车门铰链构造及设计介绍
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正常车门及车门铰链结构图•了解车门必须首先了解车身,通过查阅资料发现,轿车车身主要有两种类型.承载式车身和非承载式车身.对于车而言,车门是一个非常重要的部件,车门是由门外板、门内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。
正常车门及车门铰链结构图门铰链作为车门与车身的连接部件,作用非常重要,奇瑞A1 自动关门的奥秘就在这里!它的门铰链特别增加了一个结构看似挺有学问的限位装置您可别小看这么一个小小的车门限位器,它的功能确是不容忽视的,它会跟据你开关车门的角度,来自动的调整车门保持开启位置或者自动关闭,通俗点解释就是当你关车门时,只需要轻轻的施加一个力,达到车门限位器的限位值,车门就会自动关闭.这小小的配置还保护车门前边框,防止与车身板金接触。
刮风的时候特别是车辆顺风开门时,它能很好的保护车门,限制到一定程度、而不被损坏。
由此可见,这虽然只是车门上的一个小小的配置,可是确可以给车主带来很多的好处与方便。
第一节车身壳体、车前板制件及车门、车窗车门的构造如下图所示:2.车窗1)风窗汽车的前、后风窗通常采用有利于视野而又美观的曲面玻璃,轿车的前后风窗又称前后风挡玻璃。
2)三角通风窗为便于自然通风,某些汽车在车门上设有三角通风窗,三角通风窗可绕垂直轴旋转,窗的前部向车内转动而后部向车外转动,使空气在其附近形成涡流并绕车窗循环流动。
3.车门玻璃升降器现代轿车广泛采用圆柱面的车门升降玻璃,通常采用齿轮齿扇交叉臂式和钢丝绳式两种玻璃升降器。
4.客车的侧窗客车的侧窗可设计成上下开启式或水平移动式。
侧窗玻璃采用茶色或带有隔热层,可使室内保温并有安闲宁静的舒适感。
具有完善的冷气、暖气、通风及空调设备的高级客车常常将侧窗设计成不可开启式,以提高车身的密封性。
5.轿车的遮阳顶窗遮阳顶窗(也称天窗)及其他车窗开启时可使汽车室内与外界连通,接近敞篷车的性能,以便乘员在风和日丽的季节里充分享受明媚的阳光和新鲜的空气。
遮阳顶窗不但可以增加室内的光照度,而且也是一种较有效的自然通风装置。
一、车门铰链的功用铰链是车身与车门之间实现联接固定的关键部件,是车门主要承重部件,车门绕铰链轴线转动,实现车门开闭功能。
分类方式加工方式冲压方式冲压铰链具有质量小、成本低等优点,但其缺点主要有制造一致性不易保证,承载能力较铸造铰链弱。
铸造铰链铸造铰链可以将结构做得比较复杂,能够保证良好的制造精度和一致性。
缺点是质量大,成本高。
经销商采用“叠罗汉”展示安全性。
VS VS 铸造铰链感官上比较厚实冲压铰链看起来柔弱一些实际上,由于各部分受力不同,轴销孔的壁厚,轴销的强度更应该受到关注。
分类方式装配方式焊接铰链焊接铰链主要集中在欧美车型上,其特点是连接强度可靠。
由于其产生热变形的缘故,越来越多的欧美车开始放弃这种安装方式。
总装铰链总装铰链采用螺栓安装的方式连接车门和车体。
螺栓安装可以避免焊接过程中产生的热变形及应力集中,安装工艺简单,得到广泛的应用。
•车门铰链一般由阴铰链、阳铰链、铰链销和衬套组成。
阴铰链通过焊接、螺栓等方式固定在车身上,阳铰链则通过焊接、螺栓等方式固定在车门上。
在阴铰链和阳铰链之间,通过铰链销组合在一起。
铰链销提供铰链乃至整个车门的旋转中心。
由于铰链销在车门运动时,承受的摩擦较大,一般应增加自润滑衬套,以减少铰链销的磨损。
1、车门铰链的组成•铰链属于精密零部件,装配配合方面的要求很高。
因此,对铰链总成中每一个零部件的要求都比较高,这里主要介绍阴阳铰链、铰链销的设计尺寸要求。
