汽车车身设计-第八章

普通高等教育“十一五 ”国家级规划教材 汽车车身设计 第八章 车身闭合件设计提纲第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成第二节 车门布置设计一、已知条件二、车门铰链布置和门边结构设计三、车门内部布置四、车门与门柱的配合设计第三节 车门总成的性能分析和试验一、分析实例二、车门耐久性试验要求第四节 稳健设计方法用于车门系统设计一、 Taguchi参数设计方法二、 Taguchi稳健设计方法在车门系统设计中的应用第五节 白车身前、后闭合件一、发动机罩盖、行李舱盖二、前、后盖结构性能分析三、白车身背门（ Liftgate）和门框 车身闭合件 (Closures), 包括车门、发动机罩和行李舱盖等部件第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成1. 有必要的开度，开启后能停止在最大开度和半开的位置2. 安全可靠3. 操作性良好4. 具有良好的密封性，使乘员与外界隔离5. 具有足够的刚度6. 制造工艺性好，易于冲压并便于安装附件7. 车门造型与整车协调；色彩与内饰和整车匹配8. 设计应满足人机关系的要求，提高乘员舒适性9. 在车辆使用寿命结束时，要求拆卸分解工作最少，而且不能回收的材料最少第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成 车门系统一般由门体、附件和内饰件三部分组成第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（一）门体 1车门外板 一般采用 0.65mm0.85mm厚的薄钢板冲压成型 由于轻量化和侧面碰撞安全性的要求，广泛使用高强度钢板 2车门内板 是车门几乎所有附件的安装体，是车门的重要的支撑板件 一般采用 0.70.85mm的薄钢板拉延成型，对于整体式门内板，拉延深度形成门体厚度的侧板 为安装车门附件机构，内板主要的立面上需压出各种形状的凸台、窝穴、手孔和安装孔等 为保证车门附件安装位置的精度要求和保证车门周边的密封间隙要求，车门内板应具有足够的刚度，所以内板周边需冲压出凸边、加强筋或使用加强板焊于母板上第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（一）门体 3车门加强板 车门加强板用以提高附件安装部位的刚度和连接强度第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成车门 J平面和窗台截面（一）门体 4抗侧撞横梁 可以是圆管，也可以是用高强度钢板冲压成型的异型截面梁 截面厚度约在 33-36mm范围内 两端通过连接焊接在门内板上第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（一）门体 5车门窗框 车门结构可分为无玻璃窗框结构，组装式窗框结构，整体式结构和玻璃布置在窗框外侧的结构第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（一）门体 5车门窗框第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成玻璃布置在窗框外侧（一）门体 5车门窗框 无窗框结构 敞亮，外形效果好，板材利用率高，内、外板冲压方便；但玻璃运行稳定性差，密封困难 组装式的窗框结构 窗框用螺钉固定或焊接在门体上，装配长度 100mm 多采用滚压成型窗框，板料厚一般为 0.81.0mm 断面形状要考虑窗框的刚度、玻璃密封条的布置和固定、窗框与内门板的连接和安装等 板材利用率高，门内、外板冲压方便，制造质量高，表面造型效果好。但零件 /总成装配水平要求较高；密封条的选择受限制，在窗框转角处，密封条需 45角接 整体式结构的车门窗框 内、外板是分别与门的内外板一体冲压的 车门本体零件数量少，制造方便 车门刚性好，便于设两道密封条，提高密封性能 需较大的压床台面尺寸，且废料较大第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 1车门铰链和限位系统 车门通过上、下铰链悬挂在门柱上 整个车门（包括门内饰板）的重量及任何作用在车门上的力，在车门关闭状态下，是由两个铰链、门锁及固定在车身门柱上的锁闩系统来支承；在车门打开时全由铰链支承 车门的下垂：通常由于载荷作用下，铰链与车身或车门的连接部位变形所致第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 1车门铰链和限位系统 合页式铰链 两个合页分别与车门和车身门柱连接，合页之间用销轴定位 优点是质量轻、刚度高、易于装配第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 1车门铰链和限位系统 车门开度限位器 具有门半开时支承功能和全开时限制车门的最大开度功能，防止车门外板与车身相碰，并使车门停留在所需开度，防止车门自动关闭的作用第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 2门锁体和锁闩系统 啮合部分 连接车门和车身，锁闩固定在立柱上，锁体装在门体内 锁闩和锁体的咬合形式 转子卡板式：啮合可靠，可承受较大的前后方向和门开闭方向载荷，对装配精度要求不高，应用普遍 齿轮齿条式 连动机构 是门内、外侧手柄及其操作力的传动部分和锁止、开启部分 包括门内锁止杆和钥匙芯第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 3车门玻璃升降系统 由支承玻璃的托架、导轨和玻璃升降器组成 系统应满足如下要求： 玻璃升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现象。 