1、学校代号：学 号：密 级：10532P12020175公开湖南大学工程硕士学位论文汽车车门的设计开发墙羞望僮； 篷墨箍奎直喔公司途室握童旦期； 星Q!垒生!Q旦2Q旦迨窒簦继旦塑； 星Q!垒生!旦呈墨旦万方数据The Design and Development of a Car DoorByChen缅BE(Zhengzhou University)2003A thesis submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofMaster of EngineeringVehicle Engineeringi
2、n the Graduate school ofHunan UniversitySupervisorProfessor Cao Libo，Senior Engineer Zhu HonglinNovember，2014万方数据湖 南 大 学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。 除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 储獬：甜醐叫引堋7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学
3、校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1保密口，在年解密后适用本授权书。2不保密回。(请在以上相应方框内打”)作者签导师签日期：刃牛年(p月日期：刃牛年f p月日日夕早，万方数据汽车车门的设计开发摘要随着现代化汽车工业的飞速发展，人们对高品质生活的不断追求，汽车人性化、智能化、造型动感、线条硬朗的动感车型不仅是人们的追求，动力强劲、经济舒适、安全可靠、绿色环保也为人们所追捧。车门
4、系统的设计开发在整车设计开发过程中占有重要的地位。它涉及到造型美观、碰撞安全、舒适性及各附件功能实现等内容。汽车车门结构设计及性能开发相辅相成。好的结构需要性能开发来赋予灵魂，才能开发出优质的产品。例如：车厢密封性好，乘员乘坐舒适；车门关门轻便，门锁锁止安全可靠，噪声小；玻璃升降轻便可靠，无异音等，这些是车门最基本也是最关键的性能，直接影响整车品质的提升。本文主要分析了车门钣金结构、车门密封系统、玻璃升降系统、车门锁系统的结构设计及性能开发中的关键技术，通过实例对项目开发过程中的经验进行了总结，并形成了数据库。可供设计人员开发车门及其附件时参考。关键词：车门；车门附件；结构设计；性能开发II万
5、方数据工程硕士学位论文AbstraetWith the rapid development of modern automobile industry，people arein the pursuit of the high quality life constantlyNot only the automobilehumanization and intelligence，dynamic model and the hale line，but alsothe powerful motivity， economic， comfort， safety， credibility andfuelef
6、ficient environment friendly are the aim people go afterThe designof the door system is very important in the process of whole the vehicledevelopment，which refers tO the goodlooking model，impact safety，comfortableness and the implementation of the attachment function，etcThe design of automobile door