•在尺寸方面,需要定义安装孔的位置、大小和相对距离,以及铰链销通过孔的直径和相对位置等。
在公差方面,安装孔的位置公差一般为±0.2mm,孔径应规定+0.2mm的上偏差,下偏差为0,铰链销通过孔径应规定+0.05mm的上偏差,下偏差为0,另外还要规定两个孔之间的同轴度,一般为0.1。
对各孔的内部,还需要有1.6的表面粗糙度要求。
对阴铰链安装面还要有平面度要求,一般设定为0.1。
•图3为一种阳铰链的设计样图。
在尺寸、形位、公差、表面粗糙度等方面与阴铰链类似。
.车门铰链布置和运动校核车门铰链的设计是车门设计的一项重要工作,直接关系到车门能否正常开启。在铰链设计中,铰链中心线定位和铰链中心距是重要的设计硬点。铰链轴线一般设计成具有内倾角和后倾角。内倾角指铰链轴线在x=0平面上的投影与z轴之间的夹角,内倾角一般为0~4°,见图4;后倾角指铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角,一般为0~2°,见图5。内倾角和后倾角都是为了使车门开启时获得自动关门力,也有个别汽车门铰链具有前倾角,但一般不会有外倾角。车门铰链轴线的设计先确定铰链轴线沿车身方向的尺寸变化范围(X1,X2),并在此范围内任选一值Xm,将轴线限制在与x轴垂直的平面x=Xm内,在x=Xm平面内确定铰链轴线的倾斜状态:先分别求出x=Xm平面与内外板曲面的交线C1和C2,并求出C1和C2对应的y方向的极限坐标位置Ymin(内板投影线最左端)、Ymax(外板投影线最右端);在x=Xm平面内通过输入直线方程y=B,B∈(Ymin,Ymax)来生成一条与z轴平行的轴线Z1Z2;确定铰链轴线中心点的z坐标值:通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C,并根据它在y=B直线上求出一点O;根据铰链轴线内倾角范围θ∈(0°,4°),将y=B直线绕O点逆时针旋转θ角度,得到轴线位置O1O2。根据铰链间距L∈(300mm,500mm),以铰链中心O为初始点,沿直线y=B确定两点D和E,使两点间线段长度为L,调整L值以及轴线外板的距离,保证在铰链宽度方向不与外板干涉的情况下,轴线尽量靠近外板的极限位置(L值确定已知时)。若L值可以改变,则可以考虑稍微减小L值,轴线更靠近外板(车门外板曲率较大时)。可以通过改变最初的B值重新生成轴线O3O4或作O1O2的平行线来改变轴线到外板的距离。当轴线位置最终确定后,根据D、E两点位置可将铰链模型正确地放入车门门腔内,待进一步运动校核及干涉检验。铰链中心距的确定可参考车门长度,一般铰链中心距/车门长度=33%,或者更长。需要说明的是在布置铰链时,应注意在结构允许的情况下,车门上下两铰链之间的距离应尽可能大。为了避免打开车门时与其它部分干涉,铰链的轴线应尽可能外移,使其靠近车身侧面。铰链中心线位置和中心距确定后,需要进行运动干涉校核,这也在主断面设计中完成,可能出现的干涉位置有前后门干涉、前门与A柱翼子板干涉、门与铰链干涉等,在可能干涉的位置取主断面,将车门延中心线旋转,即可一目了然,如图6。1.6车门玻璃设计以及车门玻璃升降器的设计布置玻璃要设计为双圆环面,可以和外造型匹配,达到玻璃升降的平顺性,圆环面的数学方程如下,其思想简图与基本参数见图7、8:当R足够大且圆柱半径r远远小于R时,从圆环面上截取的玻璃曲面仍近似为柱面。玻璃的运动可以认为是一种绕圆环面中心引导线的旋转运动,其运动轨迹是与引导线成一定夹角的圆环截面线的一部分。R=15~25km,r=1200~2000m;大客车为R=∞,r=4000~7000m。