車門鉸鏈軸線內(nèi)傾角設(shè)計(jì)

王大鵬，伏建博

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 引言

1.1 概述

隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的性能及品質(zhì)要求越來(lái)越高，車門系統(tǒng)作為整車相對(duì)較為獨(dú)立的一部分，也備受消費(fèi)者關(guān)注，甚至于很多消費(fèi)者通過(guò)反復(fù)開關(guān)車門，感受車門的開關(guān)方便性、厚重感等等以此主觀的感覺(jué)來(lái)判斷車輛的品質(zhì)。所以各主機(jī)廠對(duì)車門系統(tǒng)品質(zhì)要求也隨之提高到了前所未有的水平。

1.2 車門開關(guān)方便性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

車門開關(guān)方便性主要是乘客的主觀體驗(yàn)感覺(jué)，其評(píng)價(jià)方法還是主觀評(píng)價(jià)，但在實(shí)際的質(zhì)量管控過(guò)程可以通過(guò)“關(guān)閉瞬時(shí)最小關(guān)閉速度”、“靜態(tài)關(guān)閉力”等數(shù)據(jù)進(jìn)行間接的量化評(píng)價(jià)。

1.2.1 瞬時(shí)最小關(guān)閉速度測(cè)量

瞬時(shí)最小關(guān)閉速度是指車關(guān)門時(shí)，使得車門能夠達(dá)到全鎖狀態(tài)，測(cè)量全鎖位置的最小瞬時(shí)速度，此方法需要多次測(cè)量進(jìn)行嘗試才能得到所需瞬時(shí)最小關(guān)閉速度。測(cè)量設(shè)備為光學(xué)測(cè)速儀。

圖1 光學(xué)測(cè)速儀

圖2 測(cè)量示意圖

1.2.2 靜態(tài)關(guān)閉力測(cè)量

靜態(tài)關(guān)閉力是指車門從半鎖到全鎖過(guò)程，車門外把手位置所需的操作力。測(cè)量設(shè)備為微力計(jì)，量程500N。

圖3 微力計(jì)

圖4 測(cè)量示意圖

1.3 車門開關(guān)方便性的影響因素

車門開關(guān)方便性的影響因素主要有密封條反彈力、空氣阻力、車門重力，鉸鏈限位器等機(jī)構(gòu)系統(tǒng)阻力等。其中密封條反彈力可以通過(guò)調(diào)整膠條泡管壁厚、視密度及薄弱點(diǎn)等手段達(dá)到理想的壓縮負(fù)荷；空氣阻力可以通過(guò)排氣格柵數(shù)量及面積設(shè)計(jì)達(dá)到理想狀態(tài)，鉸鏈及限位器等結(jié)構(gòu)系統(tǒng)阻力很小，幾乎可以忽略不計(jì)，而車門重力產(chǎn)生的影響主要來(lái)源于鉸鏈的傾角，確切的說(shuō)是內(nèi)傾角，本文將對(duì)鉸鏈傾角設(shè)計(jì)著重論述。

2 車門鉸鏈軸線傾角與車門關(guān)閉方便性的關(guān)系及計(jì)算方法

2.1 原理圖

圖5 重力分解示意圖

2.2 計(jì)算公式

2.3 計(jì)算結(jié)果

將設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算過(guò)程利用 WPS表格形成計(jì)算模板，只要輸入相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)即可輸出重力矩及其曲線圖。

圖6 重力矩與車門開啟角度關(guān)系曲線圖

3 某車型車門鉸鏈軸線傾角設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 軸線傾角目標(biāo)設(shè)定

該車型開發(fā)前我們首先對(duì)市場(chǎng)上量產(chǎn)的 10款車型進(jìn)行了開關(guān)門主觀評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)其鉸鏈軸線傾角進(jìn)行了三坐標(biāo)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)鏈軸線內(nèi)傾角對(duì)車門開關(guān)方便性影響較大，一般來(lái)說(shuō)內(nèi)傾角2.5°以上，其操作方便性最好，2°以下感覺(jué)稍差，1°以下感覺(jué)就很差。詳見(jiàn)下表1。

表1 開關(guān)方便性主觀評(píng)價(jià)

根據(jù)以上我們將此車型前門鉸鏈軸線內(nèi)傾角目標(biāo)設(shè)定為3.0°。

3.2 自關(guān)力拒計(jì)算

我們將初步的設(shè)計(jì)參數(shù)帶入到 WPS計(jì)算表格中，結(jié)果如下：

表2 重力矩計(jì)算結(jié)果

圖7 某車型前門重力矩與開啟角度關(guān)系曲線圖

3.3 實(shí)物測(cè)量驗(yàn)證及主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)車重力矩的測(cè)量，其結(jié)果與設(shè)計(jì)之初的計(jì)算結(jié)果大致相當(dāng)，詳見(jiàn)表3存在的差異主要是設(shè)計(jì)之初車門的重量、重心位置等參數(shù)均為估算，不準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)對(duì)該車型的車f門開關(guān)方便性進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，感覺(jué)非常好，達(dá)到了預(yù)期效果。

表3 重力矩測(cè)量結(jié)果

4 結(jié)論

本論文概述了車門開關(guān)方便性的量化評(píng)價(jià)方法及影響車門開關(guān)方便性的主要因素，通過(guò)實(shí)例著重闡述了鉸鏈傾角設(shè)計(jì)對(duì)車門開關(guān)方便性影響的重要性及設(shè)計(jì)思路和方法，基于此我們建立了鉸鏈軸線內(nèi)傾角設(shè)計(jì)目標(biāo)≥2.5°，同時(shí)也建立WPS表格計(jì)算模板，通過(guò)重力矩曲線分析，總結(jié)規(guī)律，建立重力矩評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)。

在本次論文中，借助了應(yīng)用軟件CATIA、WPS。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭竹亭.汽車車身設(shè)計(jì).[M]吉林科學(xué)技術(shù)出版社.

[2] 張小虞,葉平.汽車工程手冊(cè).人民交通出版社.

[3] 古正氣.轎車車身[M].人民交通出版社.

[4] 雷學(xué)明,王大鵬.車門鉸鏈布置設(shè)計(jì).[J]汽車實(shí)用技術(shù)2015年第03期.