7、 structure and the development ofperformance cannot be separated from each otherGood structurerequires the soul of performance development to develop high qualityproducts For example， fine sealing，the riding comfortableness；theconvenience for closing the door，the safety and dependence of the doorloc
8、k with low noise，glass lifter is portable and reliable with nocacophony and SO onThese requirements are the basic and themost important performance，which directly influence the promotion ofthe vehicle qualityThis paper mainly introduces the structure designs andthe performance development of the doo
9、r sheet metal system，the doorsealing system，the vehicle glass lifting system and the car door locksystem in detailWe have formed a database through the actual combat summaries onthe proj ect development process It makes the designer have acomprehensive understanding of the door and accessories，and w
10、ill be areference of the design and developmentKey Words：Door；Door accessory；Structure design；PerformancedevelopmentIlI万方数据汽车车门的设计开发目录学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书I摘要IIAbstractIII目录IV第一章 绪论111研究背景及意义112车门的研究现状213本文研究的主要内容214汽车车门的设计要求3第二章 车门的设计4211车门外板6212车门内板7213车门加强板7214车门防撞梁9215玻璃导轨1 322铰链的布置与设计14221铰链的结构
11、形式及功能要求1 4222铰链的布置与设计1523限位器的布置与设计20231限位器的结构形式及功能要求20232限位器的布置设计23233限位器的密封26234限位器的材料26235限位器的表面处理27236车门限位器的失效模式2724玻璃升降系统的布置与设计28241玻璃升降系统的组成28242玻璃升降系统的分类29243玻璃升降系统布置设计29244玻璃升降器性能指标34245玻璃升降系统失效模式36IV万方数据工程硕士学位论文25门锁系统的布置与设计37251门锁系统的结构组成37252内外拉手布置设计37253锁总成布置设计43254锁系统的失效模式4626密封条的结构与设计4626