玻璃升降器是车门设计中很重要的一个环节,它的合格与否直接影响到车窗的开闭。玻璃升降器在设计过程中,关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定。有了玻璃的数据后,可求出玻璃的质心位置,根据以往设计经验和一些样车数据,一般单导轨的位置是在玻璃质心位置向B柱方向偏移15~25mm,双导轨的间距应在不干涉内门板和其它附件的情况下尽可能大,但两个导轨的中线应该在玻璃质心位置向B柱方向偏移15~25mm。导轨位置确定后,通过偏置玻璃面求出导轨的弧度,此导轨弧度为空间螺旋曲线。由于玻璃运动近似圆弧运动,但升降器的长导轨在自由状态下是平面运动,所以在玻璃升降过程中,升降臂和平衡臂会变形随长导轨一起运动。为了提高升降器的寿命,应使运动过程中升降臂和平衡臂的变形量尽可能小。图9表示了玻璃运动轨迹和长导轨在自由状态下的运动轨迹,A、B、C分别表示了玻璃在上、中、下3个位置时升降臂和平衡臂的最大变形量,其中C>A=B。2 结语设计硬点控制在车门设计的灵魂,主断面是车门设计的重要手段,以此为思路,使车门设计有条不紊,效率得以提高,质量得以保证。车门设计是车身设计中最复杂、难度最大,实际过程中可能会遇到很多情况,有时甚至会出现控制硬点之间相互矛盾,需要具体问题具体分析,不断调整以达到最优结果。。
车门铰链的设计【摘要】本文主要以金杯换代车型车门铰链设计为基础,论述了车门铰链的设计流程,以及在车门铰链的设计过程中应注意的问题。
【关键词】车门;铰链车门铰链的设计是车门设计的一项重要的工作,直接关系到车门能否正常开启?在整车设计中铰链的设计也是相对的复杂,其要充分考虑门框的边界、人机工程、车门下垂的诸多问题。
1 车门铰链的位置布置1.1 基础定义(1)车门内、外倾角铰链轴线在X=0平的面上投影与z轴之间的夹角。
建议内或内倾角不超过2°;一般没有外倾角。
(2)车门前、后倾角铰链轴线在Y=0平面上的投影与z轴之间的夹角。
建议前或后倾角不超过1.5°。
(3)门铰链的最大开度角车门铰链所能开启的最大角度值。
(4)车门最大开度角车门所能打开的最大角度值。
(5)上下门铰链中心的距离上下门铰链中心的距离一般与车门的自重、分缝线的曲率及固定立柱的外形等有关,中心距一般不小于350mm。
图1 车门铰链布置1.2 铰链轴线的设定铰链轴线的布置是整个开闭件后续结构设计的基础。
其具体原则如下:(1)铰链轴线应定成内倾或后倾,通常以内倾0~2度,后倾0~1.5度,以便有利于在保证铰链间距的条件下,增大轴线的外移程度。
同时车门在自身重力的作用下能够自动合上。
但在设计设计过程中因各种条件限制,铰链轴线无法保证内倾或后倾,可能与z方向平行。
(2)铰链轴线布置应尽量靠近车门外板和车门前端,因为轴线越靠近车门外板,门完全打开后,前门与翼子板间隙以及前后门间隙就越大,有效避免干涉;轴线越靠近车门前端,门旋转时,其对A、B柱的侵入量越小。
1.3 铰链间距的设定在结构允许的情况下,车门上下两铰链之间的距离应尽可能大,因为距离越大,铰链X向受力越小,可以有效防止车门下垂。
在实际设计过程中由于造型等各种原因限制,使得铰链间距离无法满足要求。
但应尽量保证前后门铰链中心距应不小于1/3 的车门宽度。
1.4 在车门铰链的布置设计中除上述外还应注意以下几个方面(1)为能获得更好的链接刚度,应在车门本体和门柱上设置必要的加强板或采用增厚的内板焊接,因为车门与铰链和门柱与铰链的连接刚度不足,往往是车门下沉的主要原因。
汽车车门铰链机械原理
汽车车门铰链是连接车门和车身的重要组成部分。
它们起到了车门的支撑和开启、关闭的作用。
那么,汽车车门铰链的机械原理是什么呢?
