车门限位器设计知识
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基于增大车门开度的限位器优化设计1. 引言1.1 研究背景车门开度限位器是车辆安全系统中的重要组成部分,它可以限制车门的开启角度,避免车门过度开启造成危险。
目前市面上大多数车门开度限位器存在一个共同的问题,即开度较小,限制作用不够明显。
这就导致了一些不法分子可以轻易撬开车门,对车辆和车内物品造成损失。
为了解决现有车门开度限位器存在的问题,本研究提出了基于增大车门开度的限位器优化设计方案。
通过增大车门开度,可以增加限制作用,提高车门的安全性能。
设计方案实施步骤包括对车门结构进行改进,选用更高强度的材料,优化限位器的工作原理等。
通过对优化设计结果的分析,可以评估设计方案的效果并进一步完善设计。
本研究的目的是提高车门的安全性能,减少车辆被盗的风险,保护车主的财产安全。
这对于提升车辆整体安全水平,提升消费者购车信心具有重要意义。
在未来,我们希望通过不断的研究和改进,为车辆安全系统的发展做出更大的贡献。
1.2 研究目的车门开度限位器在汽车设计中起着重要作用,但目前存在一些问题需要解决。
本文的研究目的是优化设计基于增大车门开度的限位器,从而提高汽车车门开闭的舒适性和便利性。
通过优化设计,可以有效增加车门开度,让乘客更加轻松地进出车辆,同时也可以提升车门的安全性和稳定性。
通过研究和实践,我们希望能够为汽车制造商提供更加先进的车门开度限位器设计方案,促进汽车行业的发展和进步。
【200字】.1.3 研究意义车门开度限位器作为汽车安全系统的一部分,对于车辆驾驶员和乘客的安全具有重要意义。
研究车门开度限位器的优化设计,不仅可以提高车辆的安全性能,还可以提升乘客乘坐车辆的舒适度。
通过增大车门开度的限位器优化设计,可以有效防止车门打开过大而导致的不必要的伤害风险,提高车辆的整体安全性。
优化设计还可以提升车辆的使用便利性。
合理的车门开度限位器设计可以让驾驶员和乘客更加轻松地上下车,减少不必要的弯腰和费力动作,提高乘车的舒适度和便利性。
/read-htm-tid-24497.htmlaladdin918限位器的设计要素限位器布置时应考虑的事项:(1)限位器旋动轴线与铰链轴线应平行(2)在车门开启限位角(要求60°-70°)与门的宽度有关,门越宽,设计的角度可以越小(3)限位器在高度方向上的布置应尽量布置在上、下铰链中间的位置上或向下偏移一段距离(4)在车门开闭过程中,限位器与门玻璃、玻璃导轨、升降器之间的最小距离为6mm(5)限位器盒安装面和门里板有2度以上的夹角,A,B柱和限位器盒的安装面角度一致。
:(5)在限位器布置后要进行运动模拟分析yjujs还有一点很重要,限位器臂和铰链轴心线之间的距离一般要大于60mm,否则限位器的限位力可能不够,起不到限位作用fieldwatcher限位器盒安装面和门里板有2度以上的夹角???这个夹角应该根据运动分析得出(限位器摆臂与卡座的角度尽量垂直),并且不同的限位臂,不同的限位器安装位置所要求的角度是不同的,tangzj限位器的曲线好像不需要那么精确的模拟吧,可以减少采点的数量,也可以在模拟出曲线后适当的调整曲线,调整时遵循的原则是过曲线上每个点时,两边同壳体的间隙尽量大,所以运行的干涉分析是必须进行的。
壳体离限位杆的旋转点的位置在变化,所以每个点的间隙的容差能力是不同的,这一点一定要注意。
wkefm采用断面分析方法确定限位器主臂形状.理想状态的限位器是要求主臂始终与限位器盒垂直.但实际上不能达到.在限位的位置垂直是可能达到的.而且限位盒与主臂是可以摆动的,.所以我们可以在断面作出在限位位置的形状,然后在保证周边间隙的情况作出主臂的形状.铰链中心线到主臂的垂直距离最好大于60mm.根据这个可以得出限位器的旋转中心范围.然后运动校核得出最佳位置.manjun12补充几点限位器设计注意事项1:为乘客安全,选定能自如上下车的CHECKING POSITION (DO OR OPEN及ANGLE2:在狭窄的地方停车时,为了乘客上下车便利,在END CHECKIN G 之间增加INTER CHECKING POSITION开度.现代设计趋势一般车型均采用两挡限位, 但特殊的例子如OPEL ASTRA却采用三挡限位。
