汽車車門的設(shè)計(jì)探析

周旸

摘 要：汽車進(jìn)入中國(guó)也有上百年的歷史了，但是我國(guó)在這一產(chǎn)業(yè)真正發(fā)力卻有了幾十年。在制造一輛汽車的過程中，汽車車門的設(shè)計(jì)不可或缺，而且還是車身結(jié)構(gòu)中比較復(fù)雜的一個(gè)總成。關(guān)于汽車車門的設(shè)計(jì)，其實(shí)這是一項(xiàng)復(fù)雜又相對(duì)獨(dú)立的工作，車門設(shè)計(jì)是否用心直接決定了汽車總體質(zhì)量。本文從汽車車門的設(shè)計(jì)流程及方法入手，針對(duì)車門附件布置、密封性處理等方面進(jìn)行了研究，并綜合考量了產(chǎn)品開發(fā)的具體實(shí)例，從四大工藝可行性進(jìn)行分析，力求全面分析車門設(shè)計(jì)，希望為相關(guān)從業(yè)者及有關(guān)部門提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：汽車車門;設(shè)計(jì)流程;附件布置;密封性;四大工藝

1 引言

車門設(shè)計(jì)不管從任何角度來講都是汽車車身設(shè)計(jì)的重要組成部分，其性能好壞以及功能多少會(huì)直接影響到汽車人機(jī)工程、舒適性、密封性安全性等多個(gè)方面[1]。此外，車門的主要構(gòu)成部分則是玻璃、門鎖、密封條、車門鈑金件等基礎(chǔ)組成部分，按照行業(yè)并行的流程以及方法進(jìn)行設(shè)計(jì)投產(chǎn)，就可以確保生產(chǎn)出保證安全的產(chǎn)品，并提高整車的質(zhì)量，在接下來的敘述中，就會(huì)對(duì)車門的設(shè)計(jì)流程以及相關(guān)部件的設(shè)計(jì)及其控制方法做出詳細(xì)的介紹。

2 汽車車門類型和主要功能要求

2.1 車門的主要類型

汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展到如今，車門已經(jīng)具有了非常多的種類，具體的類型可以見表1。既然是說車門，那就不可能脫離車門的本體以及相關(guān)附件，一般來說車門的本體是作為白車身的范疇，簡(jiǎn)單來說就是整體涂漆、未裝備狀態(tài)的鈑金焊接總稱，這是對(duì)車身施加更多附件、實(shí)現(xiàn)車身整體造型效果、增強(qiáng)強(qiáng)度的一個(gè)整體框架;此外就是車門的附件，福建基本都是為了進(jìn)一步補(bǔ)充車身本體車門所不能滿足的一些功能而施加的一些零件或總成，其中包括了鉸鏈、玻璃、拉手、密封件、車身內(nèi)飾等等，此外，隨著汽車本身的休閑娛樂功能的加強(qiáng)，車身內(nèi)部增加揚(yáng)聲器的情況也有增加。

2.2 車門的主要功能介紹

2.2.1 使用方便性

汽車作為現(xiàn)在民眾大都使用的代步工具，使用是否方便自然是最首要的問題，至于這方面主要看車門開關(guān)是否方便以及上下車的便捷度。開關(guān)必須要靈活、輕便，至少要分有最大、中間兩檔;關(guān)于上下車，開度要足夠，否則下車或上車動(dòng)作都會(huì)受限，通常來說開度不低于60°。

2.2.2 視野性

作為司機(jī)來說，一輛車的視野是否寬廣是選購(gòu)汽車的重要因素，而除了正面視野，通過車門邊上的后視鏡獲取視野更加重要，因此在車門設(shè)計(jì)上要盡量加大車門窗口還有玻璃的尺寸，并合理布置三角窗的大小。尺寸還有位置，為司機(jī)營(yíng)造更加寬廣的視野。

2.2.3 密封性

越是質(zhì)量可靠的汽車，在汽車的密封性設(shè)計(jì)上相對(duì)都更好，一方面為汽車溫控系統(tǒng)做出保障，另一方面對(duì)汽車的整體安全也有助益，因此最基本的要求就是雨、雪、塵不能進(jìn)入車體內(nèi)，保證相對(duì)良好的氣密性。

2.2.4 工藝性

現(xiàn)在的汽車不同以往，零件以及維修都高度產(chǎn)業(yè)化，因此如果在設(shè)計(jì)中加強(qiáng)規(guī)范化，就能使汽車的工藝得到較好的提升，在維修方面也能盡可能降低成本。

3 車門的設(shè)計(jì)流程

從總體來說，車門的設(shè)計(jì)流程主要包括以下幾個(gè)主要方面，比如車門開度的設(shè)計(jì)、鉸鏈軸度的傾角設(shè)計(jì)、車門鎖的設(shè)計(jì)以及車門的密封性、車門的安裝等等，具體流程可見圖1。

3.1 車門開度的設(shè)計(jì)

首先來看車門的開度，之所以要預(yù)留必要的開度，主要目的就是保證人和貨物進(jìn)出比較方便，而且還要滿足一個(gè)點(diǎn)，那就是車門在開啟后，也能夠比較好地停止在最大開度上。要解決這個(gè)問題，就需要對(duì)門的最大開度有一定的要求，比較常見的解決方式就是在設(shè)計(jì)初期做好上下車的便捷性測(cè)試。

3.2 車門鉸鏈的設(shè)計(jì)