汽车车门铰链主要由铰链本体、铰销、垫片、弹簧等部分组成。
铰链本体是由两个相互连接的零件组成,它们通过铰销连接在一起。
铰销是一个圆柱形零件,通常由铁、钢等金属材料制成。
它的直径要比铰链本体的孔径略大,这样才能确保铰销能够顺畅地旋转,从而实现车门的开启和关闭。
在铰链本体的两端,还安装有垫片。
垫片的作用是减少铰链本体和车身之间的摩擦,从而延长铰链的使用寿命。
此外,垫片还可以起到缓冲的作用,避免车门在关闭时产生过大的冲击力。
车门铰链的开启和关闭是通过弹簧实现的。
弹簧是一种能够储存弹性势能的零件,它的形状通常是螺旋状的。
在车门铰链中,弹簧的作用是帮助车门保持在打开或关闭的状态。
当车门关闭时,弹簧会将车门向车身方向施加一个力,从而确保车门紧密地贴合在车身上。
而当车门打开时,弹簧则会释放储存的弹性势能,帮助车门顺畅地打开。
总的来说,汽车车门铰链的机械原理就是通过铰链本体、铰销、垫
片和弹簧等零部件的相互作用,实现车门的开启和关闭。
这些零部件的精密设计和制造,能够确保车门的安全性、稳定性和寿命。
同时,车门铰链也是汽车安全性的重要组成部分,必须经过严格的品质测试和质量控制,确保其符合国家和行业标准。
汽车车门铰链机械原理
上铰链通常由一对铰钉和轴承组成,其中一个铰钉安装在车门上,另
一个铰钉则安装在车身上。
铰钉允许车门绕垂直轴线进行旋转,而轴承则
减少因车门的重量而带来的阻力。
上铰链的机械原理是通过铰钉的转动和
轴承的滚动使车门上下转动开启或关闭。
下铰链与上铰链的原理类似,它也包括一个铰钉和一个轴承。
不同之
处在于,下铰链的铰钉安装在车门下部,而轴承则安装在车身下方。
下铰
链的机械原理与上铰链相同,也是通过铰钉的转动和轴承的滚动使车门可
以在水平方向上开启和关闭。
在车门开启和关闭过程中,铰链还要面对车门的重量以及可能的外力,因此它需要具备一定的强度和稳定性。
一般情况下,铰链采用坚固耐用的
材料制成,如钢铁或铝合金,以确保车门能够安全稳定地运动。
此外,为了保证车门能够顺利地进行开启和关闭,铰链还需要定期进
行润滑维护。
润滑油可以减少铰链在转动过程中的摩擦和磨损,从而延长
铰链的使用寿命并提高操作的顺畅度。
总之,汽车车门铰链的机械原理是通过铰钉和轴承的转动和滚动使车
门能够开启和关闭。
铰链的设计和制造需要考虑到车门的重量和外力的影响,以确保车门能够稳定安全地运动。
此外,定期的润滑维护也是确保铰
链正常工作的重要步骤。
车门铰链的布置和分缝线设计是车辆设计中非常重要的一部分,它直接影响到车门的开启、关闭以及密封性能。
以下是关于车门铰链布置及分缝线设计的一些建议指南:
车门铰链布置设计指南
1. 结构强度:车门铰链的布置应考虑车门的重量和结构强度,确保在正常使用情况下不会出现变形或破损。
2. 开合角度:车门铰链的设计要充分考虑车门的开合角度,以便乘客能够方便地进出车辆,并且要避免与车身其他部件碰撞。
3. 平衡性:车门铰链设计应考虑车门的平衡性,使得车门在打开和关闭时能够平稳运动,避免产生过大的惯性力。
4. 润滑和防锈:考虑使用耐用的铰链材料和润滑系统,以减少摩擦和延长使用寿命。
同时,应考虑防锈处理,特别是对于车辆在恶劣环境下的使用情况。
分缝线设计指南
1. 密封性能:分缝线设计要确保在车门关闭时能够有效地密封,避
免外部灰尘、水汽等进入车内。
2. 外观和匹配度:分缝线设计应考虑与车身板金的匹配度和美观性,使得整体外观更加流畅自然。
3. 减少噪音:分缝线的设计要尽量减少风噪和路噪的传入,提高车内的舒适性。
4. 材料选择:选择耐用、柔软的密封材料,能够适应车门在开合时的变形,同时具有良好的回复性能。
5. 防水处理:在分缝线的设计中要考虑防水性能,特别是对于车辆在多雨或多泥泞的道路行驶时,确保车门的密封性。
以上只是一些车门铰链布置及分缝线设计的基本指南,实际设计中还需要根据具体车型、品牌和使用场景进行更为具体的设计和优化。
