第9章 車身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、第九章 車身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 車門及其附件一、車門的分類 分類方式類型特點(diǎn)及常用車型開啟方式旋轉(zhuǎn)門有于大多數(shù)汽車折疊門多用于客車?yán)T多用于輕型客車結(jié)構(gòu)整體式車門剛度好、質(zhì)量高、隨形性好分開式車門鈑金件少、材料利用率高、視野性好窗框有窗框車門用于大多數(shù)汽車，可為獨(dú)立窗框或整體式車門無窗框車門敞篷車、硬頂車、運(yùn)動(dòng)車使用旋轉(zhuǎn)方向逆開門較少采用，僅為方便上、下車順開門安全性好，較常用上開門用于轎車和輕型車的背門，也用于低矮的汽車旋轉(zhuǎn)門折疊門拉門整體式車門分開式車門New Bora有窗框車門無窗框車門逆開門順開門上開門Renault的上開門二、車門的構(gòu)成車 門車門本體車門附件加強(qiáng)內(nèi)窗車鉸鏈玻璃內(nèi)外板與

2、門及窗其它外門及限及升裝飾抗撞密封條附件板框鎖位器降器件梁n車門系統(tǒng)一般由門體、附件和內(nèi)飾件三部分組成n1車門外板q一般采用0.65mm0.85mm厚的薄鋼板沖壓成型q由于輕量化和側(cè)面碰撞安全性的要求，廣泛使用高強(qiáng)度鋼板n2車門內(nèi)板q是車門幾乎所有附件的安裝體，是車門的重要的支撐板件q一般采用0.70.85mm的薄鋼板拉延成型，對(duì)于整體式門內(nèi)板，拉延深度形成門體厚度的側(cè)板q為安裝車門附件機(jī)構(gòu)，內(nèi)板主要的立面上需壓出各種形狀的凸臺(tái)、窩穴、手孔和安裝孔等q為保證車門附件安裝位置的精度要求和保證車門周邊的密封間隙要求，車門內(nèi)板應(yīng)具有足夠的剛度，所以內(nèi)板周邊需沖壓出凸邊、加強(qiáng)筋或使用加強(qiáng)板焊于母板上n

3、3車門加強(qiáng)板q車門加強(qiáng)板用以提高附件安裝部位的剛度和連接強(qiáng)度n4抗側(cè)撞橫梁q可以是圓管，也可以是用高強(qiáng)度鋼板沖壓成型的異型截面梁q截面厚度約在33-36mm范圍內(nèi)q兩端通過連接焊接在門內(nèi)板上n5車門窗框q車門結(jié)構(gòu)可分為無玻璃窗框結(jié)構(gòu)，組裝式窗框結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)和玻璃布置在窗框外側(cè)的結(jié)構(gòu)玻璃布置在窗框外側(cè)n5車門窗框n5車門窗框q無窗框結(jié)構(gòu)n敞亮，外形效果好，板材利用率高，內(nèi)、外板沖壓方便；但玻璃運(yùn)行穩(wěn)定性差，密封困難q組裝式的窗框結(jié)構(gòu)n窗框用螺釘固定或焊接在門體上，裝配長度100mmn多采用滾壓成型窗框，板料厚一般為0.81.0mmn斷面形狀要考慮窗框的剛度、玻璃密封條的布置和固定、窗框與內(nèi)門

4、板的連接和安裝等n板材利用率高，門內(nèi)、外板沖壓方便，制造質(zhì)量高，表面造型效果好。但零件/總成裝配水平要求較高；密封條的選擇受限制，在窗框轉(zhuǎn)角處，密封條需45角接q整體式結(jié)構(gòu)的車門窗框n內(nèi)、外板是分別與門的內(nèi)外板一體沖壓的n車門本體零件數(shù)量少，制造方便n車門剛性好，便于設(shè)兩道密封條，提高密封性能n需較大的壓床臺(tái)面尺寸，且廢料較大三、車門的功能要求對(duì)使用方便性來說，要求：開關(guān)方便性：靈活、輕便、自如，有最大、中間兩檔開度，并能可靠限位；上下車方便性：開度應(yīng)足夠，一般不低于60或開度不小于650mm。對(duì)視野性來說，要求：盡量加大車門窗口及玻璃尺寸，并合理布置三角窗位置、大小、形狀。對(duì)可靠性安全性來說