操纵轻便省力 具有防止玻璃受外力时升降器倒转的机构，以免人强迫进入第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 3车门玻璃升降系统 玻璃升降器 传动：臂式、钢丝绳 驱动方式：手动、电动 正确选择玻璃升降器是保证玻璃升降操纵轻便，工作可靠、平稳的关键。对于电动玻璃升降器，还应考虑防夹功能第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 3车门玻璃升降系统 升降器的选择 根据具体的车门结构和升降玻璃形状选择 窗框上具有平行的玻璃导槽：可采用单臂式结构 车门窗框不平行，导向槽短：应采用交叉臂传动结构（或钢丝绳传动结构）。玻璃质心在升降过程中应始终位于支持玻璃的两个支承点之间，从而能保证升降的平稳性 大曲率弧形升降面：应采用钢丝绳式结构第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 4车门密封系统 1）车门与车身门框之间的密封 通过安装橡胶密封条来实现车室内部与外界的隔离，以防雨水、灰尘、风和噪音侵入车内 密封条对车门的关闭起到缓冲作用，且防止车辆在行驶中发生振响和气流啸声第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 4车门密封系统 1）车门与车身门框之间的密封 密封条的材质一般是表面具有合成橡胶护膜的海绵橡胶，其性能要求：弹性好，永久变形小良好的耐候性和耐老化性，低温下不发硬具有一定的强度和表面护膜的耐磨性吸水率低便于成型（挤压或模具成型）和装配 密封条的布置型式 安装在车门上或门框上，或双重布置两种型式并用 密封条的固定方式：粘接、卡扣固定，嵌入式或夹持第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 4车门密封系统 1）车门与车身门框之间的密封 密封条的设计 应使车门与车身门框间隙不均匀时，密封条的载荷不会有大的变化第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成 密封条的弹性特性最好取用图示的中间一段 如果取用载荷变化大的一段，虽可提高密封性，也可减小车门振动，但会使车门关闭力加大，影响商品价值（二）车门附件 4车门密封系统 1）车门与车身门框之间的密封 密封条的断面形状 分中空形和唇形两种 中空压缩型密封条：广泛采用，由起密封作用中空海绵橡胶部分和夹持于门框上的夹持部分所组成，的弹性特性良好，使关门时对车门的反力小，密封效果好，便于布置第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（二）车门附件 4车门密封系统 2) 门窗玻璃的密封结构 靠玻璃导槽和车门窗台处横置的密封条实现 玻璃导槽的装配 断面形状设计 车门窗台的密封第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（三）车门内饰 用以装饰车室内部外，还起到隔音、吸音、防止车外灰尘进入和水浸入的作用 由于车门内饰及构件软化，车辆碰撞时能保护乘员，提高安全性 结构由芯材、衬垫、蒙皮、内饰固定板及附件组成第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成（三）车门内饰 现在多采用成型内饰，有部分成型和整体成型两种 成型方法：真空成型，发泡成型，注塑成型，热冲成型和树脂冲压成型等 在内饰上安装车门扶手，除可以靠肘外，还可以作为开关门的把手用 各种开关和烟灰盒等多为内置式，使内饰表面美观并有效利用空间，还可减少零件数量第一节 车门系统一、车门系统功能要求二、车门结构组成 汽车概念设计阶段，车身轮廓尺寸、外形和车身结构形式逐步形成 车身侧围结构设计与车门设计不可分割，车门的布置设计（包括车门的选型、轮廓形状、车门开度、附件型式、密封型式等）必须同时进行第二节 车门布置设计一、已知条件二、车门铰链布置和门边结构设计三、车门内部布置四、车门与门柱的配合设计车门布置设计内容：1. 确认已知条件2. 铰链布置和门边结构设计3. 车门内部布置4. 车门与车身侧围（门柱）的配合关系第二节 车门布置设计一、已知条件二、车门铰链布置和门边结构设计三、车门内部布置四、车门与门柱的配合设计（一）由车辆总布置提供满足人机关系要求的尺寸第二节 车门布置设计一、已知条件二、车门铰链布置和门边结构设计三、车门内部布置四、车门与门柱的配合设计a-最小 头 部 间 隙 b-肩部空 间 c-金属 门 厚 d-步出 宽 度 e-门槛