12、1车门密封件的功用46262车门密封条结构及设计要求47263密封条的失效模式5 1第三章 汽车车门的性能开发5331车门的模态53311模态数据库建立53312模态优化5432车门的刚度55321车门扭转刚度56322车门窗框刚度57323车门下垂刚度5933车门在被动安全开发中的作用62331侧面碰撞62332正面40偏置碰撞63333柱面挤压侧门强度6534车门的开闭力66341车门开闭力的评价方法66342影响关门力的因素6735车门的NVH性能71351车门空气声控制72352关门声品质提升73第四章 汽车车门开发流程7741预研和概念设计阶段7742工程设计和开发阶段7843过程设
13、计和开发阶段7944设计验证和确认阶段7945试生产和量产初期流动管理阶段80第五章 数据库建立8151结构尺寸匹配公差(玻璃升降系统)81V万方数据汽车车门的设计开发52性能开发数据建立82521车门模态、刚度数据82结论85参考文献86致谢88VI万方数据工程硕士学位论文第一章 绪论车门系统(Door Systems)包括四门两盖，主要有前舱盖、行李箱盖、前门及后门组成。在汽车整车设计中占有重要位置。行业内称之为闭合件(Door&Closure)，闭合件设计在车身设计中是一个相对独立的模块，目前各大主机厂将其划分为一个独立的设计组。闭合件设计贯穿整车设计的始终，从前期市场调研，选择同类对标
14、车(Benchmark)，到效果图定稿，Class-A面输出及主模型NC加工完成；从概念设计阶段到详细设计阶段，一直到样车试制，量产车下线；闭合件设计贯穿造型及工程可行性分析、三大运动分析及校核、车身钣金安全碰撞结构设计、车身附件布置及性能开发设计等；由于涉及的内容相对较多，本文仅介绍侧面车门结构设计、车门附件布置及性能开发设计，车门开发流程，车门数据库建立等方面，对汽车车门设计规范进行初步研究。11研究背景及意义汽车业是一个产业链条很长的行业，对国民经济有巨大的拉动作用，而且随着我国居民人均收入的提高，汽车正在开始逐步进入家庭，我国汽车企业已面临着巨大的发展机遇，如今汽车行业的飞速发展已是一
15、个不争的事实。而与此同时我国的汽车企业的竞争力状况却很脆弱，实践证明，以市场换技术的策略并没有使我国汽车企业掌握汽车研发的核心技术，合资企业生产的汽车占领了绝大多数的市场，产能扩大的背后是自主品牌汽车的低迷。在汽车业加快全球化产业链整合的过程中，仅仅依靠低廉的劳动力成本去组装汽车，是不会有前途的。【1】故此，切实提高国内汽车自主研发能力，则是我国汽车产业能够长久发展的当务之急，而整车零部件中除发动机以外，车身零部件达到了60一70的比例，车身设计则在是整车设计中具有举足轻重的地位，而车门设计又是车身设计中的一个难点和重点，如何判断车门结构的合理性，并设计和优化车门系统，是一项非常重要的工作，据
16、某自主汽车品牌内部数据显示，汽车在售后的三包服务期内车门系统出现的问题相对最多，返修率也很高，常见的问题有行车过程中车门抖动或者异响，车门关闭费力甚至无法关闭或者打开，门钥匙打不开锁，玻璃升降器异响卡滞等。这些不足与失效都是因为车门的设计开发能力不足。本文则详细介绍了车门系统设计的整个过程，给后续车型车门系统的设计万方数据汽车车门的设计开发开发提供了参考和依据。12车门的研究现状21世纪以来，“安全、环保、节能”的造车理念已基本确立。随着汽车行业的发展，汽车的优化设计包括车门的轻量化设计都成为研究的重点，其中逆向设计技术也得到了广泛应用。然而，从每年交通事故比例看，侧撞要占13左右，其致死率仅
17、次于正面碰撞，而致伤率则居第一位。2006年7月1日起正式实施的侧撞法规主要要求的就是车辆侧门结构的安全性。因此，在概念设计阶段完成好车门的布置设计是轿车前车门结构概念设计中相当关键的一环，可以为以后的详细设计打好基础。同时，车门的设计对整车的舒适性也有很大的影响，在车门设计时就应充分考虑影响车门安全性、舒适性的各种因素(H点、人体模型尺寸、头部间隙、高宽度、A柱视野障碍角等)，采用新型型防撞梁结构、三道密封设计，优化门铰链、门锁及门窗附件等的布置，增加遮阳窗帘、增大车门储物空间等，将传统设计与逆向造型设计在汽车车门设计中的应用技术相结合，进行车门各附件的功能、结构的分析、计算和校核，上下车方
