汽車門模塊方案研究

摘 要：文章深入剖析了門模塊的結(jié)構(gòu)、裝配工藝性以及性能特點(diǎn)，通過與傳統(tǒng)非模塊結(jié)構(gòu)對(duì)比，分析了門模塊在提升裝配效率、改善裝配工藝性、實(shí)現(xiàn)輕量化以及優(yōu)化隔聲性能方面的顯著優(yōu)勢(shì)。文章旨在為門模塊在汽車制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用與發(fā)展提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：門模塊 模塊化 裝配效率 集成化

隨著新能源汽車行業(yè)快速發(fā)展，模塊化和輕量化技術(shù)成為整車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的生要內(nèi)容趨勢(shì)。模塊化為汽車制造帶來了顯著的效率提升和制造成本降低，輕量化為新能源汽車的續(xù)航里程和性能提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。門模塊作為典型的模塊之一，正符合模塊化和輕量化這一發(fā)展趨勢(shì)。本文詳細(xì)介紹門模塊技術(shù)現(xiàn)狀，分析未來發(fā)展方向。

1 門模塊介紹

車門系統(tǒng)包含眾多車門功能附件，一般包含玻璃升降器、防水膜、隔音綿、扶手支架、揚(yáng)聲器、車門控制模塊、車門線束、鎖體等[1]。傳統(tǒng)的非集成形式指車門鈑金為車門附件提供安裝點(diǎn)，車門附件固定在車門鈑金總成上。生產(chǎn)模式為供應(yīng)商提供單個(gè)零件至整車廠，整車廠在車門分裝線將車門附件逐個(gè)裝配至車門鈑金上，如圖1所示。

門模塊是指將傳統(tǒng)意義車門系統(tǒng)車門功能附件與車門內(nèi)鈑金結(jié)構(gòu)集成為一體，形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立完整的功能模塊組件，是完整車門系統(tǒng)重要組成部分。車門模塊主要功能是為車門眾多功能附件提供安裝點(diǎn)、剛度支撐、滿足強(qiáng)度要求及密封隔音要求。生產(chǎn)模式為一級(jí)供應(yīng)商承擔(dān)模塊供貨，整車廠將門模塊組裝至車門上，如圖2所示。

2 門模塊類型

門模塊基板按照材料分為以下三類，如圖3所示。第一類為金屬底板加金屬導(dǎo)軌，玻璃升降導(dǎo)軌通過鉚接與金屬底板結(jié)合；第二類為塑料底板加金屬導(dǎo)軌，玻璃升降導(dǎo)軌通過鉚接與塑料底板結(jié)合；第三類為塑料底板與升降器導(dǎo)軌集成為一個(gè)塑料件一體成型；其中集成塑料導(dǎo)軌方案成本，重量上都有優(yōu)勢(shì)，是主要發(fā)展方向，下文基于集成塑料導(dǎo)軌進(jìn)行分析。

3 門模塊設(shè)計(jì)

車門門模塊總成通常是在門模塊廠家把車門附件裝配至門模塊基板，再以門模塊總成狀態(tài)提供到整車廠進(jìn)行裝配，門模塊總成采用卡扣連接至車身，通過壓緊膠條進(jìn)行密封。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該考慮門模塊產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及合理工藝規(guī)劃，從而保證量產(chǎn)時(shí)門模塊的的裝配性及裝配質(zhì)量。

3.1 車門內(nèi)板

傳統(tǒng)車門內(nèi)板是采用鈑金內(nèi)板，車門內(nèi)板開玻璃升降器裝配孔，孔洞較小；塑料門模塊的車門內(nèi)板采用掏空設(shè)計(jì)，孔洞較大，裝配用塑料門模塊封堵密封，實(shí)現(xiàn)減重，如圖4所示。

3.2 玻璃升降器

塑料門模塊的玻璃升降器與門模塊基板采用集成化設(shè)計(jì)，升降器導(dǎo)軌與門模塊塑料基板一體成型，玻璃升降電機(jī)固定至門模塊上，減少了主機(jī)廠裝配零件數(shù)，降低主機(jī)廠管理難度，削減主機(jī)廠裝配工時(shí)。（圖5）