5、，要求：足夠的強(qiáng)度、剛度，不允許因變形、下沉而影響車門開關(guān)可靠性；車門開關(guān)時(shí)不允許有振動(dòng)噪聲；部件性能可靠、不干涉；撞翻車時(shí)不能自行開門，以確保乘員安全；滿足側(cè)撞時(shí)對(duì)乘員的保護(hù)要求。對(duì)密封性來說，要求：雨、雪、塵不能進(jìn)入車內(nèi)，應(yīng)具備良好的氣密封性。 對(duì)工藝性維修性來說，要求：易于生產(chǎn)制造，拆裝方便。 四、車門的設(shè)計(jì)流程產(chǎn)品描述文件確定輸入和輸出文件確定車門邊界條件車門運(yùn)動(dòng)校核安全性校核結(jié)果確認(rèn)設(shè)計(jì)任務(wù)書調(diào)研分析結(jié)果1.設(shè)計(jì)任務(wù)書2.三維CAD/2D3.設(shè)計(jì)法規(guī)1.三維CAD 模型2.三維CAD圖1.邊界確定2.附件布置3.本體設(shè)計(jì)4.附件設(shè)計(jì)車門附件系統(tǒng)的布置車門附件是具有獨(dú)立功能的裝于車門上

6、的各系統(tǒng)總成，其主要包括下圖所示部件：車門主要附件結(jié)構(gòu)形式及功能要求一、車門鎖車門附件結(jié)構(gòu)形式功能要求車門鎖機(jī)械門鎖（舌簧鎖、鉤簧鎖、卡板鎖）手動(dòng)開閉鎖；中控門鎖：利用控制按鈕或點(diǎn)火鎖、由駕駛員集中控制開閉的門鎖；防盜門鎖：根據(jù)聲、光、電、磁、等原理，在強(qiáng)行開門時(shí)，蜂鳴器或燈光報(bào)警。車門外開閉鎖功能及防誤鎖功能，有全鎖和半鎖兩檔位置，在鎖止?fàn)顟B(tài)下，內(nèi)外手柄打不開車門，開鎖時(shí)，車內(nèi)用按鈕，車外用鑰匙，有的也設(shè)計(jì)保險(xiǎn)鎖；開閉耐久性10105 次；承受縱橫向載荷能力，全鎖時(shí)：縱向11110N ，橫向8890N ，半鎖時(shí)縱向4450N ，橫向4450N；互開率：1000 種不同鑰匙牙花數(shù)以上；耐慣性力

7、：全鎖狀態(tài)承受3g 加速度作用。車門主要附件結(jié)構(gòu)形式及功能要求二、玻璃升降器車門附件結(jié)構(gòu)形式功能要求玻璃升降器1.臂桿式，其中單臂式、交叉式、四連桿式常用；2.繩輪式（都具有電動(dòng)和手動(dòng)兩種型式）。1操作方便，搖手柄力矩不大于2Nm 2結(jié)構(gòu)可靠，制動(dòng)力矩足夠，在臂桿滾輪處沿玻璃切線方向加300N 反力無逆轉(zhuǎn)，在上升行程任意位置，玻璃下沉量不大于5mm；3強(qiáng)度：上止點(diǎn)，在手柄上加負(fù)荷，各部位不扭曲，運(yùn)動(dòng)自如；4壽命：4105 次耐久實(shí)驗(yàn)，無異常。車門主要附件結(jié)構(gòu)形式及功能要求三、鉸鏈車門附件結(jié)構(gòu)形式功能要求鉸鏈1.鉸鏈有明鉸鏈和暗鉸鏈，暗鉸鏈常用，且有內(nèi)讓和外讓兩種運(yùn)動(dòng)方式 。1運(yùn)動(dòng)范圍阻力矩小于