汽车车门铰链的种类一、什么是车门铰链车门铰链是连接车门和车身框架的重要组件,它通过支撑和控制车门的开合运动,保证车门的平稳可靠开关。
车门铰链的种类有很多,下面将详细介绍几种常见的车门铰链。
二、普通铰链普通铰链是最常用的一种车门铰链,它由两个金属板通过凸缘和螺栓固定在一起。
普通铰链适用于大多数汽车车门,它结构简单、安装容易,并能够承受一定的开合力。
然而,普通铰链在承受较大压力时容易产生松动和磨损。
三、隐藏式铰链隐藏式铰链是为了美观而设计的一种铰链。
它将铰链隐藏在车门内部,只有当车门打开时才会显露出来。
隐藏式铰链不仅使车门外观更加整洁,还增加了车辆的安全性,因为隐藏式铰链使得车门更难以被撬开。
四、气压铰链气压铰链是一种使用气压作为动力的铰链。
它通过气压弹簧来控制车门的开合,使得车门开合过程更加轻松。
气压铰链不仅可以减轻车门的重量,还能够提高车门的密封性和安全性。
然而,气压铰链的维护和更换成本较高,需要定期检查气压弹簧的状态。
五、滑动门铰链滑动门铰链是一种用于侧滑门的特殊设计铰链。
它通过滑动装置使车门能够沿车身滑动打开,而不是向外旋转。
滑动门铰链广泛应用于商务车和家用MPV等车型,因为它可以提供更大的进出空间和更方便的使用体验。
六、旋转门铰链旋转门铰链是一种特殊的铰链设计,它使得车门能够围绕垂直轴旋转。
旋转门铰链通常用于超跑和敞篷车等高端车型,它不仅提供了独特的开门体验,还体现了车辆的豪华和个性化。
七、有序列表总结根据车门铰链的种类可总结如下: 1. 普通铰链 2. 隐藏式铰链 3. 气压铰链 4. 滑动门铰链 5. 旋转门铰链以上就是几种常见的汽车车门铰链种类。
不同的铰链设计适用于不同类型的车辆和用途,车门铰链对于车辆的安全性、舒适性和美观性都起着不可忽视的作用。
了解车门铰链的种类和特点,有助于我们选择适合自己车辆的铰链,并在使用过程中做好维护和保养工作,延长其使用寿命,确保车门的正常开合运动。
汽车门铰链结构布置设计车门铰链作为汽车车门的关键部件,其设计、布置关系到车门使用性能。
1车门铰链概述1.1车门铰链基本构成车门铰链是与车门和车身相联接,能够绕上下方向的同一轴线回转且相互结合部件的总称。
如图1,车门上下铰链,由固定件、旋转件和铰链销三部分组成。
旋转件通过螺栓与车门相连接,固定件与车身相连接。
在车门开闭过程中旋转件和车门围绕铰链轴做旋转运动。
固定件对车门要求有限位保护作用。
铰链轴和转动件间装有轴套,铰链轴套采用高耐磨材料制成。
图1车门铰链结构图1.2车门铰链布置要求车门铰链是车门总成中的受力构件也是运动构件,当车门关闭时,车门上的承力件为门锁和铰链;当打开车门时,车门的重力完全由铰链来承受。
铰链轴线的布置会影响车门的开度、门柱的尺寸、以及车门开缝线的位置和形状。
铰链的布置设计包括铰链轴线的确定、铰链间距确定和开启角度的确定三个步骤。
在铰链布置设计中,铰链轴线确定和铰链间距是重要的设计硬点。
在布置铰链时,应注意以下几方面的问题:(1)根据外表面及车门分缝,确定铰链轴线;(2)铰链轴线布置越靠近车门外板和车门前端就越有利,避免干涉;轴线越靠近车门前端,门旋转时,其对A、B柱的侵入量就越小;(3)车门绕铰链旋转的过程中,保证车门与翼子板的间隙在3.5mm以上;(4)车门上下铰链的跨距应大于车门横向长度的1/3;(5)车门上下铰链一定要同轴;(6)铰链旋转轴线一般都会要求有一定的内倾角和前倾角,角度一般在1° ~3°,来保证车门足够的开度,而且可以避免车门打开的时候碰撞到路边的台阶;使车门有自关力。
2车门铰链轴线的确定根据以上布置要求,对车门铰链轴线进行确定。
铰链轴线在整车坐标下的XZ和YZ平面内的位置是确定的,因此分别对轴线在两个平面上的投影线进行拉伸得到两个面,这两个面相交线即为铰链的轴线。
在设计过程中做两条投影线时,要按照以上讲述的原则和要求进行约束,如图2,XZ平面上铰链轴线与垂直方向夹角为α,YZ平面上铰链轴线与垂直方向夹角β。