目录1 车门限位器的主要形式 (4)1.1 限位盒、限位臂式 (4)1.2 扭杆式 (4)1.3 弹簧式 (5)2 车门限位器的设计 (6)2.1 车门限位器的布置 (6)2.2 车门限位器的开启角度 (6)2.3 车门限位器的材料 (6)2.3.1 车门限位器限位臂材料 (6)2.3.2 车门限位器限位盒材料 (6)2.3.3 车门限位器安装支架的材料 (6)2.3.4其它零件材料 (6)2.4 车门限位器的表面处理 (7)2.5 车门限位器的密封 (7)2.6 车门限位器的操作力矩 (7)2.7 车门限位器的曲线设计 (7)3 车门限位器的优化 (9)3.1 车门限位器曲线的优化 (9)3.2车门限位器限位臂的优化 (9)3.3车门限位器内部结构优化 (9)4限位器的失效模式 (10)5车门限位器的发展趋势 (11)1 车门限位器的主要形式目前市场上的车门限位器有以下几种:1.1 限位盒、限位臂式(见图1、图2)图1 图2它的工作原理为:限位器支架通过一安装螺栓紧固在车身上,限位盒通过两个安装螺钉紧固在车门上,当开门的时候,限位盒便会沿着限位臂进行运动。
由于限位臂上做有高低不同的结构,弹性橡胶块便会有不同的弹性变形,这样就需要人在开门的时候用不同的力进行关门。
在每一个限位的位置点,便能起到对车门的限位作用。
这种结构是目前应用最广泛的,它的具体形式还有很多种:有的限位臂是冲压的结构,有的限位盒内采用滚针,有的限位盒内采用滚珠,有的限位盒内采用导向块……但是限位的原理同出一辙。
这种结构的优点是结构简单,成本低,占用空间小,免维修。
缺点是对钣金的要求偏高,如果铰链强度不够,车门下沉,很可能产生异响,运行一段时间后,限位力矩降低很快。
这种结构的车门限位器一般有两当或者三挡,它的最大力矩在35Mm左右,长度一般在60mm左右,最大开启角度一般在70度以下,耐久试验后,扭矩变化大概在30%-40%。
1.2 扭杆式(见图3、图4)它的工作原理是:与铰链一体,通常安装在下铰链上,在关门的过程中,通过扭杆变形,产生不同的力,来达到限位的目的。
汽车车门限位器技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1车门:用于汽车侧面能开闭、供乘员进出的铰接门,不包括折叠门、滑移门、背门、上卷门和易于安装拆卸的简易门。
3.2限位器:限制车门的开启角度和当汽车驻车在一定坡度上的时候,车门达到设计开门角度时车门不自闭,不自开的装置。
4.要求:4.1一般要去4.1.1限位器应按照经规定程序批准的产品图样及有关技术文件制造,并符合本标准的要求。
4.1.2限位器应符合图样规定的正确安装位置。
4.1.3限位器塑料件表面不应有目视可见的划痕、杂色、毛刺、飞边及严重的收缩变形等缺陷;金属零件的涂镀层和化学处理层应结晶均匀,不得有锈蚀、镀层脱落、和杂色等缺陷。
4.1.4限位器应具有减震结构,不可将振动传至车身。
4.2性能要求4.2.1耐久性限位器应能经受80000次开关门耐久性试验,试验过程中限位器应运行平稳无卡滞现象,档位清晰,无撞击声,无异常噪声,不能出现严重异响、磨损、变形、断裂等异常现象。
试验过程中限位器的噪声应小于65dB。
4.2.2换挡力限位器的换挡力应在350N~400N之间。
4.2.3抗过载性限位器应能承受≥280N.m的过载力矩。
4.2.4耐低温性:限位器应能经受-30℃低温试验2h,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为60N.m。
4.2.5耐高温限位器应能经受+80℃高温试验2h,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为60N.m。
4.2.6耐温度变化性限位器应能经受温度变化试验,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为70N.m。