3.3 防水膜

采用塑料門模塊方案車型取消了傳統(tǒng)的防水膜，塑料門模塊充當(dāng)傳統(tǒng)的防水膜密封隔聲功能，且密封隔聲性能更好，零件數(shù)量降低，裝配效率提升。（圖6）

3.4 安裝支架

傳統(tǒng)車型車門內(nèi)板上有許多小支架，用來安裝車門相關(guān)附件，小支架通常采用螺栓螺接至車門鈑金上；塑料門模塊上的小安裝支架與門模塊塑料基板一體成型，大大削減了金屬支架數(shù)量，削減主機(jī)廠裝配工時(shí)。（圖7）

3.5 其他零件

傳統(tǒng)的非門模塊設(shè)計(jì)方案，喇叭、車門線束、門控制器、壓力傳器等附件在主機(jī)廠安裝，安裝在車門鈑金內(nèi)板上；門模塊方案，車門附件在供應(yīng)商處安裝，安裝至塑料門模塊基板上，以塑料門模塊總成形式整體供貨至主機(jī)廠，降低了主機(jī)廠的零件數(shù)及主線裝配工時(shí)。（圖8）

4 門模塊優(yōu)勢(shì)

4.1 工時(shí)削減

升降器導(dǎo)軌、防水膜、吸音綿、小支架等通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)集成至門模塊，喇叭、車門線束、門控制器等通過裝配集成（供應(yīng)商裝配）到門模塊，車門線裝配零件數(shù)大大減少，主線工時(shí)縮減，現(xiàn)場(chǎng)管理簡(jiǎn)化，大大提升了裝配效率，利于節(jié)拍提升。以某主機(jī)廠為例，實(shí)施門模塊后，車門線裝配工時(shí)由2700秒減少到2040秒，合計(jì)削減660秒，如表1所示。

4.2 裝配性提升

傳統(tǒng)的車門鈑金內(nèi)板開孔小，經(jīng)常帶來零件投入困難、手部操作空間小、裝配不可視等裝配性問題，如某車型車門線束卡點(diǎn)不可視，手部作用空間小，作業(yè)不符合人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，裝配工時(shí)長(zhǎng)，影響生產(chǎn)節(jié)拍，如圖9。門模塊車門內(nèi)板開孔大，零件投入空間及手部操作空間充足，內(nèi)部可視性良好，裝配性改善明顯，如圖10。

4.3 輕量化提升

門模塊基板及升降器導(dǎo)軌采用是塑料材質(zhì)一體成型，取代了傳統(tǒng)的車門內(nèi)板部分鈑金結(jié)構(gòu)以及傳統(tǒng)的金屬玻璃升降器導(dǎo)軌，所以門模塊減重效果明顯。以某車型為例，實(shí)施塑料門模塊后，與傳統(tǒng)方案相比，整車實(shí)現(xiàn)約2Kg的減重效果。

4.4 隔聲性能提升

塑料材質(zhì)門模塊同時(shí)充當(dāng)了車門密封組件功能，與傳統(tǒng)的PE防水薄膜相比，門模塊對(duì)車門隔聲量改善明顯，依據(jù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，塑料材質(zhì)的門模塊單品隔聲量相比于傳統(tǒng)PE膜提升3dB左右，如表2所示。

5 結(jié)語

跟傳統(tǒng)的鈑金內(nèi)板方案相比，門模塊裝配效率、裝配工藝性、輕量化、隔聲性能等具有明顯優(yōu)勢(shì)。在新能源汽車輕量化需求大背景下，汽車門模塊輕量化設(shè)計(jì)是行業(yè)所趨，門模塊結(jié)構(gòu)正逐步向挑戰(zhàn)難度更高的高集成化設(shè)計(jì)方向發(fā)展，一方面通過將門模塊集成組件或功能采用輕量化程度更高的一體化集成，而非簡(jiǎn)單連接性集成，另一方面則通過擴(kuò)大門模塊集成范圍，如集成更多車門組件、鈑金結(jié)構(gòu)或功能，與此同時(shí)，更具創(chuàng)新及性價(jià)比的新型輕量化門模塊將成為技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃佳佳.汽車門模塊輕量化進(jìn)展[J].工程塑料應(yīng)用，2021（01）：157-161.