汽车车门关闭速度与定量施力研究
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- 63 -工 业 技 术车门的开启和关闭是车辆使用者最常见的动作之一,因此车门关闭力的大小直接影响乘客对车辆品质的判断。
关门力问题一直是国内汽车企业自主研发设计开发的弱点项目。
有效解决关门力问题是如今各大汽车企业迫切需要解决的问题。
1 车门关闭过程中需要克服的阻力在接触密封条之前:空气阻力,限制器摩擦,铰链摩擦,门的重心提升等。
与密封条接触后:空气阻力,限制器摩擦,铰链摩擦,门的重心提升,密封条的反作用力,锁和锁扣的摩擦,气流排气的能量消耗,限位块等。
2 影响车门闭合力的因素2.1 密封胶条的影响在门的打开和关闭期间,密封条被连续挤压,从而产生作用在门和密封条的配合位置上的反向力。
密封条对门的关闭力的影响来自门上的反向力所做的功。
该反向力的大小主要由条带本身的非线性特性和压缩量决定。
密封胶条的非线性特性取决于材料的横截面设计和压缩 - 载荷变形曲线(CLD 曲线),密封胶条的压缩量取决于门与侧壁之间的配合间隙(内部间隙)和密封胶条带本身的横截面设计。
2.2 门和车身的制造精度对关闭力的影响主要体现在门铰链的安装表面的精度和门开口区域的匹配表面精度上。
门铰链安装表面的变形可能导致门整体向Y 向内移向,无论是车身脊线的变形还是门框的变形,都可能直接导致车门和车体间的间隙变小。
在正常情况下,门铰链安装表面的精度要求在±0.5 mm 以内,门开口面积精度控制在±1.0 mm 以内。
2.3 空气抗压性关闭门的过程类似于腔压缩过程。
假设汽车的驱动空间中的空气是理想的气体,门在关闭压缩过程中温度不会升高,并且驱动空间中的空气质量不会改变。
根据理想气体状态方程,如果想降低空气阻力,要减少门关上后门上的气压和大气压之间的差异。
在工程中,这通常通过在车身内部添加设计单向通风口来实现。
2.4 门重力冲击当门被设计成弧形或由于铰链螺母孔在实际生产过程中的位置偏离而使门倾斜时,门的重量将被引导到门的外侧,使得门在关闭过程中遇到阻力。
10.16638/ki.1671-7988.2019.03.051浅谈汽车车门闭合力控制模式王作兵1,张光银1,陈云涛1,刘广辉1,孙艳2,龙全兵3,何卓3(1.浙江零跑科技有限公司,浙江金华321000;2.奇瑞商用车(安徽)有限公司,安徽芜湖241006;3.奇瑞汽车股份有限公司,安徽芜湖241009)摘要:车门闭合力是乘用车车门系统性能的重要参数,是以车门在不同速度下是否可靠关闭来表征车门系统的性能。
在乘用车整车评测中,通常由手产生车门的初始速度,然后检测车门即将关闭前的最终速度值,并以车门可靠关闭所需要的最小速度和车门关闭消耗的最小能量来表征车门综合性能,一般要求为0.8-1.5m/s,我公司要求为0.8-1.2m/s。
关键词:车门闭合力;闭合力因素;测量原理;控制点中图分类号:U463.8 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)03-154-02An Overview of Control Mode of Automobile Door Closing Force Wang Zuobing1, Zhang Guangyin1, Chen Yuntao1, Liu Guanghui1, Sun Yan2, Long Quanbing3, He Zhuo3 ( 1.Zhejiang leapmotor technology co., Ltd, Zhejiang Jinhua 321000; 2.Chery Commercial Vehicle (Anhui) Co., Ltd, Anhui Wuhu 241006; 3.Chery Automobile Co., Ltd, Anhui Wuhu 241009 )Abstract: Door closing force is an important parameter of the performance of passenger car door system, which is charac -terized by whether the door closes reliably at different speeds. In the evaluation of passenger cars, the initial speed of the door closing is usually generated by hand, and then the final speed value before the door closing is detected. The comprehensive performance