4.2.7耐腐蚀性。
限位器金属零件的电镀层和化学处理层应符合QC/T 625-1999中的有关规定。
且金属零件镀锌层应大于或等于Fe/Ep.Zn8的要求。
限位器在经受96h中性盐雾试验后,腐蚀等级应达到GB/T6461中保护4级以上。
5试验方法5.1耐久性试验将限位器固定于综合耐久试验台架或实车上,在相对运动摩擦部位加润滑剂,先将车门轻轻开关5次以上然后开始试验,试验时关闭过程中在锁止位置的加速度应达到13±2g,操作循环的频率应低于12次/分钟,在正常试验过程中测量和记录应安排在试验结束后或每5000个循环后进行。
汽车实用技术2014年第l期设计研究A U T O MO B I L E AP P L I ED T E C H N O L O G y20l 4NO.1车门限位器布置设计雷学明,班正逸,周利民(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥230022)摘要:车门限位器作为车门系统的一个关键部件,对车门开关舒适性和驾乘人员出入车辆方便性起到重要作用。
本文主要结合自身设计工作经验,阐述了常用限位器的基本布置和设计原理及方法,充分利用CAT从及ExCEL等工具建立了设计计算标准模型,希望能够使大家在同类车门限位器设计方面的理解和掌握有所助益。
关键词:限位器;布置;轨迹中图分类号:U463.834文献标识码:A文章编号:1 671—7988(201 4)01—29—04Door Che ck er Layout and DesignLei Xueming,Ban zhengyi,Zhou Liming(Technique center,Anhui JiaIlgh uai Automobile CO.,LT D.,A n hui Heifei230022) Abstract:The door checker is a VeDr important part in a Vehicl e door syStem.When a customer open me door and get in or out the Vehicle,the door checker could、v or k for me customer to be cOmfortable锄 d conVenient.This paper represent s the b asi c th eo ry and a ppl ica ti on oft he door checke rbas e o n ourexperience.Then wecreate a stalldard model by CATIA aIld ExCEL to des咖the congener door checkers.We hope itis help如l t o de si gn tl l e congener doorcheckers.Key words:Checker;Layout;1nrackCLC NO.:U463.834 Document Code:A ArticIe ID:167l一7988(2014)Ol-29—04车门限位器一般由5部分组成:安装支架、轴1、车门限位器设计概述销、限位器盒(包含弹性元件)、臂杆以及缓冲垫1,其结构如图1所示。
车门限位器设计指南1 本指南的主要内容1).本指南参照M13车型展开的2).简要地介绍车门限位器的工作原理、结构、功能,以及法规要求3).详细具体的描述和分析车门限位器的布置、限位臂造型的构建及动动校核4).概括车门限位器的试验、制图及制造工艺要求2 车门限位器的概述2.1 车门限位器的功用与分类定义:车门限位器,简称限位器,是指车门在受到一定力的作用下,限制车门转动的装置。
功用:车门限位器用以限制车门在车身倾斜的情况车门自己打开或关闭;并限制车门的最大开度,同时起缓冲作用,防止发生金属之间相碰产生刺耳的声音。
车门的最大开度,需根据上、下车的方便性,上车后关门的方便性以及车门与车身不干涉等条件来决定,一般为65°-70°。