18、便性的人机工程设计以及越来越严格的操作舒适性设计。13本文研究的主要内容车门系统的设计开发在整车设计开发过程中占有重要的地位。它涉及到造型美观、碰撞安全、舒适性及各附件功能实现等内容。汽车车门结构设计及性能开发相辅相成。好的结构需要性能开发来赋予灵魂，才能开发出优质的产品。例如：车厢密封性好，乘员乘坐舒适；车门关门轻便，门锁锁止安全可靠，噪声小；玻璃升降轻便可靠，无异音等，这些是车门最基本也是最关键的性能，直接影响整车品质的提升。本文参考某车型的车门系统设计，详细介绍车门的设计和开发流程。分析研究了车门钣金结构、车门密封系统、玻璃升降系统、车门锁系统的结构设计及性能开发中的关键技术，通过实例对
19、项目开发过程中的经验进行了总结，并形成了数据库。可供设计人员开发车门及其附件时参考。门钣金结构设计过程中主要对影响碰撞安全的结构进行介绍分析，不同车型采用不同的安全碰撞结构，以便更加快捷的找出合适的结构进行匹配设计。为新车型开发提供结构参考。车门性能开发过程与结构设计相结合，是结构设计的升华阶段，如果结构设计是骨骼，性能开发就是血液。是整个项目开发的灵2万方数据工程硕士学位论文魂。本文通过对新车型性能开发过程中存在的问题进行汇总，对各重要关键数据进行收集，并建立数据库。为新车型开发提供数据和设计方向参考，压缩了开发流程时间，降低了开发成本，同时也提升了设计品质。14汽车车门的设计要求车门是驾驶
20、员和乘员进入车厢的必经通道，也是构成车厢的主要组成部分，它担负着整车密封、碰撞安全性及舒适性等方面的责任。所以，对车门系统有以下功能要求：1)车门应具有足够的开度，保证乘员和货物进出方便，且能实现半开位置和全开位置，并具有自动关门的趋势。2)车门安全可靠，且能防盗；行车和撞车时，车门不会自动打开；车辆侧撞或滚翻时，车门能起到结构支撑作用，碰撞结束后，车门能正常打开，保证驾驶员和乘员顺利逃生。3)操作方便。车门开关方便，玻璃升降轻便、灵活，无卡滞、异音产生。附件系统性能可靠、耐久。4)具有良好的密封性，使乘员与外界隔离，降低车厢内噪声，防止雨水、灰尘和废气进入车厢；并具有防止水积存于门腔内的措施
21、。5)具有足够的强度和刚度。车门不易变形下沉，具有保证外板和锁扣位置刚度的措施，以防止开门、行驶过程中发生振响。6)具有良好的制造工艺性，合理的结构设计，易于冲压成形，方便附件的安装。7)满足人机工程的要求，空间位置、操作件位置和视野障碍最小化、上下车方便等要求，以提高乘员舒适性。【2】8)轻量化设计要求。采用新材料，新结构设计，可减轻车门重量，降低油耗，提高整车动力性、经济性。9)平台化设计要求。同一平台、多款车型，采用同一类车门或车门附件通用。万方数据第二章 车门的设计车门主要由车门本体与车门附件构成。车门是汽车车身结构中相对独立的总成，是供乘员或货物进出的通道，同时为乘员与货物提供保护。
22、根据车门的结构组成，可以将其分为三类：1)整体式车门车门本体由整体式的车门外板与车门内板构成。如图21所示条门洞密封条 内板整体式窗外板图21整体式车门特点：(1)车门窗框部分的造型不受限制，造型师设计的想法能充分得到展现。(2)车门内、外板采用整体式结构，冲压件的尺寸大，窗框部分结构复杂，材料利用率低，成本相对较高。车门上窗框部分结构强度、刚度相对其它部分低，关门时振动大，声效差，易产生风噪。2)分体式车门车门本体由车门外板、车门内板及窗框构成。一般采用辊压成形工艺生成车门窗框，然后与内板焊接，最后与外板压合或焊接成车门焊接总成。如图22所示4万方数据工程硕士学位论文滚压导玻璃AA顶盖饰条分