8、2.45Nm；2處于關(guān)閉角度時(shí)余留角3以上；3強(qiáng)度：縱向力11110N ；橫向力8890N；4垂直剛度：距回轉(zhuǎn)中心1000mm 加載荷980N 持續(xù)時(shí)間1min 永久變形小于0.5mm 。開關(guān)無異常；5耐久性：1105 次，無異常。車門主要附件結(jié)構(gòu)形式及功能要求四、限位器車門附件結(jié)構(gòu)形式功能要求限位器1.有些鉸鏈帶有限位功能，也有獨(dú)立安裝的限位器，很多限位器應(yīng)具有兩個(gè)檔位，以實(shí)現(xiàn)全開和半開兩個(gè)限位； 1耐久性：5 105 次，實(shí)驗(yàn)后限位力矩不小于初始值50%（3105 次后測量）；2限位器承受180Nm 以下力矩不損壞。 車門鉸鏈n車門通過上、下鉸鏈懸掛在門柱上q整個(gè)車門（包括門內(nèi)飾板）的重量

9、及任何作用在車門上的力，在車門關(guān)閉狀態(tài)下，是由兩個(gè)鉸鏈、門鎖及固定在車身門柱上的鎖閂系統(tǒng)來支承；在車門打開時(shí)全由鉸鏈支承q車門的下垂：通常由于載荷作用下，鉸鏈與車身或車門的連接部位變形所致車門鉸鏈n合頁式鉸鏈q兩個(gè)合頁分別與車門和車身門柱連接，合頁之間用銷軸定位q優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、剛度高、易于裝配鉸鏈的布置鉸鏈?zhǔn)擒囬T總成中的受力構(gòu)件，當(dāng)車門關(guān)閉時(shí)，車門上的承力件為門鎖和鉸鏈，當(dāng)打開車門時(shí)，車門的重力完全由鉸鏈來承受。鉸鏈軸線的布置會(huì)影響車門的開度、門柱的尺寸以及車門開縫線的位置和形狀。在布置鉸鏈時(shí),應(yīng)注意以下幾方面的問題：1.在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車門上下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。 2.布置鉸鏈時(shí)

10、，為了避免打開車門時(shí)與其它部分干涉，鉸鏈的軸線應(yīng)盡可能外移，使其靠近車身側(cè)面。3.車門上下鉸鏈必須布置在同一直線上。從車的側(cè)面看過去，一般是一條垂直于地面的直線；從車的正面看過去，應(yīng)為一條向內(nèi)傾的直線。n3車門玻璃升降系統(tǒng)n由支承玻璃的托架、導(dǎo)軌和玻璃升降器組成n系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：玻璃升降平順，工作可靠，無沖擊和阻滯現(xiàn)象。操縱輕便省力具有防止玻璃受外力時(shí)升降器倒轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，以免人強(qiáng)迫進(jìn)入n3車門玻璃升降系統(tǒng)n玻璃升降器q傳動(dòng)：臂式、鋼絲繩q驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、電動(dòng)q正確選擇玻璃升降器是保證玻璃升降操縱輕便，工作可靠、平穩(wěn)的關(guān)鍵。對(duì)于電動(dòng)玻璃升降器，還應(yīng)考慮防夾功能n3車門玻璃升降系統(tǒng)n升降器的選擇