分类:根据限位臂的型式不同,分为冲压限位器、包塑限位器和其它结构的限位器。
冲压限位器是指限位臂以冲压的工艺实现限位结构的限位器(如A11限位器)。
包塑限位器是指限位臂以钢骨架为本体,用包塑工艺实现限位结构的限位器(如B11限位器)。
其它结构的限位器是指除冲压限位器和包塑限位器以外的车门限位器。
2.2 车门限位器的结构与工作原理车门限位器的具体结构如图2.1所示,其主要由安装支架、限位臂、限位盒、橡胶缓冲块等组成。
安装支架和限位臂铆接且能平稳自由旋转。
图2.1 车门限位器的结构图注意:本指南是针对独立式车门限位器展开分析的,而不考虑铰链和限位器一体化的结构型式。
车门限位器的工作原理:如图2.2所示,当车门逐渐打开时,通过限位臂,两滚轮之间的距离加大,扭簧产生角位移,扭转到一定角度后,限位臂的凹槽卡入滚轮之间,这是第一档限位;此时车门继续转动,当转动到某一位置时,臂的第二个凹槽卡入滚轮与旋转渡轮之间被定位,达到第二档限位,同时,此刻限位臂端头的橡胶缓冲块与限位盒相碰而使门限制在最大开度。
图2.2 车门限位器工作原理示意图3 车门限位器的法规要求在法规方面,主要考虑奇瑞汽车有限公司的企业标准“Q/SQR.04.277—车门限位器总成”。
汽车车门限位器技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1车门:用于汽车侧面能开闭、供乘员进出的铰接门,不包括折叠门、滑移门、背门、上卷门和易于安装拆卸的简易门。
3.2限位器:限制车门的开启角度和当汽车驻车在一定坡度上的时候,车门达到设计开门角度时车门不自闭,不自开的装置。
4.要求:4.1一般要去4.1.1限位器应按照经规定程序批准的产品图样及有关技术文件制造,并符合本标准的要求。
4.1.2限位器应符合图样规定的正确安装位置。
4.1.3限位器塑料件表面不应有目视可见的划痕、杂色、毛刺、飞边及严重的收缩变形等缺陷;金属零件的涂镀层和化学处理层应结晶均匀,不得有锈蚀、镀层脱落、和杂色等缺陷。
4.1.4限位器应具有减震结构,不可将振动传至车身。
4.2性能要求4.2.1耐久性限位器应能经受80000次开关门耐久性试验,试验过程中限位器应运行平稳无卡滞现象,档位清晰,无撞击声,无异常噪声,不能出现严重异响、磨损、变形、断裂等异常现象。
试验过程中限位器的噪声应小于65dB。
4.2.2换挡力限位器的换挡力应在350N~400N之间。
4.2.3抗过载性限位器应能承受≥280N.m的过载力矩。
4.2.4耐低温性:限位器应能经受-30℃低温试验2h,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为60N.m。
4.2.5耐高温限位器应能经受+80℃高温试验2h,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为60N.m。
4.2.6耐温度变化性限位器应能经受温度变化试验,试验后开启力矩最大值为50N.m,关闭力矩的最大值为70N.m。
4.2.7耐腐蚀性。
限位器金属零件的电镀层和化学处理层应符合QC/T 625-1999中的有关规定。
且金属零件镀锌层应大于或等于Fe/Ep.Zn8的要求。
限位器在经受96h中性盐雾试验后,腐蚀等级应达到GB/T6461中保护4级以上。
5试验方法5.1耐久性试验将限位器固定于综合耐久试验台架或实车上,在相对运动摩擦部位加润滑剂,先将车门轻轻开关5次以上然后开始试验,试验时关闭过程中在锁止位置的加速度应达到13±2g,操作循环的频率应低于12次/分钟,在正常试验过程中测量和记录应安排在试验结束后或每5000个循环后进行。
车门限位器车门限位器是一种安全设备,广泛应用于汽车、火车、地铁等各种交通工具中。
它主要起到限制车门开启范围、防止乘客意外跌落以及保护乘客人身安全的作用。
在本文中,我们将探讨车门限位器的原理、功能、发展以及其在交通领域中的重要性。
首先,让我们来了解一下车门限位器的原理。
