，作车门外板的切线和车门外板包边的切线，两条切线交于0点，然后以0点为起点做一条与车门外板切线成45°的射线MN ；
b ）以车门外板为基线，沿Y 方向平移L ，作一条平行于XZ 平面的直线，与MN 直线相交于P 点。

该交点P 即为铰链轴心的位置。

G1为涂装液通过间隙，且G1、G2通常为3mm ～5mm 左右。

R 为铰链轴的最大半径，具体见图4。

图 4
4.4.2 车门上铰链位置的确定
在已确定下铰链轴心的基础上，确定上铰链中心平面，车门上、下铰链间距需满足： 1）P （铰链间距）/L(车门宽度)＞1/3；2）车门上、下铰链间距参考表4、表5。

表4
车型上、下铰链间距/mm
轿车
前侧车门320～350
后侧车门300～320 中巴、商务车410～700 轻卡400～450 重卡455～610
表5
车辆类别车型上、下铰链间距/mm
中巴车
YT02 700 考斯特630 碧莲550 J01中巴车665
商务车
凌特416 J01商务车520
轻卡TJ01 450 700P 451 L11 450
重卡
BENZ 600 SCANIA 606 VOLVO 488 YT01 606 CB318 565 BENZ-Actros 466 MEN 510
3）按照下铰链轴心的确定方法确定车门上铰链X、Y的坐标值。

将上、下铰链轴心连接起来，检查内倾角和后倾角是否满足≤3°，对于不能满足的进行调整使其满足。

也可以先设定内倾角和后倾角，再对铰链轴心位置进行适当微调以满足上述要求。

4.5 车门运动干涉检查
车门开启校核一般按大于最大限位角度3°～5°进行校核，车门开启过程中车门与车身最小间隙要求见表6。

表 6
车型车门与车身分
缝间隙/mm
最大限位角度
/(°)
最大开启角度
/(°)
车门与车身最
小间隙/mm
车门与铰链及铰链本体
固定螺栓最小间隙/mm
轿车 4 60 65 1.8～2.5 3～5 中巴
商务车
5 60 65 2.5～3 3～5 轻卡 5 70 75 2.5～3 3～5 重卡
6 80 83～85 3 3～5
5 车门铰链的结构设计 5.1 车门铰链主断面设计原则
上铰链处断面见图 5，下铰链处断面见图6。

断面应体现铰链轴心、静片、动片、车门、侧围的相互关系，车门铰链与相邻件的安装结构和配合特征。

尽量考虑车门上、下铰链的通用和左、右铰链的通用。

图
5
图 6
5.2 车门铰链结构设计注意事项
根据选定的铰链结构和断面进行结构设计，注意要点： a)安装面与铰链轴线尽可能平行；
b)安装点间距可参考标杆样车，保证最小间距≥25mm ，并考虑工具的通过性；c)保证铰链与密封条的最小间隙≥5mm ；d)按4.5进行运动干涉检查，并满足表6的要求。

6 车门铰链的性能要求
6.1 纵向载荷。

车门铰链应能承受11kg 的纵向载荷，不得脱开。

6.2 横向载荷。

车门铰链应能承受9kg 的纵向载荷，不得脱开。

6.3 耐久性。

侧门铰链应进行10×104
次耐久性试验，试验后应能正常工作，并能保证6.1和6.2的要求。

6.4 耐腐蚀性。

金属零件的电镀层和化学处理层应符合QC/T 625—2013的规定。

6.5 车门铰链最大开度角和关闭角应符合图样要求，应符合图样规定的正确安装位置。

铰链动片
铰链静片
铰链轴心
侧围
车门
6.6 车门铰链其它性能应符合GB 15086—2013和 QC/T 323—2007的规定。

7 车门铰链的材料选用
7.1 冲压铰链材料选用
冲压铰链结构及断面图见图7，常用材料、料厚见表7，轻卡、乘用车侧门铰链多采用此种结构。

图7
表7
序号零件名称料厚/mm 材料适应车型
1 铰链静片
4.0 SAPH/SPHC/QStE380TM轻卡、乘用车4.0/
5.0 SAPH/SPHC/QStE380TM客车、重卡
2 铰链动片5.0 SAPH/SPHC/QStE380TM轻卡、乘用车
6.0 SAPH/SPHC/QStE380TM客车、重卡
3 销轴
￠8 35钢/ ML35 轻卡、乘用车￠10/12 35钢/ ML35 客车、重卡
4 轴套 1.0 钢板+青铜+聚四氟乙烯/SF-1F 所有车型
7.2 锻造铰链材料选用
锻造铰链结构及断面图见图8 ，常用材料、料厚见表8，重卡、商务客车侧门铰链多采用此种结构。

图8
8
表8
序号 零件名称料厚/mm 材料 适应车型
1 铰链静片 最薄6.0 45/40Cr 乘用车、客车、重卡
2 铰链动片 最薄6.0 45/40Cr
3 销轴 ∅8 35/ML35 ∅10/12 35/ML35
4
轴套
1.0
钢板+青铜+聚四氟乙烯
/SF-1F
7.3 铸造铰链材料选用
铸造铰链结构及断面图见图9 ，常用材料、料厚见表9。

图9 表9
序号
零件名称
料厚/mm 材料 适应车型
1 铰链静片 最薄6.0 ZG270-500 客车、重卡
2 铰链动片 最薄6.0 ZG270-500
3 销轴 ∅8 35钢/ML35 ∅10/12 35钢/ML35
4
轴套
1.0
钢板+青铜+聚四氟乙烯/SF-1F。