關(guān)于旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力影響因素的分析及改進(jìn)

周成偉

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

設(shè)計(jì)研究

關(guān)于旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力影響因素的分析及改進(jìn)

周成偉

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于江淮汽車某車型，分析旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力影響因素，并結(jié)合生產(chǎn)問(wèn)題，提出改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞：車門關(guān)閉力；影響因素；改進(jìn)

CLC NO.:U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-35-03

引言

隨著汽車技術(shù)發(fā)展，越來(lái)越多的顧客把車門關(guān)閉力作為車輛使用性能的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)，車門關(guān)閉力偏大也是困擾很多汽車設(shè)計(jì)人員的一個(gè)難題。

文章基于江淮某車型的車門關(guān)閉力問(wèn)題分析改進(jìn)案例，對(duì)旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力的主要影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，提出改進(jìn)方法，并進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。

文章采用最小關(guān)門速度及靜關(guān)閉力作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。最小關(guān)門速度為車門剛好可以關(guān)上時(shí)所需要的速度，通過(guò)多次測(cè)量取其最小值，單位為m/s。靜關(guān)閉力為作用在車門外把手手部操作位置，緩慢關(guān)閉車門，使車門從半鎖緊位置到全鎖緊位置所需要的力，單位為N。

1、旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力的影響因素

旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉的過(guò)程中，車門的動(dòng)力主要來(lái)自于車門重力在關(guān)門方向產(chǎn)生的關(guān)門力矩，基于江淮某車型的關(guān)門力分析，旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力影響因素包含氣阻、密封條壓縮力、門鎖關(guān)閉力、限位器過(guò)檔力、鉸鏈旋轉(zhuǎn)阻力等。

1.1 氣阻

旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉的過(guò)程中，車門掃過(guò)區(qū)域的空氣被壓入到駕駛室內(nèi)，使駕駛室內(nèi)的氣壓升高，在氣壓升高的過(guò)程中，部分駕駛室內(nèi)的空氣會(huì)通過(guò)車身上的排氣閥以及排氣通道被排出車外。但車門關(guān)閉瞬間，空氣壓入量大于排出量，導(dǎo)致駕駛室的氣壓瞬間升高，形成氣阻。

通過(guò)對(duì)江淮部分車型進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)顯示氣阻在車門關(guān)閉過(guò)程中對(duì)最小關(guān)門速度影響占比為30%~50%，氣阻對(duì)車門關(guān)閉力影響較大，具體數(shù)值見(jiàn)表1。

表1 不同車型氣阻對(duì)關(guān)門速度影響

1.2 密封條壓縮力

為保證密封性能，車門密封設(shè)計(jì)通常采用一道或二道密封，包括頭道密封條及門洞密封條。其中，頭道密封條安裝在車門鈑金上，門洞密封條安裝在車身鈑金上（如圖1），起防水、防塵、降噪等作用。

圖1 密封條安裝示意圖

車門關(guān)閉過(guò)程中，密封條與鈑金接觸，進(jìn)而出現(xiàn)壓縮變形，產(chǎn)生壓縮力。密封條壓縮力的大小是由密封條本身的材料、密度、尺寸等性能以及車門與車身鈑金的密封間隙影響。

以江淮某車型為例，分別測(cè)量不安裝密封條與安裝密封條兩種狀態(tài)下車門的靜關(guān)閉力，密封條壓縮力數(shù)值在車門整體靜關(guān)閉力占比為51.7 %，具體數(shù)值見(jiàn)表2。

表2 密封條壓縮力對(duì)車門靜關(guān)閉力影響

1.3 門鎖關(guān)閉力

關(guān)門過(guò)程中，門鎖與鎖鉤相對(duì)嚙合運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生阻力。正常狀態(tài)下，門鎖關(guān)閉力設(shè)計(jì)值為30N~50N。以表2中安裝密封條狀態(tài)下車門整體靜關(guān)閉力數(shù)值為例，門鎖關(guān)閉力在車門整體靜關(guān)閉力中占比約為15%~25%。

1.4 限位器過(guò)檔力

為保證車門在某一開(kāi)度進(jìn)行限位，方便駕乘人員上下車，限位器臂桿上設(shè)計(jì)凹槽（如圖2）進(jìn)行限位。關(guān)閉車門時(shí)，限位器殼體在臂桿上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)凹槽時(shí)，由于臂桿凹槽存在坡度，且限位器殼體內(nèi)部彈性元件與臂桿相對(duì)摩擦，因此產(chǎn)生過(guò)檔力。通過(guò)實(shí)車調(diào)查分析，限位器過(guò)檔力對(duì)車門關(guān)閉力整體影響較小。