车门限位器通过激光、红外线或其他传感器来检测车门的状态以及周围环境的情况,并通过控制装置来控制车门的开合。
当车门关闭时,车门限位器会自动锁定车门,确保它们牢固地关闭在位,防止乘客在行驶过程中意外落下。
当乘客要上下车时,车门限位器会解锁车门并允许其打开一定的范围,同时监测周围环境是否安全。
一旦发现异常或不安全情况,车门限位器会立即触发报警并关闭车门,以确保乘客的安全。
车门限位器的功能主要包括限制车门开启范围、检测车门状态、监测周围环境、报警保护等。
首先,它能够确保车门在适当的范围内开关,防止车门打开过大或过小,保证乘客的方便和安全。
其次,它能够通过传感器来监测车门的状态,包括车门是否关闭、是否锁定等,以确保车门处于正确的状态。
此外,车门限位器还能够监测周围环境,包括是否有障碍物、是否有乘客等,从而在必要时及时采取措施,保障乘客的安全。
最后,车门限位器能够触发报警设备,及时提醒驾驶员或乘客出现异常情况,避免发生意外事件。
随着技术的发展,车门限位器也在不断创新和改进。
目前,一些车门限位器已经实现了智能化和自动化的功能。
例如,一些高端汽车和地铁系统已经使用了人脸识别技术来确定乘客的身份,并根据不同的身份进行车门开关的控制。
同时,一些车门限位器还结合了语音识别和语音提示技术,能够根据乘客的指令来开关车门。
这些创新不仅提升了乘客的使用体验,也提高了交通工具的安全性。
在交通领域中,车门限位器起着至关重要的作用。
它不仅保护乘客的人身安全,还提高了乘客上下车的效率,减少了交通事故的风险。
车门限位器的存在也促进了交通运输行业的发展和改进,推动了交通工具的安全性和智能化水平的提高。
车门限位器的功能有两个:1、汽车车门的开门角度的限制2、即当汽车驻车在一定坡度15°上时候,汽车车门达到设计开门角度时候,车门不自闭,不自开。
车门限位器布置输入条件:车门铰链、玻璃滑槽、车门玻璃、门洞线、车门内外板边界、密封面、车门内饰板等.通常情况下,车门限位器的布置位置在车门上下铰链之间,但由于玻璃面等诸多方面的原因,使得车门限位器的布置会偏上或偏下一些,最好选择在离玻璃滑槽最远的位置上。
限位盒安装在车门上,在设计布置时,尽量使限位盒的位置靠近车门内板边沿;同样,限位器的旋转中心布置时也尽量向车内靠近。
即,尽量使车门限位器的布置位置远离车门铰链中心线,增大车门限位器的力矩(力臂必须≥60mm,一般为60—80mm),以便于车门限位器在工作时,只要求较小的摩擦力,从而提高车门限位器的使用寿命,降低开发难度等。
由铰链中心线、限位器臂旋转中心、限位盒及与主臂的初始位置,通过作图法可拟合出车门限位器主臂的中心线。
其中作图法可以先通过两个两个限位器的两个极限位置,在两个极限位置中间确定十个园(以限位器旋转中心为圆心)。
在车门绕铰链中线转动过程中保持限位盒与主臂的垂直,做出与相应园相交的点,并做出与限位盒的垂线,10段线的组合可得出限位器主臂的轨迹线!车门限位器是用以定位车门的开关角度,控制车门停留在要求的位置,在最大开启角度范围内设两到三个档位,并在开关门的过程中有一定的保持力矩和开启关闭力矩的装置。
它既能防止因开关门过猛或大风天气而损坏车门和伤害行人,也能防止在坡路上因车门的突然关闭而造成人员的伤害。
限位器可分为独立式和复合式结构。
独立式限位器的结构多种多样,在独立式限位器如下图中常用的一种结构式由限位臂和限位器壳体总成等零件组成此种独立式限位器是通过限位臂上凹凸槽与壳体内的滚针相接触,并通过弹性体大道夹紧限位臂的作用。
目前,限位器的弹性体大都采用橡胶块的形式,所以。
但随着使用次数的增加,橡胶块经常被压缩,再考虑到天气等原因,橡胶块很容易老化,失去弹性体的作用,使限位力矩减小,并最终导致限位器失效。
从造型开始,就需要在造型师的创意中定义各处缝线,这也包括门缝线以及概念性的门洞密封面。
这个过程当然要得到总布置、车身结构等部门的工程师协助,只有符合了基本的法规和使用限制、具备了初步的结构可行性,造型师的工作才是真正有成效的。
在造型定义的门缝线、门外观的基础上才可能进一步工作,定义密封面。
这个区域与侧围和门的配合相关,基本上需要以门的工作为基础开展工作。