23、体式窗外板门洞密封条图22整体式车门特点：(1)车门内、外板尺寸小，结构相对简单，制造成本低。(2)车门窗框是一独立部件，采用辊压成形，强度高，从而减小关门时的振动，关门声品质好。(3)车门窗框有利于密封、安装，从而提高车门防振、减噪的能力。(4)窗框窄，视野性好。(5)车门窗框部分受成形工艺的限制，要求其各截面基本相同。从而限制了车门造型的自由度。(6)车门窗框的装配精度对整个车门的装配精度影响大，为提高其精度，可采用先固定窗框与内板，然后在焊装夹具上进行焊接。3)无框式车门无窗框部分，车门内、外板在窗口线下侧特点：(1)窗口线以上都是玻璃，视野良好。(2)结构难度大，必须保证玻璃可靠地贴紧
24、密封条，且不能影响外表面形状，还要保证行车时的安全可靠性。在工艺上可采取将玻璃预先向车内倾斜的方法，以保证当玻璃关闭后由于密封条反力作用使玻璃保持正确位置。(3)成本高，常见于跑车、敞篷车等。(4)关门时，车门振动大。上述车门结构有各自的优缺点，应根据公司情况及造型的特点进行选择。万方数据汽车车门的设计开发不论哪种车门结构，都应满足车门的基本功能、法规和造型要求。【31本文重点以汽车整体式车门为例，介绍车门结构设计及开发流程。21车门的结构与设计车门本体属白车身范畴，车门本体通过铰链与白车身骨架连接在一起作为一个整体涂漆、独立装配到车身总成的钣金总成，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安
25、装的基础框架。车门本体一般由车门外板、车门内板、车门外板加强板、车门防撞梁、车门支撑梁、铰链加强板、锁加强板及门导轨等组成。图23为汽车结构图。f2】图23汽车结构图卜车门总成 2一车门内板 3一铰链加强板 4一车门防撞梁 5一车门支撑梁6一车门外板7一外板加强板 8一锁加强板9一门导轨211车门外板车门外板由车身外造型决定，且表面质量要求比较高，一般采用高级精整表面的低碳钢板，厚度一般为065085mm的薄钢板冲压成形。由于外板为大平面、厚度薄，所以外板刚度一般都比较差，为了提高外板刚度，大部分车型还采用烘烤硬化钢或高强度钢板；除了采用高强度钢板外，部分车型还采用在外板内侧增加加强贴的方法来
26、增强外板刚度。图24为汽车车身外板所有烘烤硬化钢分布。6万方数据工程硕士学位论文2图24汽车烘烤硬化钢分布卜顶盖外板2一发盖外板3一前门外板4一后门外板5一背门外板212车门内板车门内板是车门附件的载体，一般采用07-085ram的低碳钢板冲压成形。目前最常见的车门内板结构大致可分为两种：1整体式门内板和分体式门内板。整体式门内板尺寸大，模具成本高，冲压过程中窗框部分截面积小，整体刚度相对较差，且易回弹。为了保证车门附件的安装、安装孔的位置精度及车门的刚度，门内板基面上做出了很多的孔洞、凸台和加强筋。基面是保证内饰板安装和配合的面。密封面是门内板上另一个重要的面，它与车身止口面平行，通过在车身
27、止口面上安装密封条与车门密封面产生一定的压缩量来密封整车，以达到防水、防尘及隔音的效果，以提高乘坐舒适性。所以车门密封面面轮廓度要求更高。为了降低成本、减轻车门重量，分体式车门采用激光焊接板冲压成形。车门内板分为两部分，在安装铰链和限位器一侧采用较厚的高强度钢板，另一侧采用一般的低碳钢板。这样在保证车门刚度的情况下，还可以取消铰链和限位器加强板，使车门轻量化。213车门加强板车门加强板主要用来提高车门附件安装位置的强度和刚度，主要包括铰链加强板、门锁加强板及车门内外板加强板等。车门铰链加强板可以将车门受到的负荷有效的传到车门内板上，增加受力面积。如图23所示，铰链加强板一般料厚取12mm一-1
28、6mm材料可选择B280VK、B210P1等。但随着激光焊接板的广泛应用，铰链加强板位置可采用两段式门内万方数据汽车车门的设计开发板来取代铰链加强板，这样可以提高门的刚度，减轻门的重量，并省去铰链加强板模夹检具的成本。【4】门锁与门内板配合在门内板较薄的后半部分，这部位的门内板刚度稍差，所以也需要增加一块门锁加强板。但门锁重力较小，门锁加强板的材料在能保证成型性的前提下选用低碳钢板如BLC等即可，关键是加强筋结构的合理化，最大限度做好结构的刚度、强度。AAA图25车门内板总成结构截面卜车门内板2一车门外板3一内板加强板4一外板加强板5一车门窗框6一车门玻璃7一防撞粱8一支撑梁车门内外板加强板可