圖2 限位器結(jié)構(gòu)示意圖

1.5 鉸鏈旋轉(zhuǎn)阻力

旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉時(shí)，以鉸鏈軸為中心軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鉸鏈軸采用金屬材料制成，軸套通常采用聚四氟乙烯制成（如圖3）。鉸鏈軸與軸套間存在摩擦阻力。設(shè)計(jì)扭矩為0.2Nm~ 1.5Nm，經(jīng)實(shí)車調(diào)查分析，鉸鏈旋轉(zhuǎn)阻力對(duì)車門關(guān)閉力整體影響較小。

圖3 鉸鏈結(jié)構(gòu)示意圖

2、旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力的改進(jìn)

以江淮某車型的車門關(guān)閉力分析改進(jìn)為例，結(jié)合實(shí)車生產(chǎn)存在的問(wèn)題，針對(duì)車門關(guān)閉力的主要影響因素氣阻、密封條壓縮力、門鎖關(guān)閉力，提出改進(jìn)方法，并進(jìn)行實(shí)車改進(jìn)驗(yàn)證。

2.1 降低氣阻

根據(jù)氣阻產(chǎn)生的原因，氣阻大小由空氣壓入量和空氣排出量差值決定。以江淮某車型為例，通過(guò)在車身上增加2個(gè)尺寸為140mm×60mm的排氣單向閥（如圖4），增加空氣排出量，從而降低氣阻。

經(jīng)實(shí)車測(cè)量，增加排氣閥后，左右車門最小關(guān)門速度分別降低14.15%及12%，具體數(shù)值見(jiàn)表3。

表3 排氣閥對(duì)關(guān)門速度影響

2.2 降低密封條壓縮力

圖5 密封條單位長(zhǎng)度壓縮力

設(shè)計(jì)階段，對(duì)于密封條壓縮力的控制，除選用合適的密封條斷面外，還可通過(guò)調(diào)整壓縮量及單位長(zhǎng)度壓縮力實(shí)現(xiàn)。通常，頭道密封條壓縮量設(shè)計(jì)為6mm，門洞密封條壓縮量設(shè)計(jì)為3mm，門洞密封條密封間隙設(shè)計(jì)為14mm。以江淮某車型為例，設(shè)計(jì)階段，通過(guò)將門洞密封條壓縮量由3.5mm調(diào)整為3mm，經(jīng)CAE分析，門洞密封條的單位長(zhǎng)度壓縮力由2.3N/100mm降低為1.9N/100mm。（如圖5）

表4 調(diào)整鈑金密封間隙對(duì)關(guān)門速度及靜關(guān)閉力影響

除設(shè)計(jì)階段優(yōu)化，針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。以江淮某車型為例，生產(chǎn)過(guò)程中，由于車門及車身鈑金密封間隙偏小，導(dǎo)致密封條壓縮力偏大。通過(guò)調(diào)整實(shí)車車門與車身鈑金的密封間隙，降低密封條壓縮力。在允許公差范圍內(nèi)，隨密封間隙調(diào)整，最小關(guān)門速度及靜關(guān)門力明顯降低，具體數(shù)值見(jiàn)表4。

2.3 降低門鎖關(guān)閉力

生產(chǎn)過(guò)程中，由于門鎖及鎖鉤相對(duì)位置出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致門鎖關(guān)閉力偏大。以江淮某車型為例，通過(guò)調(diào)整鎖扣位置，車門整體靜關(guān)閉力由237N降低為213N，優(yōu)化10.12%。

3、結(jié)語(yǔ)

文章以江淮某車型為例，通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)式車門關(guān)閉力的主要影響因素進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)方法，進(jìn)行實(shí)車改進(jìn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了車門關(guān)閉力的改進(jìn)。

實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，對(duì)于車門關(guān)閉力問(wèn)題，需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)行逐步分析，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的主要原因并進(jìn)行針對(duì)改進(jìn)。

[1] 黃天澤,黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2013.

The analysis and optimization about the influencing factors of rotation door closing force

Zhou Chengwei
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Based on the analysis of a JAC vehicle model,the influencing factors of rotation door closing force are introduced,and combining with the production problems,the optimization are proposed.

door closing force; influencing factors; optimization

U472.4

A

1671-7988(2016)07-35-03

周成偉，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.011