在造型面的基础上,设计门的工程师需要校核和定义玻璃表面,并通过型面工程师反映到外观数据上;随后还需要在造型面的基础上定义门各处基本结构和密封结构,使用截面进行表达,这样就基本上建立了门洞止口的基础。
总布置需要在初步的门洞定义(包括门结构)上开展人机方面的校核,比如障碍角、乘降性等等;车门、侧围结构也需要进一步的细化,甚至搭建初步的数据结构,以确保各处可以按截面布置中的定义执行,对其中表达不足或不完善的地方进行补充,进行初步的运动、装配校核,同时还需考虑初步的工艺可行性,确保加工、装配工艺不出问题。
有了断面和初步结构,甚至CAE部门也开展了相应的前期分析工作。
经过这样一个初期阶段的工作,门洞、门这个区域的定义基本成熟,外表面、缝线、密封面、截面定义和初步结构都经过了必要的法规、人机和运动/设计校核,可以在此基础上开展详细的结构设计、机构附件设计等等,这时的门洞缝线、密封面基本完整和成熟,侧围也相应可以开展详细的设计工作了。
门洞止口边设计正向开发的车身设计中,门洞止口边的设计是整车车门密封系统的第一步。
门洞止口边受车身布置的限制,如:H点的确定,出入的方便性,安全带的布置。
影响门的厚度的一个关键的因素,就是门洞止口边的弧度,它决定了玻璃的弧度,从而影响了玻璃运动的轨迹。
它的形状也基本确定了车身三大立柱的截面。
1、为了更好的出入方便性,R1 R3一般来说,要设计的比较小;2、受座椅的影响,考虑的制造工艺性,R2 R4一般要设计的比较大。
3、考虑到密封条的制造工艺,以及装配上避免起皱,R5,R6一般不适合很小,通常密封条厂家会在R5 R6的位置接一段硬度偏软的条子。
目录1 车门限位器的主要形式 (4)1.1 限位盒、限位臂式 (4)1.2 扭杆式 (4)1.3 弹簧式 (5)2 车门限位器的设计 (6)2.1 车门限位器的布置 (6)2.2 车门限位器的开启角度 (6)2.3 车门限位器的材料 (6)2.3.1 车门限位器限位臂材料 (6)2.3.2 车门限位器限位盒材料 (6)2.3.3 车门限位器安装支架的材料 (6)2.3.4其它零件材料 (6)2.4 车门限位器的表面处理 (7)2.5 车门限位器的密封 (7)2.6 车门限位器的操作力矩 (7)2.7 车门限位器的曲线设计 (7)3 车门限位器的优化 (9)3.1 车门限位器曲线的优化 (9)3.2车门限位器限位臂的优化 (9)3.3车门限位器内部结构优化 (9)4限位器的失效模式 (10)5车门限位器的发展趋势 (11)1 车门限位器的主要形式目前市场上的车门限位器有以下几种:1.1 限位盒、限位臂式(见图1、图2)图1 图2它的工作原理为:限位器支架通过一安装螺栓紧固在车身上,限位盒通过两个安装螺钉紧固在车门上,当开门的时候,限位盒便会沿着限位臂进行运动。
由于限位臂上做有高低不同的结构,弹性橡胶块便会有不同的弹性变形,这样就需要人在开门的时候用不同的力进行关门。
在每一个限位的位置点,便能起到对车门的限位作用。
这种结构是目前应用最广泛的,它的具体形式还有很多种:有的限位臂是冲压的结构,有的限位盒内采用滚针,有的限位盒内采用滚珠,有的限位盒内采用导向块……但是限位的原理同出一辙。
这种结构的优点是结构简单,成本低,占用空间小,免维修。
缺点是对钣金的要求偏高,如果铰链强度不够,车门下沉,很可能产生异响,运行一段时间后,限位力矩降低很快。
这种结构的车门限位器一般有两当或者三挡,它的最大力矩在35Mm左右,长度一般在60mm左右,最大开启角度一般在70度以下,耐久试验后,扭矩变化大概在30%-40%。
1.2 扭杆式(见图3、图4)它的工作原理是:与铰链一体,通常安装在下铰链上,在关门的过程中,通过扭杆变形,产生不同的力,来达到限位的目的。
这种结构多用在欧洲车市场,因为是爱德夏的专利,目前我公司车上还未成运用。
这种结构的优点是噪音低,寿命强,限位效果好。
缺点是占据空间大,结构复杂,维修成本高等。
这种结构的限位器一般有两挡或者三挡,它的开门力矩最大为45Nm,关门力矩最大50Nm ,最大开门角度在60-65度左右,耐久试验后,扭矩变化大概在15%左右。
