汽車車門結構形式分析

【摘 要】通過分析現(xiàn)有車型的車門結構形式，總結各種結構的優(yōu)缺點，及應用狀況，評價出各類型汽車的最佳車門結構形式，對國產自主品牌汽車的車門結構設計，具有一定的指導意義。

【關鍵詞】車門結構；造型影響；成本分析；最佳形式

隨著我國改革開放的飛速發(fā)展，中國的工業(yè)有了長足的進步，在此其中汽車工業(yè)的發(fā)展又成為了標志性的產業(yè)?；仡櫧辏S著國民收入的增加，人均可支配額度也大幅提升。汽車的消費已經走進了尋常百姓的生活，據(jù)不完全統(tǒng)計，在國內一二線城市中，每一百戶家庭，就有汽車25.7輛。到2015年底，該數(shù)字還將上升，有望突破30輛。如此龐大的汽車市場，國有自主品牌汽車的份額正在逐年提升，無論在品質還是產量上，都是變化飛快，國有自主品牌汽車，已經逐漸告別了以往完全照搬，不懂設計，徒有其表的年代。

今天的國有自主品牌汽車的設計，已經逐漸的加入了中國式的元素，其中車門的設計更是有趕超合資品牌的趨勢。

1.車門的組成

汽車的車門，一般由車門內板、車門外板、車門框、車門加強件、車門防撞梁/桿、車門玻璃、車門鉸鏈、車門限位器、車門玻璃、玻璃升降器、車門開啟把手、車門鎖、內飾板、以及音響等電器元件組成。

2.車門的設計要求

汽車車門作為白車身總成的一部分，一方面車門作為車身結構的重要部分之一，它的造型風格、強度、剛度、可靠性、工藝難度、以及成本等都必須要滿足車身整體性能的要求；另一方面，車門的開關，以及上下車的方便性等人機工程方面，也要滿足車身的要求。與此同時車門對乘車人的視野、安全性、密封性等都是要對車門提出的要求，而這些要求，又對車身的結構影響較大，那么如何讓車門在保證車身結構強度的同時，又獲得較好的視野和更加絢麗的外觀，就成為了汽車設計者奮斗的目標。

3.車門的結構形式

縱觀世界車壇，車門的結構形式大體分為：整體式車門、框式車門、沖壓件分體式車門、以及無框式車門等。

3.1整體式車門

該形式的車門，其車門內板和外板都是由整塊鋼板制作的，使用大型的壓力機，采用沖壓成型的工藝將車門的兩個主要部件制作出來，這種車門的好處在于零件的質量高，車門總成尺寸精度高，強度好等優(yōu)點。此外整體式車門是對造型要求低的，可以應用在造型夸張、現(xiàn)代感強的車型中。但是由于車門需要有玻璃窗口的存在，所以沖壓后的廢料較多，材料利用率低。在德系汽車中比較常見該種形式的車門，其代表車型有：奔馳、寶來等。

3.2框式車門

框式車門的結構特點比較明顯，它的車門外板下部、車門內板下部、是由汽車鋼板沖壓而成，而車門的上部，是運用了輥壓成型的方式，將鋼板輥壓成特定口型的長料，再通過拉彎機，將長料制作出符合要求的形狀，最后通過小的沖壓件與車門內板鏈接。這種方式具有材料的利用率高，損耗小，生產效率高等優(yōu)點。而制約該種形式發(fā)展的是整車產量，因為輥壓是一種復雜的加工方式，往往需要幾十組輥壓輪，有時甚至會超過一百組輥壓輪，這些需要較大的場地、較高的前期投入、以及較高的技術投入。當然如果該車型能有大的產量，或者可以多種產品共線生產、同一輥壓條形能廣泛使用，這將給生產線成本的分攤提供有力的支持。

由于框式車門中輥壓條形的口型一般都比較復雜，因此對后續(xù)的拉完產生了很大的制約，比如大的彎角、寬度的變化等，都是框式車門在造型設計階段必須要避免或者需要反復校核的。

這種框式車門結構是豐田、現(xiàn)代等日韓汽車品牌所廣泛應用的。因為這些品牌不僅產量較大，而且各個車型之間的平臺化和標準化應用的比較成熟。

3.3沖壓件分體式車門

沖壓件分體式車門的結構是最近幾年才剛剛廣泛應用的，這種結構有這顯著的結構特點。它的外板只有車門下部的一半，而車門內板是整體的，利用車門上的密封條來替代車門外板的上半部分，這種結構是既有整體式車門總成的質量容易控制的優(yōu)勢，又提高了金屬板材的材料利用率。本應該是一種綜合了各種門框優(yōu)點的結構，但是這種結構的設計難度基本都集中在密封條的設計上，而目前國內汽車零部件配套企業(yè)對這種結構的生產加工和質量控制，都還處于摸索階段；很難能制造出這種結構下高質量的密封條系統(tǒng)。即使下大力氣制造出這種密封條，其成本也遠遠高于其他結構的密封條。因此沖壓件分體式車門結構到目前為止，仍然僅用在高端合資品牌，如：奧迪和大眾的部分車型中。

3.4無框式車門

無框式車門是年輕人的最愛，這種結構的車門在車門打開的時候是發(fā)現(xiàn)不到上框存在的，整個車門的上部只有一塊無邊框的玻璃，造型非常拉風。多年以來，這種結構在跑車上的運用是頗受好評的，由于上半部分沒有任何可以支撐玻璃的結構，這對玻璃升降器和密封系統(tǒng)提出了極大的挑戰(zhàn)。而跑車高昂的售價為零部件的設計和制造提供了沃土，當成本不再是問題的時候，很多設計都變得大膽起來。為了提高玻璃周邊結構的穩(wěn)定性，只能縮小玻璃在高度方向的尺寸，這樣也就限制了車輛本身的高度，而這正是跑車在追求性能的同時所需要降低風阻的有效形式。因此低矮時尚的跑車成了這種結構的領軍者。奔馳和寶馬的跑車也就成了這種結構最好的代表作。

4.結論

按照目前國內自主品牌汽車的生產實力和銷量來看，整體式車門和框式車門應該成為未來的發(fā)展趨勢，如果同一個車企能夠將這兩種結構運用到整個產品線中，那么將整車的設計提升一個檔次。在一款新的車型的研發(fā)之初，我們首先關注的是它的產品定位，如果是家用經濟型的A級汽車，面對的銷售人群是事業(yè)剛剛起步的年輕人，那么我們就可以選用框式車門結構，既能降低成本，讓價格更加親民，又能提供較好的剛度；如果新車型的定位是一款穩(wěn)重大氣的B級汽車，面對的銷售人群是有一定經濟實力的成功人士，整體式車門所能提供的造型優(yōu)勢以及厚重的使用感受，將會成為吸引給客戶眼球的亮點。

【參考文獻】

[1]成艾國，沈陽，姚佐平著.汽車車身先進設計方法與流程.機械工業(yè)出版社，2011.

[2]張金換等著.汽車碰撞安全性設計.清華大學出版社，2010.

[3]黃金陵主編.汽車車身設計[J].機械工業(yè)出版社，2007.