汽车车门设计(一)

Ｊ牛一　

设计·计算·研究　

汽车车门设计（一）　

深圳大学　姜连勃　

长春汽车研究所　王绍眷　Ｌ／　弓。　

【ａｂｓｍｍ］ｃ￣ｂｏｄｙ　ｄｏｏｒ　ｉｓ　ＢⅢ０ｒｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ａｓｓ衄ｌｂｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ｓｔｒ￣￣ｔｕｒｅ．Ｓｔｒａｃｍｒａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．，ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　ｏｆ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＳｔｒＬｌｃＬｕｒｅ　Ｋｉ－ｅ　ｔｈｅ　ｂｅｓｉｓ　０ｆ　ｂｏｄｙ　ｄｏｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ，Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｌｅｅ　ｏｆ　ｄｏｏｒ　ｓＬ￣￣ｔｕｒａ］　

ｄｅｓｉｇｎ．ｃｏｒｒｅｃｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｒａｔｉｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　０ｆ　ｄｃ．￣ｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｕｔｌａｙ，ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｃｃ∞　ｅｓ，ｍｏｔｉｏｎ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ．ａｌｓｏ　ｏｔｈｅｒｓ　ａｓ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，日【　ｇｔＩＩ，ｒｉｇｉｄｉｔｙ，　

ｒｅｌＬ￣ｉｌｌｔｙ　ｅｔｃ－．ａｌｌ　ｈａｖｅ　ｄｅ￣ｑｎｉｔｅ　ｒｕｌｅ　ｍｄ　ｄｅｍａｎｄ．Ｆａｉｒｌｙ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｉｓ　ｒｏａｄｅ　ｆｏｒ　ｓ衄Ｉ。ｐ￣ｏｈｌｅｒａｓ　ｏｆ　ｄｏｏｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　

ｄ∞ｊ　ｅｏｍｂｌａＪｎｇ　ｔｈｅ　ｓｕｂｓｔａｍ／ａｉ　ｐｆａｃｔｉｃｅ　ｏｆｐｒｏｄｕｃｔ　ｄｅｙｅ］ｏｐｍｅｍｔ．　

【摘要】车门是车身结构中一千较复杂的总成。熟悉车门结构的功能要求、结构特点和较常见的结构处理方法是　

车门结构设计的基础；另外，在具体的结构设计过程中，正确的方法、步骤是实现台理设计的关键，如车门总体结构的　

确定、附件的布置及运动校柱、结构的统一协调和强度、剐度、可靠性等方面都有一定的规律和要求。结台产品开发的　

具体实践对车门结构设计的几千同题做丁较详细的论述。　

Ｔｏｐｉｃ　ｗｏｒｄｓ：Ｃａｒ　ｄｏｏｒ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｄｅｓｉｇｎ　

主题词：车门　结　计　汽牟　

车门是车身上相对独立的总成，与车身组成一　

个有机的整体。因此，在车门设计过程中，应充分考　

虑结构要素的完整统一和与车身其它相关要素的协　

调匹配。　

１　车门的类型和功能要求　

１．１车门的类型　

车门有多种类型（表１）。不同类型的车门可分　

为车门本体、车门附件两部分。车门本体属白车身范　

畴，指作为一个整体涂漆、未装备状态的钣金焊接总　

成，包括车门内外板、加强板和窗框等，是实现车门　

整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。　

而附件则是为满足车门的各项功能要求，在白车身　

上装配的零件及总成，其中包括车门锁、铰链、限位　

器、玻璃、拉手、操纵钮、出风口、密封件及内外装饰　

件等．另外还有一些其它的在车门上装备的附件．如　

烟灰盒、扬声器、放物袋、限位块和行程开关等。车门　

的基本结构，如图１所示。　

１＿２　车门及附件的功能要求　

对车门的功能要求详见表２。对车门总成的功　

能要求，一方面，车门作为车身结构中的重要组成部　

分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必须　１４一　满足车身整体性能要求，另一方面，车门开关及上下　