图3 图41.3 弹簧式 弹簧式的车门限位器采用与铰链一体式,利用弹簧和限位杆的结构来实现对车门的限位。
见图5,图6。
图5 图6它的工作原理为:在车门开启的时候,连接车门的部分跟随车门旋转,带轴承 弹簧 限位杆连接车门连接车身动限位杆旋转,限位杆便会摩擦轴承部分的外套,由于限位杆上有高低不等的结构,靠弹簧的弹力便产生了不同的限位力,达到限位车门的目的。
在目前的市场上,该结构应用不是很多,主要原因是它的很多缺点导致的。
跟上述两种限位器的结构对比,该结构占用空间在两者之间,但是由于铰链的旋转中心轴在限位部分为悬臂,限位器的限位扭矩不能过大,否则悬臂的强度存在风险;另外这种结构在限位处有轴承,轴承的工作环境很恶劣,很容易受到损害,产生异响。
由于上述的诸多原因,该结构限位器应用不是很广泛。
这种结构的限位器优点是限位挡位比较清晰,限位力矩容易调整等。
2车门限位器的设计由于目前限位臂限位盒式车门限位器应用最为广泛,故在本设计指南中,只介绍限位臂限位盒式车门限位器的设计。
2.1 车门限位器的布置车门限位器一般布置在车门上下铰链之间,当然一体式的车门限位器布置在车门下铰链上,也有的布置在下铰链的下方。
限位器布置的具体位置可以通过在开门的过程中整个开门系统的受力分析获得,因铰链中心线通常有点偏斜(通常2度左右,最大不能超过4度),这样造成限位器的在布置在不同的位置的时候,对开门系统贡献的力矩也不尽相同,但相差并不是很大,可以根据实际情况计算。
另外,车门限位器的布置还要考虑门的空间,尽量布置在空间比较大的地方,避免车门限位器在开门过程中与玻璃导轨、玻璃干涉,或者在车门玻璃下降的时候与玻璃等零件在某个状态干涉或者空间太小。
2.2 车门限位器的开启角度车门限位器的最大开启角度一般在60-65度之间,它的开启角度与铰链的开启角度有很大关系。
限位器为了实现其限位作用,它的开启角度要比铰链角度偏小,铰链的开启角度一般在70-75度,公差在正负3度;限位器的开启角度一般在65正负3度,考虑公差的情况下,限位器的开启角度比铰链至少少2度,这样才能保证限位器充分发挥作用。
在设计中可以综合考虑限位器的开启角度,同时要考虑限位器一挡开启时人上下车的方便性。
一挡的开启角度开启的车门间隙一般不小于550mm。
2.3 车门限位器的材料2.3.1 车门限位器限位臂材料为了满足限位器的过载开门试验,限位臂的材料一般是Q235+PA66,Q235的料厚一般为3mm。
2.3.2 车门限位器限位盒材料考虑限位盒的冲压要求,车门限位器限位盒的材料一般为DC03,限位盒盖的材料一般为DC01,料厚分别为2.0mm和1.5mm。
2.3.3 车门限位器安装支架的材料因车门限位器支架是把限位器安装在车身上的唯一一个零件,故它的材料及强度要求比较高,通常采用B450NQ,料厚通常为2.0mm。
2.3.4其它零件材料弹性橡胶块是车门限位器中比较重要的零件,因工作环境比较恶劣,又要考虑橡胶的低温特性、弹性、耐油脂性等,一般材料丁腈橡胶。
导向块,因导向块与限位臂材料摩擦,故导向块的材料一般为POM。
有些车门限位器不采用导向块的结构,而采用滚针的结构,滚针的材料一般采用35钢。
铆钉,车门限位器的限位臂与车门限位器安装支架用铆钉铆接在一起,铆钉的材料一般为45钢。
限位盒运动到限位器的最后开启角度后,通常有一个缓冲块、一个限位用的钢板和一个限位铆钉,缓冲快的材料通常采用丁腈橡胶,限位钢板的材料一般采用DC01,限位铆钉的材料通常Q235,也有的限位器没有这些零件。
限位器的各个部件的材料并不是只有一种选择,特别是金属材料,在满足要求的情况下,材料和料厚都能选择其他的材料和牌号。
2.4 车门限位器的表面处理车门限位器的工作环境比较恶劣,按照相关标准要求,车门限位器要能承受5%中性盐雾试验144小时,这对限位器提出表面处理的要求。
因车门限位器的安装支架裸露在外边,环境最为恶劣,通常镀锌黑色钝化,以满足相关标准要求。
车门限位器限位盒装车车门里面,环境较支架比较好,一般采用镀锌彩色钝化。
