车门铰链轴线内倾角设计

王大鹏，伏建博

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 引言

1.1 概述

随着消费者对产品的性能及品质要求越来越高，车门系统作为整车相对较为独立的一部分，也备受消费者关注，甚至于很多消费者通过反复开关车门，感受车门的开关方便性、厚重感等等以此主观的感觉来判断车辆的品质。所以各主机厂对车门系统品质要求也随之提高到了前所未有的水平。

1.2 车门开关方便性的评价指标及方法

车门开关方便性主要是乘客的主观体验感觉，其评价方法还是主观评价，但在实际的质量管控过程可以通过“关闭瞬时最小关闭速度”、“静态关闭力”等数据进行间接的量化评价。

1.2.1 瞬时最小关闭速度测量

瞬时最小关闭速度是指车关门时，使得车门能够达到全锁状态，测量全锁位置的最小瞬时速度，此方法需要多次测量进行尝试才能得到所需瞬时最小关闭速度。测量设备为光学测速仪。

图1 光学测速仪

图2 测量示意图

1.2.2 静态关闭力测量

静态关闭力是指车门从半锁到全锁过程，车门外把手位置所需的操作力。测量设备为微力计，量程500N。

图3 微力计

图4 测量示意图

1.3 车门开关方便性的影响因素

车门开关方便性的影响因素主要有密封条反弹力、空气阻力、车门重力，铰链限位器等机构系统阻力等。其中密封条反弹力可以通过调整胶条泡管壁厚、视密度及薄弱点等手段达到理想的压缩负荷；空气阻力可以通过排气格栅数量及面积设计达到理想状态，铰链及限位器等结构系统阻力很小，几乎可以忽略不计，而车门重力产生的影响主要来源于铰链的倾角，确切的说是内倾角，本文将对铰链倾角设计着重论述。

2 车门铰链轴线倾角与车门关闭方便性的关系及计算方法

2.1 原理图

图5 重力分解示意图

2.2 计算公式

2.3 计算结果

将设计参数及计算过程利用 WPS表格形成计算模板，只要输入相应的设计参数即可输出重力矩及其曲线图。

图6 重力矩与车门开启角度关系曲线图

3 某车型车门铰链轴线倾角设计应用

3.1 轴线倾角目标设定

该车型开发前我们首先对市场上量产的 10款车型进行了开关门主观评价，同时对其铰链轴线倾角进行了三坐标测量，发现链轴线内倾角对车门开关方便性影响较大，一般来说内倾角2.5°以上，其操作方便性最好，2°以下感觉稍差，1°以下感觉就很差。详见下表1。

表1 开关方便性主观评价

根据以上我们将此车型前门铰链轴线内倾角目标设定为3.0°。

3.2 自关力拒计算

我们将初步的设计参数带入到 WPS计算表格中，结果如下：

表2 重力矩计算结果

图7 某车型前门重力矩与开启角度关系曲线图

3.3 实物测量验证及主观评价结果

经过对实车重力矩的测量，其结果与设计之初的计算结果大致相当，详见表3存在的差异主要是设计之初车门的重量、重心位置等参数均为估算，不准确。经过对该车型的车f门开关方便性进行主观评价，感觉非常好，达到了预期效果。

表3 重力矩测量结果

4 结论

本论文概述了车门开关方便性的量化评价方法及影响车门开关方便性的主要因素，通过实例着重阐述了铰链倾角设计对车门开关方便性影响的重要性及设计思路和方法，基于此我们建立了铰链轴线内倾角设计目标≥2.5°，同时也建立WPS表格计算模板，通过重力矩曲线分析，总结规律，建立重力矩评价方法和指标。

在本次论文中，借助了应用软件CATIA、WPS。

参考文献

[1] 郭竹亭.汽车车身设计.[M]吉林科学技术出版社.

[2] 张小虞,叶平.汽车工程手册.人民交通出版社.

[3] 古正气.轿车车身[M].人民交通出版社.

[4] 雷学明,王大鹏.车门铰链布置设计.[J]汽车实用技术2015年第03期.