一種集成多點位限位功能的車門鉸鏈設(shè)計

張光宇，張仙彥，徐鵬，譚俊良

（1.陜西汽車集團(tuán)汽車工程研究院，陜西 西安 710200；2.中集陜汽重卡專用車有限公司，陜西 西安 710200；

3.西安西沃客車有限公司，陜西 西安 710089）

一種集成多點位限位功能的車門鉸鏈設(shè)計

張光宇1，張仙彥2，徐鵬3，譚俊良1

（1.陜西汽車集團(tuán)汽車工程研究院，陜西 西安 710200；2.中集陜汽重卡專用車有限公司，陜西 西安 710200；

3.西安西沃客車有限公司，陜西 西安 710089）

常見的車門鉸鏈和車門限位器都是安裝在車門的不同位置上，本文所介紹的自帶多級限位功能的車門鉸鏈將車門的旋轉(zhuǎn)和限位兩個功能整合到一起，同時具有多點位的限位功能。該機構(gòu)的設(shè)計既節(jié)省了空間，也簡化了安裝調(diào)試工序，非常適合于卡車車門，客車、校車應(yīng)急門商用車輛。

商用車；車門鉸鏈；多點位；限位

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

前言

鉸鏈作為連接件在汽車車門系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有的車門大多采用鉸鏈加限位裝置的結(jié)構(gòu)形式。這種形式的鉸鏈相對較為簡單可靠，但限位裝置占有較大空間，空間布置較為困難，而具有限位功能的鉸鏈能夠使限位結(jié)構(gòu)更為緊湊。具有限位功能的鉸鏈在設(shè)計過程中通過什么結(jié)構(gòu)實現(xiàn)車門鉸鏈的限位功能是主要的難點，其次要對鉸鏈的結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行校核， 應(yīng)滿足QC/T 586-1999《汽車車門鉸鏈》中的相關(guān)要求。

1、車門鉸鏈的形式

1.1 車門鉸鏈設(shè)計的工作內(nèi)容

根據(jù)車門開啟、關(guān)閉的具體要求及車門相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，具體包括：

（1）車門鉸鏈剛強度的設(shè)計滿足可承載相應(yīng)車門重量100kg的車門，并能控制車門運動的軌跡；保證車門順利平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)運動。

（2）車門鉸鏈自帶限位機構(gòu)，通過形鎖合保證車門開啟最大角度60°時可限位；

（3）車門鉸鏈自帶兩檔開啟機構(gòu)。由關(guān)閉狀態(tài)開啟，一檔開啟角度30°，二檔開啟角度60°，各檔位清晰，鎖緊可靠不晃動。

1.2 具有限位功能的車門鉸鏈工作原理

鉸鏈體、鉸鏈軸和軸套（見圖1-1）為固定連接，當(dāng)車門開啟或關(guān)閉時驅(qū)動鉸鏈軸運動，鉸鏈軸帶動軸套進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，促使帶壓縮彈簧的限位體通過滾軸的滾動發(fā)生受壓而壓縮彈簧，此時滾軸離開軸套的卡槽，當(dāng)軸套轉(zhuǎn)過一定角度后，限位體推動滾軸又重新回到轉(zhuǎn)軸的卡槽，車門停止運動，繼續(xù)給車門施加作用力，軸套轉(zhuǎn)過一定角度后，限位體推動滾軸又重新回到轉(zhuǎn)軸的卡槽，車門停止運動。同時車門鉸鏈通過形鎖合保證車門開啟最大角度60°。

1.3 車門鉸鏈總成及各零部件

2、車門鉸鏈的設(shè)計

2.1 車門鉸鏈的強度要求

首先對車門鉸鏈在車門受垂直載荷下進(jìn)行受力分析（見圖2-1）。車門開啟時，車門重量對車門鉸鏈產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲應(yīng)力σ1，當(dāng)σ1＞σs時，鉸鏈產(chǎn)生永久變形，鉸鏈?zhǔn)А．?dāng)σ1＜σs時，鉸鏈滿足要求。σs為材料的屈服限，為310N/mm2。車門質(zhì)量為100Kg，a=620mm,F1=100N, d=892mm, b=401mm, h=134mm,t=10mm。

可見σ1＜σs，因此鉸鏈的強度滿足要求。

2.2 車門鉸鏈自帶限位機構(gòu)的設(shè)計

車門鉸鏈體A設(shè)計增加凸角，當(dāng)鉸鏈體A繞鉸鏈軸旋轉(zhuǎn)到一定角度時，凸角被鉸鏈體B限制，不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)形鎖合。鉸鏈體A旋轉(zhuǎn)的角度由凸角的位置決定。

2.3 車門鉸鏈自帶兩檔開啟機構(gòu)的設(shè)計

車門處于關(guān)閉狀態(tài)時，滾軸卡于軸套的卡槽中（見圖2-3）。當(dāng)車門開啟時，車門驅(qū)動鉸鏈軸運動，鉸鏈軸帶動軸套進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，促使帶壓縮彈簧的限位體通過滾軸的滾動發(fā)生受壓而壓縮彈簧，此時滾軸離開軸套的卡槽，當(dāng)軸套轉(zhuǎn)過30o后，限位體推動滾軸又重新回到轉(zhuǎn)軸的卡槽，車門停止運動（見圖2-4）。繼續(xù)給車門施加作用力，軸套轉(zhuǎn)過60°后，限位體推動滾軸又重新回到轉(zhuǎn)軸的卡槽，車門停止運動（見圖2-5）。

3、結(jié)論

具有限位功能的鉸鏈能夠簡化車門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但提高了鉸鏈本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。在鉸鏈實現(xiàn)限位功能時，應(yīng)充分考慮限位結(jié)構(gòu)的強度和剛度以及可靠性，再根據(jù)車門開度滿足人員上下車的要求合理選擇限位角度，最終實現(xiàn)鉸鏈的限位功能。

[1] QC/T 586-1999 《汽車車門鉸鏈》.

[2] 李洪剛，《淺談產(chǎn)品設(shè)計中的鉸鏈連接結(jié)構(gòu)》[J],藝術(shù)與設(shè)計（理論），2008（6）.

[3] 濮良貴等，《機械設(shè)計》 第八版，高等教育出版社.

The design for Door Hinge with Multi Point Limiting Function

Zhang Guangyu1, Zhang Xianyan2, Xu Peng3, Tan Junliang1
（1．Shaanxi Automobile Group Automotive Engineering Research Institute, Shaanxi Xi'an 710200; 2. CIMC- Shac Sepcial Vehicle Co.,Ltd., Shaanxi Xi'an 710200; 3. Xi'an Silver Bus Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710089）

Both the door hinge and the door limiting device installed on the different place of the door, this paper introduced A type of door hinge which contain revolution function and limiting function, it's also have multi point limiting function. The design of this device can save space and also convenient for adjusting, it's suitable for the door of truck, bus, school bus and so on.

Vehicle；Door Hinge；Milti Point；Fixed-point

U463.8

A

1671-7988(2015)03--

張光宇，就職于陜西汽車集團(tuán)汽車工程研究院。