of the door is characterized by the minimum speed required for the door reliable closing and the minimum energy consumed for the door closing. The general requirement is 0.8-1.54m/s. Our company's requirement is 0.8-1.2m/s.Keywords: door closing force; Factors in door closing; principle of measuremen; control pointCLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)03-154-021 车门关闭过程中需要克服的阻力(1)接触密封条前:空气阻力﹑限位器摩擦力﹑铰链摩擦力﹑车门重心的升降等。
10.16638/ki.1671-7988.2017.21.025车门关闭力的优化设计王斌,修红芳(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:车门关闭力是客户对车辆品质最直接、主观的感受,文章总结出影响车门关闭力的六个因素,并识别出气阻和密封条是影响车门关闭力的两大主要因素。
文章基于密封条的优化改进,对密封条的断面进行了优化设计,并利用CAE软件进行理论分析,通过对密封条断面的优化设计和车门内间隙的调整,成功优化了某款轿车的车门关闭力,同时也可以为相关设计及整改提供一个参考。
关键词:车门关闭力;密封条;优化设计中图分类号:U462.1 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2017)21-72-04Optimal design of door closing forceWang Bin, Xiu Hongfang( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )Abstract: The door closing force is the most direct and subjective feeling of the customer regarding the quality of the car, in this thesis ,six factors influencing the closing force of car door are summarized, and identify the two main factors that affect the closing force of the door, namely, the exhaust resistance and the seal strip. This thesis is based on the optimization of seal, the section of the seal is optimized design, and CAE software is used for theoretical analysis, through the optimization design of the seal section and the adjustment of the inner clearance of the door, the door closing force of someone car was successfully optimized, at the same time can also provide a reference for related design an rectification.Keywords: Door closing force; seal; Optimum designCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)21-72-041 车门关闭力概述轿车车门关闭轻便性是评价轿车车门设计和汽车使用性能的重要指标之一,一直以来受到各大汽车制造厂商及客户的关注。
车辆工程技术63车辆技术1 引言 什么是车门闭合力?本质上,不是字面意义“力”的问题,而是关门时一系列的主观感受!“这门的闭合力有问题”可能意味着:关门时需要很大的力气、关门时各档位手感不好、关门时声音不悦耳等等。
2 闭合力定义 本着传统习惯,我们仍然“笼统”地称呼本标准为“闭合力标准”;但必须注意的是:从设计、分析、及检验的方便性角度出发,本标准所讨论的车门开启,是用“力的大小”来衡量的,而车门关闭,是用“速度”来衡量的。