11、q根據(jù)具體的車門結(jié)構(gòu)和升降玻璃形狀選擇q窗框上具有平行的玻璃導(dǎo)槽：可采用單臂式結(jié)構(gòu)q車門窗框不平行，導(dǎo)向槽短：應(yīng)采用交叉臂傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（或鋼絲繩傳動(dòng)結(jié)構(gòu)）。玻璃質(zhì)心在升降過程中應(yīng)始終位于支持玻璃的兩個(gè)支承點(diǎn)之間，從而能保證升降的平穩(wěn)性q大曲率弧形升降面：應(yīng)采用鋼絲繩式結(jié)構(gòu) 每扇車門上均裝有一個(gè)控制開關(guān)，并在駕駛員所在的車門上裝有總開關(guān)，總開關(guān)一般安裝在駕駛員容易操作的位置上?？傞_關(guān)上設(shè)計(jì)一個(gè)鎖定開關(guān)，在鎖定開關(guān)接通的情況下，各開關(guān)均能操縱所在車門的玻璃；在鎖定開關(guān)斷開的情況下，后面兩扇車門的電路被切斷，門上的開關(guān)便失去作用，這種設(shè)計(jì)的目的是為了增加乘坐人員的安全性。 塑料帶式塑料帶式齒條式 6、

12、車門密封根據(jù)其密封部位可分為車門密封根據(jù)其密封部位可分為車門與門框之車門與門框之間的密封間的密封，以及，以及門窗玻璃的密封門窗玻璃的密封。一、車門與門框之間的密封結(jié)構(gòu)及密封條一、車門與門框之間的密封結(jié)構(gòu)及密封條1、作用、作用 車門與門框之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)具有一定的車門與門框之間在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)具有一定的間隙間隙，通過在其間安裝橡膠密封條來實(shí)現(xiàn)：通過在其間安裝橡膠密封條來實(shí)現(xiàn)：n乘坐艙內(nèi)部與外界的隔離。防止風(fēng)、雨水、灰塵乘坐艙內(nèi)部與外界的隔離。防止風(fēng)、雨水、灰塵和噪聲等侵入車內(nèi)。和噪聲等侵入車內(nèi)。n對(duì)車門的關(guān)閉起到緩沖作用。對(duì)車門的關(guān)閉起到緩沖作用。n防止車輛在行駛中車門發(fā)生振動(dòng)。防止車輛在行駛中

13、車門發(fā)生振動(dòng)。單層密封單層密封2、密封結(jié)構(gòu)和裝配方式、密封結(jié)構(gòu)和裝配方式密封密封條條安裝在安裝在車門車門上上密封密封條條安裝在安裝在門門框上框上雙層密封雙層密封密封密封條條安裝在安裝在車門車門上上混合安裝混合安裝三層密封三層密封 近年來，由于車輛高速行駛近年來，由于車輛高速行駛時(shí)對(duì)風(fēng)動(dòng)噪聲隔音性能要求時(shí)對(duì)風(fēng)動(dòng)噪聲隔音性能要求的提高和防止高壓洗車時(shí)水的提高和防止高壓洗車時(shí)水的浸入，轎車車門多采用三的浸入，轎車車門多采用三層密封。層密封。n裝配方式：裝配方式：粘著式、嵌入式、卡夾式和鑲嵌式粘著式、嵌入式、卡夾式和鑲嵌式3、車門密封條的斷面形狀、車門密封條的斷面形狀一般分中空形和唇形兩種。一般分中空

14、形和唇形兩種。 n中空形密封條是通過空腔的變形來調(diào)節(jié)面接觸強(qiáng)度的，其密中空形密封條是通過空腔的變形來調(diào)節(jié)面接觸強(qiáng)度的，其密封性及緩沖防振性均好，多作為結(jié)構(gòu)的主要密封部分。封性及緩沖防振性均好，多作為結(jié)構(gòu)的主要密封部分。n唇形密封條一般為線接觸，接觸強(qiáng)度主要取決于根部的厚度。唇形密封條一般為線接觸，接觸強(qiáng)度主要取決于根部的厚度。二、門窗玻璃的密封結(jié)構(gòu)及密封條二、門窗玻璃的密封結(jié)構(gòu)及密封條1、車門玻璃與窗框之間，除要保證密封性外，、車門玻璃與窗框之間，除要保證密封性外，還要使玻璃能還要使玻璃能平穩(wěn)地沿升降面移動(dòng)平穩(wěn)地沿升降面移動(dòng)，降低車輛在行駛中玻璃的振動(dòng)及噪聲降低車輛在行駛中玻璃的振動(dòng)及噪聲。這