因限位臂上经常包覆一层塑料,工作环境相对来说处于限位器安装支架和限位盒之间,但是限位臂总用地方暴露出来,所以一般来说限位臂也要进行表面处理,进行镀锌彩色钝化。
2.5 车门限位器的密封因车门限位器限位盒内部涂有很多润滑脂,以保证限位器在使用的过程中噪音低。
故限位器的密封就很有必要。
否则经过一段时间使用,限位器限位盒内进入灰尘,油脂的可搅拌性降低,限位器就会出现发涉、异响等现象。
限位器的寿命降低。
限位器的密封一般在限位盒与钣金安装面之间添加一片带有单面胶的海绵,来保证车门限位器的密封,减少灰尘进入限位盒,增加限位器的使用寿命。
2.6 车门限位器的操作力矩门限位器的作用是对车门的一些特定的位置进行限位,这样就要求车门限位器有一定的限位力矩或者开关门力矩的要求。
车门限位器的操作力矩是可以计算出来的。
因整个车门开启系统均是相对铰链旋转中心现进行旋转,故可以针对铰链中心线做一个力矩平衡。
车门限位器的操作力矩计算过程中要考虑整车在下面几个特殊状态下对车门限位器限位力矩贡献。
1)整车倾斜的时候,对关门力矩的要求。
2)整车上坡或者下坡对车门限位器开关门力矩的要求3)铰链本身的阻力扭矩。
4)限位器安装支架与限位臂沿铆钉旋转的阻力力矩。
除此之外,车门铰链的倾斜,内开外开力也要考虑。
因车门的操作力矩经过一段时间后会降低,故在设计的过程中,在不影响整车开关力的要求下,一般采用集中情况综合下最大的力矩。
2.7 车门限位器的曲线设计在设计的过程中,车门限位器的很多零件均可以沿用,例如限位器安装支架,车门限位器限位盒等。
限位器的设计要注意以下几点:1)限位臂旋转中心线与铰链中心线平行。
2)限位器安装支架与铰链选装中心线平行。
3)限位盒内滚针必须时刻与限位臂曲线垂直。
4)限位臂曲线所在平面必须与铰链旋转中心线垂直。
车门限位器曲线的设计通常采用微积分近似方法进行。
设计方法按照如下步骤进行:1)根据整车的布置做出限位器部分的断面图,见图7。
图72)假如车门限位器的开启角度为68度。
我们把车门开启角度等分成17个等角度,每个角度为4度。
见图8。
图8 3)各个圆截得一段曲线。
见图9。
图94)把各段曲线连接起来便得到了限位器得曲线。
见图10。
图103车门限位器的优化车门限位器设计过程中,每一个阶段都需要对车门限位器进行优化,保证下一步的工作能够正确的开展。
车门限位器的优化可以分为以下三种:3.1 车门限位器曲线的优化车门限位器曲线设计完成后,可以根据曲线对车门限位器曲线进行运动分析。
如果出现车门在运动过程中距离相关零件之间得间隙太小,可以根据实际情况对车门限位器曲线进行优化。
在优化的过程中要考虑一下几点:1)车门限位器的任何部件与相关部件之间的距离最好保持10mm以上,最小不能少于5mm。
2)在运动的过程中,限位器曲线与限位盒之间的间隙要保证1mm以上间隙。
3)可以对曲线进行调整,但是要保证1)、2)均能满足。
车门限位器曲线验证符合实际要求后,可以根据曲线进行建模。
在考虑关门的情况下,可以把限位臂在一挡的位置有个倾斜的角度,来配合自动关门的趋势。
3.2车门限位器限位臂的优化车门限位器数模完成后,仍有必要进行运动分析,来验证整个开门系统是否满足整车整车设计要求,当限位器限位臂不能满足要求是,对限位器本身进行优化。
运动分析过程中要考虑以下部分的内容。
1)铰链与车门限位器开关门角度分析。
2)车门限位器与相关零件(玻璃、玻璃导轨等)之间的间隙分析。
3)车门限位器本身的间隙分析。
限位臂本身可以进行以下简单的调整,但是一般要要求为:1)限位器限位臂的宽度一般不小于10mm。
2)限位器限位臂的限位结构处最厚部分一般在10mm左右。
3)限位器限位臂的限位结构处最薄部分一般在5mm左右。
3.3车门限位器内部结构的优化在车门的限位器的限位力矩不能满足要求是,可以对弹性相交块进行优化,更改橡胶的配方,或者直接更改限位块的硬度,来满足不同的限位力矩要求。
在运动分析过程中,如果限位器本身干涉,可以调整限位器的曲线,也可以更改限位盒,在限位盒空间或者强度允许的情况下,增加限位器限位盒的开口,但是一定要注意限位盒的密封。