在整车评测中,通常由受产生车门的初始速度,然后检测车门即将关闭前的最终速度值,并以车门可靠关闭所需要的最小速度和车门不能关闭的最大速度来表征车门机械综合性能。
2.1 车门系统开启力 空载且门窗均关闭的状况下,使车门刚好打开,而施加在门外把手上的静止力。
空载且门窗均关闭的状况下,车门上的A点,通过B 位置时,恰好能使车门关闭所达到的速度称为车门关闭速度;用符号V表示。
其中,“A点”为“门外把手”水平中心线上方60±20mm 的门边缘处;“B位置”为车门打开时,“A”点距其关门时相应位置“A′”点的直线距离为60±5mm处。
3 闭合力的差异性与影响因素 闭合力的大小设定,除考虑50%人体动态尺寸外,还必须考虑人体生物力学特性和感知响应特性,尽量模拟乘客在舒适、自然、方便的开关门状态下对同一个人,不论大车小车,关门的速度值基本保持恒定;因为对于不同的车门,所有的人都有一种“心理预期”,下意识地根据车门情况施加大小不同的力;对同一个车,不论如何关门,能使车门完全关上所消耗的最低限值能量是相同的。
对不同的车,其开门的最小极限力值必须满足不同市场的相应法规(如GB15086、FMVSS206、ECER11等),即确保在受到30g的惯性负荷时,其车门不被打开。
闭合力影响因素很多,铰链轴线布置,车门重心位置、铰链转动力矩及上下铰链同轴度、限位器机构、锁体关闭过程中的作用力、车门内间隙均匀度、密封条胶条(压缩量、接头、排气孔)、气压阻力等,其外像不正常的干涉,门下垂等因素。
文献综述一、研究目标车门关闭过程中,关门力、关门能量变化的影响二、研究对象关门力、关门能量三、研究内容在车门关闭过程中,影响关门能量的主要因素包括以下六个方面:密封条气压阻效应铰链门锁限位器车门特性主要针对以上六个方面对关门能量的影响进行研究四、国内外主要研究成果轿车的开/关门力研究一直受到各大汽车制造厂商的关注。
对于制造商来说,开/关门力过大是在设计制造过程中必然遇到的问题之一:对于顾客而言,开/关门力会给顾客留下车辆设计和质量好坏的印象,这一点甚至在顾客踏进车厢之前就能感觉。
根据JD POWER的新车质量调研,开/关门力超重始终是顾客抱怨最多的质量问题之一。
尽管轿车开/关门力过重是汽车业亟待解决的重要问题之一,但是各大汽车厂商对于量化评价车门开/关门力的标准却不尽相同,一些评价标准侧重在车门从较小开度位置(大约10º~15 º)至完全锁上所需的能量。
然而,从顾客的角度出发,他们所关心的是全开位置到完全锁上所需的作用力。
本文采用的评价标准将根据厂方的要求来确定。
下面对国内外的研究成果进行简单的介绍:1、国内同济大学的万德安教授、上海交通大学的赵建才、同济大学的徐志江等研究了车门关门力自动测试装置以及自动测试评价系统。
给出了车门关闭过程中车门所受力与密封条压缩位移的变化特性。
上海交通大学的杨蕾、上海泛亚技术中心的李应军等进行了面向最优关门能量的轿车车门设计。
对轿车车门关门能量进行了仿真,将前文提到的影响车门关门能量的六大因素输入仿真模型中得到转矩、关门能量和车门转过角度的关系,通过优化这些参数,达到降低关门能量的目的。
哈尔滨工业大学的李军、中国第一汽车集团公司技术中心的付伟峰等开发设计了汽车车门及罩盖操作实验台。
合肥工业大学的戴军康等研制了汽车车门铰链门锁总成试验台。
该实验台可以测量并记录车门在开启闭合过程中所承受的拉、压力与车门转角的位置变化关系。
中科院长春光学精密机械与物理研究所梁亮、长春工程学院机电工程学院韩立强等对车门进行了材料性能及结构分析,指出了二者对车门的影响。
汽车车门关闭力评价方法及影响因素摘要:近些年来,随着我国汽车工业高度发展,人们对于汽车各个方面性能的评价也逐渐逐渐提升,尤其是在使用率比较高的汽车车门上,其关闭力的情况直接影响到了汽车的质量,基于此本文分析了汽车车门关闭力评价方法以及相关影响因素。
关键词:汽车车门;关闭力;评价方法;影响因素引言随着我国汽车工业的快速发展,国内车企自主研发设计能力不断加强,汽车开闭件的设计在整车自主研发设计中技术含量较高,出现的间题也比较难处理,其中最为尖锐的问题体现在车门的关闭力上,车门关闭力一直是国内自主研发设计和开发的软肋,因此有效解决汽车车门关闭力问题成为目前国内车企函待解决的问题。
车门的开闭过程根据开启方向的不同,可分为旋转式车门开启式和侧向滑移门开启式。
1、影响车门关闭力的因素分析1.1、车身结构说明在车门快速关闭过程中,在密封条接触门框表面到车门完全关闭、密封条被压缩到极限位置期间,车门在极短的时间内压缩驾驶室密闭空间的空气,驾驶室内部的空气被压缩后压力上升而通过没有关闭的门缝流出。
所以快速关闭车门的过程相当于对驾驶室密闭空间空气的压缩过程,被压缩的空气对车门产生气压阻效应。
反之,快速打开车门的过程相当于对驾驶室密闭空间的抽真空过程。