15、在結(jié)構(gòu)上通過安裝在窗框內(nèi)的這在結(jié)構(gòu)上通過安裝在窗框內(nèi)的導(dǎo)槽導(dǎo)槽來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。n通常采用絨毛織物粘接在表面上通常采用絨毛織物粘接在表面上的方法，來實(shí)現(xiàn)橡膠與玻璃的非的方法，來實(shí)現(xiàn)橡膠與玻璃的非直接接觸，以減小摩擦系數(shù)。直接接觸，以減小摩擦系數(shù)。n導(dǎo)槽的兩側(cè)通過彈性的唇邊或較導(dǎo)槽的兩側(cè)通過彈性的唇邊或較軟的壓縮面貼緊玻璃，使玻璃升軟的壓縮面貼緊玻璃，使玻璃升降平穩(wěn)、振動(dòng)小，又能保證升降降平穩(wěn)、振動(dòng)小，又能保證升降輕便。輕便。2、車門窗臺(tái)部位、車門窗臺(tái)部位 車門窗臺(tái)部位是升降玻璃的通道，車門窗臺(tái)部位是升降玻璃的通道，為防止雨水流入，提高防腐性、為防止雨水流入，提高防腐性、防塵性，應(yīng)在玻璃的內(nèi)外側(cè)設(shè)

16、防塵性，應(yīng)在玻璃的內(nèi)外側(cè)設(shè)置密封條。置密封條。一般內(nèi)側(cè)密封條采用植絨接觸一般內(nèi)側(cè)密封條采用植絨接觸面，用以防塵。面，用以防塵。而外側(cè)密封條采用唇邊形式，而外側(cè)密封條采用唇邊形式，使之與玻璃面貼緊，用以防止使之與玻璃面貼緊，用以防止雨水的流入雨水的流入外側(cè)密封條的幾種裝配結(jié)構(gòu)形式外側(cè)密封條的幾種裝配結(jié)構(gòu)形式七、運(yùn)動(dòng)校核1.車門繞軸線運(yùn)動(dòng)檢查；2.輪門腔內(nèi)固定件與固定件、固定件與運(yùn)動(dòng)件、運(yùn)動(dòng)件與運(yùn)動(dòng)件的干涉檢查；3.DMU運(yùn)動(dòng)檢查；4.Mockup Section檢查。八、車門附件布置設(shè)計(jì)檢查檢查內(nèi)容如下：車門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的檢查事項(xiàng)1)鉸鏈中心線-. 車門開啟干涉分析，控制2mm間隙-. 車門和側(cè)圍的

17、外部GAP及段差，內(nèi)部控制3-5mm 2)鉸鏈安裝-.開啟全過程干涉分析-.開啟角度-.FOOT CLEARANCE-.車門大小-.車門把手和外板間隙3)車門開啟-.開啟全過程干涉分析-.開啟角度-.FOOT CLEARANCE-.車門大小-.車門把手和外板間隙-.車門限位器校核4）車門鎖-.與其他車種共用分析 -.和側(cè)圍的配合分析-.開關(guān)系統(tǒng) -.鎖扣位置5)玻璃升降 -.運(yùn)動(dòng)干涉分析-.腰線 高度 -.與其他車種共用分析-.玻璃曲率 -.密封面 -.各部件公差確定6）密封-.車門密封面 -.車門密封面處截面檢查7）鈑金件-.成型性分析8）機(jī)構(gòu)和整體-.DOOR 拆裝性雨天，駕駛員視線受到很大影響，嚴(yán)重危及到行車安全。必須用某種裝置清除擋風(fēng)玻璃上的雨水使用風(fēng)窗刮水器可以清除擋風(fēng)玻璃上的雨水，使駕駛員視線