基于造型CAS面的车门铰链及车门分缝布置的设计研究

基于造型CAS面的车门铰链及车门分缝布置的设计研究

李文玺，唐淳，雷学明

【摘 要】随着中国汽车工业的迅猛发展和国内消费者消费层次升级，消费者对汽车品质要求越来越高，车门作为客户接触汽车本身的第一道系统，对客户感受极其重要。而在汽车正向设计中，汽车车门铰链布置对车门操作品质影响极大。文章重点介绍了在造型设计阶段基于造型CAS面的车门铰链布置方法及其评价指标，同时基于产品制造公差进行车门铰链布置和车门分缝布置分析校核。 【期刊名称】汽车实用技术 【年(卷),期】2016(000)003 【总页数】5

【关键词】车门铰链；车门分缝；前限制点；后限制点；限制线 10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.03.008

CLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)03-25-05

前言

汽车车门铰链作为汽车车门系统中最基础和最重要的部件，对汽车车门品质产生最直接的影响。而在汽车设计中，对于车门系统设计工程师来说，在造型输出CAS后，车门铰链是最先需要进行布置和确定的部件之一。车门铰链布置需要考虑对关门力的影响、及车门分缝等的可行性以及工艺可行性。

一般来说，在造型设计阶段，根据CAS和造型意图，我们需要确定如下参数和问题点：

（1）车门铰链相对于CAS面的位置：该问题对车门工艺可行性以及车门的功

能实现具有重要影响；

（2）车门铰链倾角参数：车门铰链倾角参数是对车门品质影响最大的因素，其决定了车门自关效果及车门开门力；

（3）车门分缝线设计可行性分析：在实际设计中，需要根据产品制造水平进行车门分缝线设计可行性分析校核，确保车门在极限偏差工况下运动时仍能与周边部件保持一定间隙，保护车门或其他部件。

本文主要介绍了基于造型CAS面的车门铰链基本布置方法、力学参数计算方法及其评价依据、基于产品制造公差的车门分缝可行性校核方法等。

1、车门铰链基本布置及铰链布置评价

1.1 车门铰链布置基本步骤及思路 1.1.1 确定铰链平台

一般情况下，考虑产品开发成本、制造成本以及管理成本等因素，在满足产品布置要求和性能要求的前提下，不建议重新开发铰链，而应优先考虑从本公司现有铰链平台中选用合适的平台。 1.1.2 确定铰链倾角参数

一般情况下，为考虑车门适当的自关性能或其他性能，提高产品操作品质感，在布置车门铰链时需要考虑一定的内倾角度或后倾角度。一般情况下，内倾角度推荐2°至3.5°，后倾角一般应小于2°。具体以水平重力矩参数判断倾角设计可行性，具体计算方法如下： 其中：

G：车门关闭时重心位置； G’：车门开启α时重心位置；

D：车门重心到铰链轴距离； α ：车门开启角度；

η ：车门关闭时，重心到铰链轴的垂线与y平面的夹角； β：车门铰链内倾角； γ：车门铰链后倾角；

λ：驻坡角度（计算水平重力矩时为0）； G1、G2:重力在车门开启平面上的分力；

Hcs：两侧车轮中心高度差（计算水平重力矩时为0）； WC：轮距 其中自关力： 重力矩：

经过计算可以得出如下水平重力矩曲线图。

通过上述曲线图可以看出车门水平重力矩随着车门开启角度变化的趋势，一般情况下，前车门水平重力矩应在5Nm～10Nm之前，后车门水平重力矩应在2Nm～5Nm之间，过小的水平重力矩会导致车门自关性差，过大的水平重力矩会导致车门开门力过大。 1.1.3 铰链位置布置

根据造型给出的初步车门分缝线及很多成熟车型的典型断面，同时考虑相关工艺需求和人机工程需求初步进行铰链布置，并围绕该铰链位置进行后续其他部件的布置分析，在此就不再详述。

2、基于产品制造公差的车门分缝分析校核介绍

2.1 目前基本的分析校核方法