29、以提高车门腰线及窗台位置的刚度，保证车门内外板的焊接精度，并能保证玻璃密封良好，一般会在车门内外板内侧形成封闭或者开口的截面。截面大小沿着窗台是变化的，可提高门在窗台位置的碰撞性能。窗台部位为实现玻璃升降必须提供一个玻璃运动通道，为非封闭结构。这一部位的刚度明显低于其它封闭结构处的刚度，易产生变形而影响玻璃升降及该处密封性。因此，一般应在该处分别对内外板进行加强。如图25所示，为了增强刚度，加强板设计要有合理的加强筋。加强板与内外板的焊接方式不同，与内板沿接触面周圈焊接：加强板与外板采用包边形式配合，外板包加强板，而且确保外表面外观，加强板与外板下部采用减震胶粘接。粘接面的门外板与加强板设计间
30、隙一般取3mm一5mm。万方数据工程硕士学位论文214车门防撞梁在安全强制法规要求下，汽车必须配备有防侧碰的车门防撞梁，以加强车门强度，提高侧碰安全，保护车内乘客。车门防撞梁的功能：当车门受到侧面撞击时，防撞梁能吸收和传导部分能量，减轻车门的变形程度，减少因撞击带给车内乘客的伤害。车门防撞梁组件由防撞梁、防撞梁前支架、防撞梁后支架组成。车门防撞梁在车门的中的布置有各种各样的布置形式与防撞梁结构样式、以及数量。根据不同的车型主要有4种布置形式：斜置式、一字式、斜一字式、倒八字式。1)斜置式前后防撞梁布置结构相似，前部全部搭接在上下铰链中间部位，前防撞梁后部搭接与靠近B柱下端，后防撞梁搭接与门槛后
31、端，增加了门的整体刚度，将侧碰传来的力分解到B柱及门槛，增加了碰撞安全性。此结构应用广泛，如图26所示。图26斜置式6卜前门防撞梁前支架2一前门防撞梁3一前门防撞梁后支架4一后门防撞梁前支架5一后门防撞梁后支架6一后门防撞梁2)一字式水平的“一字式”布置的防撞梁，靠近车门下部，多用于SUV车型，因SUV车型R点相对较高，需要增强的碰撞区域靠近车门下部。此布置形式距门槛较万方数据汽车车门的设计开发近，共同形成防侧碰结构，同时兼起加强前碰的效果，因防撞梁布置位置靠下，车门中上部的结构刚度相对较差，故在车身中部增加两根支撑梁，如图25所示，与外板之间涂隔震胶来增加外板刚度。此“一字式”结构应用的车型
32、较少，如图27所示。2图27一字式8卜前门支撑梁2一前门防撞梁前支架3一前门防撞梁4一前门防撞梁后支架5一后门防撞梁前支架6一后门防撞梁7一后门防撞梁后支架8一后门支撑梁3)斜一字式后门防撞梁与前门防撞梁对接于B柱下端。侧面撞击时，冲击力能快速分散到门槛和地板。加强了车门缓冲吸能效果。此外，还有车型在“斜一字式”结构上下两侧各增加一根防撞梁，如下图28所示。此结构不但增强了车身刚度，而且侧碰性能也得到了加强。此结构应用车型较少，如大众郎逸采用“斜一字式”。4)倒八字式“倒八字”，既前门防撞梁前高后低，后门防撞梁前低后高。当今比较流行、很常用的布置形式。前后防撞梁均与B柱根部重叠， B柱与门槛梁
33、连接，结构相对较强，更有利于侧门载荷分散；增加了B柱下部的变形，减少上部变形，更有效的保护乘员。如图29所示。10万方数据工程硕士学位论文2图28斜一字式卜前门上防撞梁2一前门下防撞梁3一后门下防撞梁4一后门上防撞梁图29倒八字式64卜前门防撞梁前支架2一前门防撞粱3一前门防撞梁后支架4一后门防撞梁前支架5一后门防撞梁6一后门防撞梁后支架车门防撞梁布置的形式一般都是这四种，但是不同的车型，具体的布置方案却大不相同：例如防撞梁的布置高度、角度、数量、加强板的数量等方案都不同。主要涉及到整车的布置与CAE结构分析、碰撞分析的结果要求。无论哪种布置形式，侧撞的受力都是传递到B柱、门止口、地板、顶盖以