1.2、能量消耗分析车门在关闭过程中的受力情况相当复杂。
从力学角度讲,驾驶室内压缩空气的外推力、密封条被压缩后产生的阻力、车门铰链的机械阻力、车门转动轴线设计的前倾和内倾产生的重力、车门锁及限位器产生的阻力等在车门关闭过程中都会对车门产生作用。
车门关闭过程中所消耗的能量主要包括密封条压缩变形、气压阻效应、重力、铰链、门锁和限位器 6 大因素产生的关闭阻力所消耗的能量。
1.3、密封条的压缩量分析密封条的压缩量是由密封条的结构和门的内间隙(即门与侧围的配合间隙)决定的。
内间隙的影响因素很多,包括前后门铰链的尺寸、门框与门体的焊接位置、翼子板的安装位置、以及门的调整等。
2、汽车车门关闭力的评价方法2.1、主观质量评价方式主观质量评价方式:评价人员根据个人的主观感受对车门关闭力进行评价。
浅谈旋转式车门关闭力的影响因素及改进车门作为使用频率最高的车身开闭件,其开闭的轻便性、灵活性是用户关注的重要性能之一。
车辆使用过程中,车门关闭力过大一直是用户反应最多的问题之一。
本文首先规范了关闭力评价方法,之后定性分析各因素对关闭力的影响、通过能量法计算关门能量,最后针对车门关闭力过大问题制定解决方案。
标签:旋转式;车门;关闭力1、旋转式车门关闭力的影响因素旋转式车门关闭的过程中,车门的动力主要来自于车门重力在关门方向产生的关门力矩,基于某车型的关门力分析,旋转式车门关闭力影响因素包含气阻、密封条压缩力、门锁关闭力、限位器过档力、铰链旋转阻力等。
1.1 气阻。
旋转式车门关闭的过程中,车门扫过区域的空气被压入到驾驶室内,使驾驶室内的气压升高,在气压升高的过程中,部分驾驶室内的空气会通过车身上的排气阀以及排气通道被排出车外。
但车门关闭瞬间,空气压入量大于排出量,导致驾驶室的气压瞬间升高,形成气阻。
通过对部分车型进行测量,测量数据显示气阻在车门关闭过程中对最小关门速度影响占比为30%~50%,气阻对车门关闭力影响较大。
1.2密封条。
车门关闭过程中,密封条受到挤压,密封条变形从而吸收车门关闭能量。
车门密封条吸收的能量越少,关闭车门所需的能量也就越少。
车门关闭能量不单纯同密封条系统吸收的能量成正比,其同整车制造质量及车门车身匹配也有很大关系。
调整密封条的密封力可降低车门关闭力。
①密封条参数优化。
当车门关闭力过大,从以下几个角度排查密封条相关因素:第一,实测密封间隙是否满足设计要求。
一般密封间隙的公差是设计值±1.0m m ,过大,会导致车门、噪音,密封失效;间隙过小则会导致车门关闭力增大。
第二,密封条压缩负荷是否满足设计要求。
密封条压缩负荷规定了密封条单位长度的密封力,其值越高,反映密封条的压缩反力越大,关闭力也越大。
②密封条排气孔影响。
适当增加排气孔的直径和降低排气孔的间距会降低关闭力与静态密封力。
某车型车门关门力优化方法研究作者:孙龙飞黄霞朱琪李文胡苇杭乔支援来源:《汽车科技》2017年第06期摘要:本文通过控制变量法找出了某车型车门关门力大的关键影响因素,并对关键影响因素进行分析和设计优化,提出了该车型车门关门力大问题的解决方案,降低了关门力,提高了用户操作舒适性,对解决车门关门力大问题有借鉴意义。
关键词:车门;关门力中图分类号:U463.82 文献标识码:A 文章编号:1005-2550(2017)06-0013-05Abstract: In this paper, The key influencing factors of the closing force of the door were found through the control variables method. And the key factors were analyzed and optimized. The solution to the problem of door closing of the car was put forward and the closing force was reduced and user operating comfort was improved, It is of great significance to solve the problem of door closing.Key Words: Vehicle door; The closing force1 前言随着用户对车门开闭舒适性要求日益提高,车门开闭舒适性课题正被越来越多的汽车企业所重视,汽车车门关闭力大问题由于影响因素很多,解决起来难度较大,经常困扰着车企。
本文针对某车型后门关门力大的问题进行了分析,列出了影响关门力的8大因素,针对要因进行了优化设计,降低了车门关门力,提高了车门关闭品质。
2 车门关门力现状车门关门手感应符合用户操作感受,关门力过小会给人关门不牢固的感觉,关门力过大会给人以车辆品质差的感觉。