车的方便性又是车门结构首要满足的要求．而车门　

结构自身的视野性、安全性、密封降噪等性能．又对　

整个车身结构性能影响较大，也是车门功能要求的　

重要部分。　

寰１车门分类　

分类方式　类型　特点及常用车型　

旋转门　用于大多数汽车　

开窟方式　折叠门　多用于客车　

拉门　多用于轻型客车　

整体式车门　剐度好、质量高、随形性好　结构　钣叠件Ｉ点小材料利用率高　分开式车门　野性能好　有窗框车门　用于大多鼓汽车。可为独立蕞　

窗框　眶或整体式车门　

元窗框车门　敲蓬车、硬顶车、运动车使用　

逆开门　较少采用，仅为方便上、下车　

安全性好。车门误开时．不兽　旋转方向　顺开门　因为气流作用吹开门较常用　用于轿车和轻型车的背门，世　上开门　

用于低矮的汽车　

汽车技

术　维普资讯 http://www.cqvip.com 设计·计算·研究·　

车门附件的功能要求。表３中列出了车门主要　

附件的结构形式、功能要求等，其中铰链与门锁是　

车门承力件．开门时两铰链受力，关门时两铰链和　

门锁三点受力。因此，铰链、门锁的强度和剐度要求　

较重要，车门限位器虽然不直接承受车门重力，但　

起开关限位作用。与门锁和铰链在寿命、可靠性方　

面要求应一致。另外，玻璃升降器、锁操纵手柄、按　

门　体　勺、外饭　

加强板　

窗框　乍门锁　

铰链及限位　

玻璃及　降器　

拉手　撩纵钮　

ｍＩ：Ｉ钳封条、密封膜　

内外皴饰件　

】￡它附件及装配件　

图１车门基本结构组成　衰２车门功能要求　

功能　要求　

Ｌ开关方便性：灵活、轻便、自如，有最大、中间再　使用　喳开度，井脆可　限位　

方便性　２．上下车方便性：开度应足够．一般不低于６０嘲　

开度不小于６５０ｍｍ　

１．尽量加大车门宙口及玻璃尺寸　视野性　

２．合理布置三角宙位置、大小、形状　

１．足够的强度、刚度。不允许因变形、下沉而影响　

可靠性　车门开关可雄性；开关车门时不允许有振动噪声　

２．部件性脆可　、不干涉　安全性　

３．擅、翻车时不脆自行开门。以确保乘员安全　

４．满足侧撞时对乘员的保护要求　

密封性　雨、雪、尘不脆进入车内，应具备良好的气密封性　

工艺性　１．易于生产制造　

维修性　２．拆装方便　

寰３　车门跗件和形式厦功能要求　

车门附件　结构形式　功扼要求　

１．车内外开闭镁功能及防误锁功脆，有全镁和半甘　

１．机械门锁（舌簧镁、钩簧锁、卡板锁）—手　两档位置，在锁止状态下，内外手柄打不开车门，开甘　

动开闭锁　时，车内用按钮，车外用钥匙，有的也设计保险镁　

２．中控门锁：利用控制按钮或点火锁，由驾驶　２．开闭耐久性１０　ｘｌｏ，次　车门镁　

员集中控制开阿的门镁　３．承受瓢横向载荷能力。全镁时：纵向ｌ１　１１０　Ｎ，横　

３．防盗门锁：根据声、光、电、磁等原理，在遇强　向８　８９０　Ｎ，半锁时瓢向４　４５Ｏ　Ｎ，横向４　４５０Ｎ　

行开门时。以蜂鸣器或灯光报警　４　互开率：１　０００种不同钥匙牙花数以上　

５　耐惯性力：全镁状态承受３０　ｇ加速度作用　

１．操作方便，播手柄力矩不大于２　Ｎ·ｒａ　

１．臂杆式。其中单臂式、交叉式、四杆式常用　２．结构可　，制动力矩足够，在臂杆滚轮处沿玻瑁　

玻璃升　２．绳轮式　切线方向加３００Ｎ反力无逆转，在上升行程任意位置　

降器　（无论臂杆式、绳轮式都有电动和手动两种型　睦璃下沉重不大于５　ｍｍ　