34、及整个车身。5)防撞梁材料选择目前常用的防撞梁分为两种，一种为超高强度无缝钢管通过前后支撑支架焊接与门内板，另一种为高强度钢板冲压成形的帽型梁，如图210所示(1)超高强度无缝钢管万方数据汽军车门的设计开发常见的圆管防撞梁材料有30CrMo、BRl500HS、StW24等，最常用的材质是BRl500HS，经过热处理的超高强度无缝钢BRl500HS性能更佳。淬火后材料性能：屈服强度1200 MPa、抗拉强度1500 MPa：常用规格有32mmX 23mm、中32mm16mm。防撞梁支架连接的是防撞梁与门内板，在设计过程中，CAE模拟碰撞过程防撞梁支架总是最容易坏的，主要问题在于防撞梁支架和门内板
35、连接位置，所以前后防撞梁支架的结构很重要，多做加强筋，与门内板的搭接面积尽量做大，管梁与防撞梁支架的搭接面长度不小于20mm。材料要选用高强度钢，如280VK世口。隔震胶2钢管梁(2)帽型梁帽型梁图210几种防撞梁结构形式卜门内板2一无缝钢管3一M型帽梁4-U型帽粱帽型防撞梁是用高强度板材冲压成形的板状梁结构，主要分为单帽型(U型)与双帽型(M型)。由于M型结构比U型结构截面大、接触面积大、结构性强，在材料一样的情况下M型比u型结构要好；当然，结构强度还与帽型结构的高度及布置形式等因素有关。在结构使用性能上，帽型防撞梁很占优势。缺点是成本太高，而管状防撞梁最大的优点是成本较低。基于成本考虑，优
36、先选用管状防撞梁，但中高级汽车优化考虑采用帽型防撞梁。总之，车门防撞的几种布置形式与结构形式、各有优劣。车门设计具体选用哪种布置方式、哪种结构形式需要综合考虑。因为车门防撞梁布置涉及到碰撞分析、安全法规与整车总布置等因素。具体的有：必须考虑是什么样的车型、H12万方数据2工程硕士学位论文点或者R点高度、侧撞时的碰撞区域，其次是侧围结构与地板横梁的设计，承力区分布，以及撞击力的传递路径。需要总布置、结构设计及CAE等多部门共同协作，寻求最佳的布置方案。本文所涉及车型，采用了“一字型”结构防撞梁，在保证侧碰的前提下兼起加强正碰的作用。215玻璃导轨玻璃导轨按结构分有分段式和整体式两种，二者差异在于
37、分段式玻璃导轨，不受造型限制，制造成本低，焊接精度易保证。但刚度相对整体式差。本方所涉及车型的玻璃导轨主要分为四段，上部分为三段与门总成焊接形成门框，下半部分采用活动导轨，与前导轨配合，增长对玻璃的导向和保护，防止玻璃异响的产生。具体结构如图21l所示。图21 1车门玻璃导轨结构卜车门内板2一前导轨3一安装导轨4一后导轨5一门外板6一上导轨上部三段导轨与门内板焊接形成内板总成，再与外板之间通过结构胶、点焊和局部包边的形式与外板连接形成门总成，如图211所示。导轨与门外板之间采用具有耐冲击、高强度等性能的结构胶连接，可提高门框的耐用度和刚度。门框上部导轨与门内外板之间形成了很长一段的封闭空间，为
38、提高门框上部的泳透力，在上导轨底面开有电流进液孔，来提高窗框上部的电泳效果，达到防腐的目的。如图212所示一两万方数据汽车车门的设计开发图212车门玻璃上导轨结构卜上导轨2一电泳迸液孔3一与内板焊接结构22铰链的布置与设计221铰链的结构形式及功能要求1)铰链的结构形式根据铰链的结构分为冲压式、铸造式。其中冲压式铰链采用板材冲压成型，铰链结构形式简单，工艺性好，成本低，但结构强度和刚度相对于铸造式差，日系车大都采用冲压式铰链。冲压式铰链又分：带限位器式、不带限位器式，如图213所示。2图21 3冲压铰链结构卜不带限位器式2一带限位器式带限位器式，结构复杂，成本高。一般中高级车采用，现以不带限位
39、器式为例介绍。具体结构：车门铰链主要由固定板、衬套、销轴、转动板等组成，如图214所示。zhi ku quan 20150807万方数据工程硕士学位论文2图214冲压铰链结构卜固定板2一衬套3一销轴4一转动板2)铰链的功能要求4(1)铰链和车门以及车身之间安装面要平整，如果是靠螺栓连接的车门铰链，车身、车门件螺栓安装孔间的相对尺寸一定要符合尺寸且稳定。(2)铰链要有一定的刚性，保证门在承受一定外力时，其下沉量不超出界限值、满足外观等各部位间的间隙。(3)车门铰链要有一定的耐久性。在使用过一段时间以后，各功能部件的性能仍然正常。铰链销轴、轴套具有良好的耐磨性。(4)铰链在承受碰撞过程中，车身和车