車門鉸鏈算是比較重要的車體設(shè)計(jì)部分，在具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上需要注意的，就是在道路邊停車并進(jìn)一步打開車門的時(shí)候，都要盡量使車門的下邊緣處避免刮擦到地面。此外，如果鉸鏈的軸線出現(xiàn)外傾或前傾的時(shí)候，就往往會(huì)出現(xiàn)車門在開啟的過程中下沉的可能性。所以基于這個(gè)研究成果，最好在設(shè)計(jì)中使車門鉸鏈的軸線內(nèi)傾或后傾，而且就目前的實(shí)踐來說，內(nèi)傾比后傾的效果更好一些。

3.3 車門鎖的布置

以力學(xué)知識(shí)來講，三角形結(jié)構(gòu)是最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，通常情況下會(huì)將門鎖的位置與上下鉸鏈的位置設(shè)置成為穩(wěn)定的三角形形狀。與此同時(shí)，車門的鎖也要在高度方向上的布置更加精細(xì)，應(yīng)布置在車門質(zhì)心或略高于車門質(zhì)心的位置上，也就是在上下兩種鉸鏈的中間位置，通過向上偏移一段距離來實(shí)現(xiàn)要求。最后，針對(duì)鎖體的布置還要盡量滿足以下的三點(diǎn)要求。

3.3.1 首先，為了在最大程度上滿足鎖的工作要求，還有符合車門內(nèi)板的沖壓等等工藝性的基本要點(diǎn)，因此鎖的安裝面與相應(yīng)的Y軸方向角度設(shè)置為4°為佳。

3.3.2 為了盡可能保證車鎖系統(tǒng)的使用壽命，在設(shè)置切入角度時(shí)，鎖在關(guān)閉的瞬間鎖鉤進(jìn)入鎖扣內(nèi)的切入角度應(yīng)控制在90±3°以內(nèi)。如某車型門鎖鎖溝進(jìn)入鎖扣的切入角度為90.998°[2]。

3.3.3 必須保證玻璃的升降空間充足，而且不僅僅是門鎖本體上的玻璃需要滿足這個(gè)硬性要求，哪怕是鎖體上的相關(guān)附件及運(yùn)動(dòng)拉桿機(jī)構(gòu)等，也都要盡量避開玻璃的運(yùn)動(dòng)軌跡，以避免升降空間受阻。

3.4 車門的密封設(shè)計(jì)

關(guān)于汽車的密封性，可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來解釋，加入一輛汽車的密封性很好，那么就可以使乘員與外界進(jìn)行一定程度的隔離，同時(shí)車內(nèi)的噪聲也會(huì)一定程度上減小，還可以防止門腔出現(xiàn)積水或滲水現(xiàn)象。另外，一般轎車的車門與側(cè)邊之間都會(huì)設(shè)計(jì)出兩道密封條來進(jìn)行密封，而且一些高檔車甚至?xí)O(shè)計(jì)三道密封條，以此來加強(qiáng)氣密性。

4 四大工藝的分析

4.1 進(jìn)行沖壓的可行性分析概論

針對(duì)這個(gè)方面的分析一般會(huì)根據(jù)以下操作步驟，一般來說在設(shè)計(jì)完成前后都會(huì)對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)完成的鈑金件進(jìn)行一次或多次的有限元的分析，這是為了確保在后期的沖壓過程中鈑金件不會(huì)出現(xiàn)撕裂、滑移等現(xiàn)象，然后再根據(jù)相關(guān)的分析結(jié)果來提出針對(duì)性的建議。最后，在確保可沖壓質(zhì)量的前提下，還要盡量減少不必要的工序，盡量降低生產(chǎn)成本。

4.2 進(jìn)行焊接的可行性分析概論

針對(duì)該方面的分析，一般都是圍繞檢查相關(guān)焊接區(qū)域的面積，看面積是否滿足進(jìn)行焊接的基礎(chǔ)需求條件，如果條件不能滿足，就需要對(duì)工藝進(jìn)行改良，比如由點(diǎn)焊改成塞焊等等。

4.3 開展涂裝的可行性分析概論

在進(jìn)行可行性分析時(shí)，需要檢查在涂裝的過程中是否有出現(xiàn)過漏液和排氣孔損壞等等的現(xiàn)象，之后還要檢查排氣孔是否出現(xiàn)封堵的現(xiàn)象，在最后，漏雨和產(chǎn)生噪音的可能性也不能輕視，只有做到這些才能為涂裝提供比較安全的操作空間。

4.4 進(jìn)行總裝的可行性分析概論

分析每個(gè)裝配件是否含有安裝空間。針對(duì)四大工藝的分析結(jié)果提出整改方案，重新優(yōu)化數(shù)據(jù)再進(jìn)行完整的分析，直到滿足生產(chǎn)要求為止。

5 結(jié)語

中國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)依然在不斷地向前發(fā)展與進(jìn)步，針對(duì)車身設(shè)計(jì)中的車門設(shè)計(jì)也會(huì)不斷突破一個(gè)又一個(gè)科技難關(guān)，而本文通過對(duì)車門設(shè)計(jì)流程及方法的相關(guān)論述，從多個(gè)維度和方向詳細(xì)地對(duì)車門設(shè)計(jì)作出了分析和判斷，采用現(xiàn)行通用的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，基本不會(huì)出現(xiàn)安全問題。需要注意的是，車門設(shè)計(jì)終究是一套復(fù)雜的系統(tǒng)工程，所以說在硬點(diǎn)、方案、結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面都必須及時(shí)作出調(diào)整和技術(shù)上的重新整合，而這就不僅僅需要各個(gè)部門進(jìn)行研究和攻關(guān)，更需要所有部門通力配合，共同完成，來為產(chǎn)業(yè)升級(jí)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉華，崔志琴，張騰，徐兆華.汽車車門的設(shè)計(jì)[A].機(jī)械.產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì).2010.10.38（60）.

[2]原井天.汽車車門設(shè)計(jì)流程及方法[A].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程.2013.（13）.