编号代替密级商密×级▲汽车工程研究院设计技术规范车门铰链设计规范2006-09-30制订2006-10-30发布前言3 车门铰链的定义及结构类型3.1 车门铰链的定义车门铰链是连接车身与车门的关键部件,也是车门主要受力部件,车门围绕门铰链轴开启与关闭。
3.2 车门铰链应满足的要求车门铰链应满足以下基本要求:1)门铰链支架可靠性好,满足重复试验要求,且碰撞或受冲击后不脱落;2)门铰链衬套转动灵活,不滞涩;3)两铰链轴的轴线必须在一条直线上,为了使车门有自动关闭的趋势,铰链轴线应有一定的内倾角度和前倾角度,不宜过大;4)两铰链的间距应尽量大,以减小铰链的受力;5)铰链轴线应尽量布置得靠车门外板和车门前端,以减少车门旋转时铰链轴前面的车门的旋入量;6)铰链要固定牢固,活动件间隙尽量小,避免车门下沉。
4车门铰链设计要点4.1 铰链的结构形式分类方式结构型式结构特点事例图片备注加工方式冲压铰链冲压铰链具有质量小、成本低等优点,但其缺点主要有制造一致性不易保证,承载能力较铸造铰链弱。
铸造铰链铸造铰链可以将结构做得比较复杂,能够保证良好的制造精度和一致性。
缺点是质量大,成本高。
装配方式焊接铰链焊接铰链主要集中在欧美车型上,其特点是连接强度可靠。
由于其产生热变形的缘故,越来越多的欧美车开始放弃这种安装方式。
总装铰链总装铰链采用螺栓安装的方式连接车门和车体。
螺栓安装可以避免焊接过程中产生的热变形及应力集中,安装工艺简单,得到广泛的应用。
4.2 铰链的材料选择铰链类型推荐材料备注冲压铰链钢板 5.0-GB709-8815-Ⅱ-S-GB710-91阳铰链厚5.0mm阴铰链厚4.5mm铸造铰链ZG35其厚度根据结构确定20Mn GB/T699-1999ZG230-450 GB/T11352-19894.3 铰链轴心线的布置轴心线的布置,考虑其前倾角和内倾角,要保证当车门打开到最大开度时,车门在高度方向上升30mm左右。
做为链接车身与车身重要零件,它的主要作用是:保证和保持车门相对与车身的位置,保证和便于车门的开合。
铰链除满足必要的功能性作用外,还要考虑人机工程,造型分缝,车门下垂等问题。
1车门铰链一般设计开发流程(见图1)
2铰链的基本介绍
2.1车门铰链形式
铰链有明铰链与暗铰链之分,暗铰链比较常用,且有内开式与外开式两种运动形式。
根据铰链结构形式,天盛铰链可分为冲压式、焊接式,固定式,整体式,可拆卸式等。
2.2车门铰链固定形式
门铰链一般采用三种连接方式:a.与车身与侧围采用螺栓连接方式;b.与车门采用焊接,与侧围采用螺栓连接方式;c.与车门,侧围采用焊接连接方式;
2.3铰链轴线参数
A.车身内,外倾角:铰链轴线在x=o平面上投影与Z轴之间的夹角,建议内倾角不超过2度;-般没有外倾角。
b.车门前,后倾角:铰链轴线在Y=O平面上投影与Z轴之间的夹角,建议前,后倾角不超过2度;c.门铰链最大开度角:车门铰链所能开启最大角度值,如带限位器铰链,最大角度值制造误差为±3度;d.车门最大开度值:车门所能打开角度值,一般是指限位器最大开启角度值,开启角度值制造误差为±3度;e.上下门铰链中心的距离:上下门铰链中心距离一般与车门自重,分缝线的曲率及固定立柱的外形等有关。
2.4门铰链的运动干涉检查
铰链必须保证车门从闭合到铰链最大开启角度+3度过程中不与车身上任何部位发生干涉;在运动中,车身与车门最小间隙:设计门缝间隙4mm时,最小间隙为1.8—2.5mm,最小间隙一般出现在车门开启(3度一8度)及车门外板最大凸弧面处。
前门开启角度一般不小于60度,极限的超程角度为64±3度;后门开启角度一般不小于66度,极限超程角度为70±3度:
车门打开过程中,不能和铰链本体及铰链本体固定螺栓干涉,推荐最小间隙3-5mm。
2.5门铰链轴线优化
在正向设计车门过程中,根据外造型和车门分缝线。
铰链位置的确定步骤如下:
第一步:选定铰链的结构形式与安装方式;
第二步:初步指定铰链的倾角,然后把上下铰链安装在适当位置上,同时检查铰链车门旋转到最大开度加超程角过程中,保证车门与车身不干涉,车门外板与铰链本体不干涉;铰链验证时,要考虑生产中可能的误码差,一般铰链轴线的验证时按(X:±2mm:Y:±1mm)进行;如图2所
示。
3铰链布置研究
3.1确定铰链结构形式
根据前期输入车门的尺寸、重量初步确定铰链的结构形式,确认能否沿用现有产品。
3.2铰链间距的设定(HINGESPREAD)
如果空间允许,铰链间距设置得越大越好。
越大,铰链“X向”受力越小,同时,也可以有效地防止门下垂。
可实际设计中,由于受到各种条件的制约,比如车身外部造型、A柱B柱的形状等,常导致铰链间距无法设置得足够大:但经验表明,无论如何,“铰链间距
HS(hingespread)”与“铰链锁柱间距DL(doorlength)”的比值不应小于1/3:示例见图3。
3.3确认门铰链的最大开启角度(MAXOPENINGANGLE)
铰链最大开启角度是由门的开度决定的:门的开度设定一般由总布置工程师来完成,在造型设计时初步的可行性分析时考虑上下车的空间是否足够、仪表板的进出的可行性、以及相应A、B柱结构的可行性时,即确定了门车的开启角度。
目前统计各车型门开度统计表见图4。
根据总布置要求的门开度,确认铰链要求达到的最大开度。
通常情况下我们选取铰链的最大开启角度要比门的开度大8度,即:MAXOPENINGANGLE≥DOOROPENINGANGLE+8
并且在门闭合的时候,铰链的不能自身干涉,通常情况下铰链也要有3度以上的夹角。
3.4铰链与周边的布置关系
主要看门在开关的过程中铰链与门、门与翼子板、门与侧围之间的关系是否满足要求,同时还要考虑密封条安装的可行性及密封条的性能能否保证。
铰链在安装时,安装工具是否可以正常操作。
从而初步布置出图5所示的断面。
如果以上没有问题,我们就初步确认这个铰链,如果不合适必须进行新开发,但是此阶段要确认新铰链的初步的断面分析,直到合适为止。
以上是对铰链初步布置进行的分析,以上初步确定后,即可确定铰链是否可以沿用已有的铰链,如果已有的铰链各条件均满足要求,则可以采用已有的铰链。
这时只要进行CAE分及试验验证即可。
如果,已有的铰链无法满足要求,则要进行以下的工作。
4铰链结构设计
4.1确定铰链的详细内部结构
确定铰链共有几部分组成,各部分材料、料厚、结构形式、尺寸。
此处要求铰链的结构要做成带参数的铰链。
4.2完成铰链各部分的数模
4.3铰链校核
a.确定铰链的材料与料厚:一般情况下冲压式铰链的料厚为:5.Omm。
材料为:SPHC,对于门较大很重的门材料用:SAPH340。
国内因为生产制造的原因不推荐使用SAPH400及更高硬度材料目前,世界铰链的材料趋势是:SAPH440。
b.角度,尺寸:c.CAE分析强度与耐久性,门下垂分析等;d.与供应商共同确定,结构设计的工艺可行性;e.在铰链页板上,是否为紧固螺栓留有足够接触平面,及螺栓装配后残余力矩;f.门全开后,门与铰链的间隙是否足够;g,确定铰链安装时的门状态及安装工具是否可以正常操作。
4.4完成详细的铰链图纸与技术要求
5车门铰链设计总结与注意事项:
铰链轴线的设定:虽然原理和程序非常简单,就是不断地试,但真正设定一个合理的轴线是一件非常枯燥烦琐的事,既要照顾到门与A、B柱的间隙,还要照顾到门与铰链的间隙:而且没有捷径可寻。
在设计过程中,尽量请教一些有经验的老工程师。
铰链的校核:校核的内容要方方面面的考虑,要进行旋转干涉校核,安装可行性校核、冲压可行性校核,还要进行相关部件的结构可行性校核,比如铰链这样设计,铰链加强板、铰链安装板能否有空间?A、B柱的形状是否可行?这些都需要和相关工程师进行深入探讨。
铰链的设计是后续结构设计的基础,因此必须小心谨慎、通盘考虑;一旦发现铰链的设计有误,往往意味着车门所有的结构设计等于白做。