40、门件之间不能脱开。222铰链的布置与设计车门铰链作为连接车门与车身重要零件，除了满足必要功能外，还需考虑人机工程、造型分缝及车门下垂等问题。因此，铰链布置设计显得十分重要。根据铰链布置位置可以分两种形式：内开式铰链(铰链轴线在分缝线后)、外开式铰链(铰链轴线在分缝线前)，外开式一般用于造型比较平缓，结构相对简单的商用车型。内开式铰链一般用于造型饱满的乘用车型，现以内开式铰链为例，介绍铰链的布置与设计。1)车门铰链轴线参数(1)车门内、外倾角铰链轴线在x=O平面上的投影与Z轴的夹角。建议内倾角不超过3。，15一般没有外倾角。(2)车门前、后倾角铰链轴线在y=O平面上的投影与z轴之间的夹角。建议前
41、或后倾角不超过2。zhi ku quan 20150807万方数据汽车车门的设计开发(3)门铰链的最大开度角车门铰链所能开启的最大角度值，车门铰链自带限位机构，最大角度值制造误差为土3度。(4)车门最大开度角。车门所能打开的最大角度值，一般是指限位器的最大开启角度值，开启角度值制造误差为士3度。(5)上下门铰链中心的距离HS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300mm，推荐350 mill以上。铰链轴线主要参考如图215所示。日U后图21 5铰链轴线布置外倾奎 BjIi团I1iA一铰链轴线与分缝之间的距离B一铰链轴线与门外板之间的距离2)
42、铰链轴线布置门铰链轴线布置需要根据门的长度、门宽度、门重量、门缝间隙等参数作为输入，通过满足法律法规校核、最小运动问隙校核，最终保证铰链满足使用功能要求。(1)铰链轴线在车身宽度方向的布置16zhi ku quan 20150807万方数据工程硕士学位论文铰链轴线布置越靠近车门外板和车门前端，对满足最小运动间隙越有利。原因是：轴线越靠近车门外板，门在打开过程中，其前门与翼子板间隙以及前后门间隙就越大，避免干涉；轴线越靠近车门前端，门旋转时，其对h、B柱的侵入量越小。所以从避免运动干涉的角度出发，根据外造型及分缝位置，铰链轴线应尽可能向前靠近分缝位置布置。如图3一15所示，尺寸A在满足铰链间距的
43、前提下应尽量的小。车身宽度方向通常铰链轴线至车门外板表面的最宽点距离A在30mm-50mm范围。12(2)铰链轴线的倾角设定在道路边停车并打开车门时，为使车门下边缘不刮地且留有一定间隙，往往需要在车门开启同时举高车门。为此，应使车门铰链轴线内倾或后倾，内倾比后倾的效果更好。根据我国城市设计标准CJJ 371990中的规定，路面横向坡度为2，最大路缘高度为200mm。根据这个规定，车辆停在路边打开车门时，建议车门开启时的提升值为15mm30mm。当车门升起高度值定义为车门开启60。时，在垂直于铰链轴线处的门下边缘的A点至A 7高度值。按照这个定义，根据所要求的门高度上升值下降值(UPDOWN)，
44、即可估算所需要的铰链内倾或后倾的角度t3，如图216所示。4Z轴线倾角计算卜铰链轴线2一门关闭位置3一门开启位置4一A点上升值5一车门打开60。时A点的上升或下降量(3)铰链轴线倾角B的作图法。内倾角13 1作法：在垂线上取z=630mm的线段，并在其上端按所要求的门上升下降量，作水平线段，则二线段组成的直角三角形的斜边倾角t3，即为轴线的内倾或外倾角13 l。后倾角B 2作法：在垂线上取z=380mm的线段，并在其上端按所要求的门上万方数据汽车车门的设计开发升下降量，作水平线段，则二线段组成的直角三角形的斜边倾角B，即为轴线的前倾或后倾角13 2。【2J一般车门内倾角为15。25。，前、后倾角为1。25。，同时结合对标车车门铰链的倾角值进行确定。(4)铰链轴线校核车门铰链轴线初步确定后，必须以轴线为旋转中心，进行车门开启运动校核。必须保证车门从闭合到最大设计开启角度+超程角(一般为3。5。)的过程中不与车身任何部位发生干涉