３．强度：上止点，在手柄上加１５０　Ｎ负荷，各部位　式）　

扭曲，运动自如　

４．寿命：４　ｘ　ｌｏ，次耐久试验，无异常　

Ｌ运动范围阻力矩小于土４５　Ｎ·ｍ　

铰链有明铰链和暗铰链，暗铰链常用。且有内让　２．处于关闭角度时余留角３　上　

饺链　和外让两种（饺链具体结构形式很多，主体采用冲　３．强度：瓢向力１１　１ｌＯＮ；横向力８　８９０　Ｎ　

４．垂直刚度：距回转中心１　０００衄加载荷９８０　ｐ　匿件的较多）运动方式。　持续时间ｌｍｉＩ－永久变形小于０．５衄。开关无异常　

５．耐久性：１×１　次，无异常　

有些铰链带有限位功脆，也有独立安装的限位　ｌ＿耐久性：５×１　ｏ，次，试验后限位力矩不小于初　

限位器　器。限位器应有两个档位。以实现全开和半开两　直５０％（３　ｘｌ　ｏ，次后测量）　

个限位　２．限位器承受１８０　Ｎ·ｒａ以下力矩不损坏　

１９９９年第４期　维普资讯 http://www.cqvip.com 设计·计算·研究·　

打商　１　无街框ｑ－Ｉ’］　独立裔　体窗　

外　堑　

一　Ｌ一　

形　目　／　／　／　

』　、　』　ｊ　＼　一　一　＼　补扳　外扳　卦扳　

Ｉ　

ｌ目：　

而　

山内外饭ｌＪ苴宵　构成车　’　体式　、外扳拘成车　无窗｝匠部分、内外扳　商口线下　

图２　车门窗框形式与结构　

钮等的可靠性、耐久性也不可忽视。其它附件的结　

构和功能一般应与主要附件的要求相适应。　

２　车门结构分析　

２．１　窗框形式与车门结构的关系　

窗框的结构形式对车门整体结构影响较大，可　

分为分开式车门和整体式车门、有窗框车门和无窗　框车门，如图Ｚ所示。因此，在对车门结构形式进行　

分析时，车门窗框的结构形式及特点很关键。　

２．１．１　分开式车门及窗框结构　

分开式车门的窗框通常为辊压型材，经成型焊　

接等工序制成独立的窗框总成，再与内板焊接，最后　

台成车门焊接总成。辊压型材的断面形式较多，如图　

３所示．一般辊压型材窗框断面应具备玻璃导轨并可　

嵌装橡胶导槽、密封条安装槽，并具有足够的强度、　

刚度。由于分开式车门内、外板冲压件明显减小、窗　

框较窄、视野性好，因此普遍应用。但由于该窗框为　

等断面型材制成。外表面形状变化受到限制，与车身　

１６一　外表面随形性不好，而且，为实现玻璃顺利升降，窗框　

与车门下部钣金件不能平齐，外形造型效果不佳。　

２．１．２　整体式车门及窗框结构　

整体式车门是指车门内、外板都是板料整体冲　

压件，再合成车门总成框架。这种车门框架结构因　

内、外板都是板料整体冲压件，随形性好、精度高、强　

度和剧度均较好．但在窗框部分结构上处理不佳，如　

玻璃导轨及密封条嵌槽的结构需另外设计装配结构　

件。如图４ａ所示，使结构比较复杂。有的直接将密封　

条安装在门洞上，对门锁等车身附件没有密封作用。　

且门洞下部因上下车时经常被踩踏，无法安装密封　

条（密封条安装在车门上），使密封条沿周不连续，密　

封效果不好。为了解决这些问题，也有采用辊压窗框　

和冲压件同时并用的结构，如图４ｂ所示，这样既可　

解决玻璃导轨、密封条嵌装槽一体化成型，又可使车　

门的外表面形状与整车造型完整统一。一般具体结　

构处理时，都采用外板为整体冲压件，窗框主体为辊　

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