汽车开闭件设计浅析
浅析汽车开闭件结构设计
浅析汽车开闭件结构设计作者：石攀来源：《经营者》 2017年第5期汽车开闭件作为汽车车身中制备流程较为复杂的运动部件，主要包含有零部件冲压与制备、包边焊接、零部件装配、总成组装等制备工艺，可以说是汽车车身上安装附件最多的总成，因此，在汽车零部件尺寸配合和工艺技术方面均有相当严格的要求。
汽车开闭件作为汽车车身的重要运动部件，在灵活性、密封性、坚固性等关键的特性上则易于显露出其结构设计问题，这样极易影响着汽车产品的使用品质。
因此，这就对汽车开闭件结构设计提出了更多的需求，以期达到人们的要求。
一、汽车开闭件的分类汽车开闭件通常被称之为可以开闭的汽车零部件，也就是通过铰链等联结到汽车车身上的零件和部件的总成，一般包含有车门开闭件、发动机盖开闭件、行李箱盖开闭件、天窗开闭件等，主要应用在电子件、塑料件、钣金件等方面的领域，是汽车车身较为关键的部件总成。
依照功能来分，汽车开闭件的分类见图1所示。
二、汽车开闭件设计要点简述在对汽车开闭件进行分类的基础上，本文结合当前关注较多的几类汽车开闭件的设计进行了简要的论述。
（一）汽车发动机罩和后行李箱的设计要点在对汽车舱盖进行设计时，应在铰链处设计成向内收口的形式，要不然在打开的过程中会形成干涉，其设计应注意：舱盖的最大开启度应稍微大于处在被支撑情形时的开启度，且其被支撑情形时的高度要达到国家标准；在对舱盖内板进行设计时，基准主大面和外板的关系是偏置关系，约有3~5mm的偏置距离，而中空内板则存在有15~35mm的偏置距离；舱盖和外板采用周围包边的连接形式，除此之外，内外板间可均匀布置有涂胶点，涂胶区域应设计凸起的特征；在对舱盖内板实施结构设计时其强度不可太大，通常在发动机舱盖中间区域配置一条贯穿的横筋，应确保撞击时不可碰断铰链进到乘客舱。
因此，相对发动机罩和后行李箱盖来说，可自行选取发动机罩内板的几何形状，然而在设计过程中也应注意几个要点：因为发动机罩和后行李箱盖的最初形态和最大开度的关系，不管是铰链、撑杆和空气弹簧，这些部件所能起到的均为支撑力的作用；把发动机罩和后行李箱盖开启到约定的角度时，通常在90°左右，这些部件都不会和前后挡风窗玻璃相碰触，而是维持在大约10毫米的最小间距；同时还要考虑到发动机罩和后行李箱盖的加工工序、轻量化、车身的防护和最低成本的原则。
汽车开闭件设计实用资料_1
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
a、内板沿罩、盖的外板四周设置，通过翻边压合、 粘接或焊接与外板组合；在内板上焊接有安装铰 链、锁和支撑杆用的加强板；为了轻量化，可在 内板上挖去受力小的材料。如图2-1 、图2-2所 示。
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
图2-6 行李箱流水槽
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
⑶铰链机构 铰链机构应满足下列基本要求：
a、保证盖有足够的开度,并在开启过程中不与车 身其它部分干涉，行李箱盖的开度一般在90°左 右，发动机罩开度可达90°，主要为了拆卸发动 机方便。 b、有足够的强度和刚度，以保证运动正确、可 靠耐久。 c、两铰链的轴线应在同一直线上，且与XZ平面 垂直。如图2-7
象最突出,是评价汽车造型的一个主要面。车身后 部也是现在人们注意观赏与注目的对象。与车身 其它外覆盖件一起，必须满足车身外观整体造型 要求。
发动机罩、后行Leabharlann 箱盖总成的设计规则⑵发动机罩盖总成和行李箱盖总成设计原理
a、一般情况下发动机罩盖前部用锁固定，后部通 过铰链悬挂于车身前围板上横梁上，往后开启的 形式。行李箱盖悬挂于后围挡板上，后端用锁固 定，往前开启的形式。两盖都是内、外板组成， 外板是车身上的大型覆盖件，其形状必须满足车 身造型的要求；为增强其刚度并可靠地固定在车 上，一般由内板起加强作用。
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
图2-7
发动机罩、后行李箱盖总成的设计规则
⑷锁止机构 锁止机构通常由锁体，锁扣，操纵机构和安全钩 等组成。现多用卡板锁。如图2-8所示为卡板式。
车门开闭机构的调查与分析
目录第一部分：前言 (2)第二部分：调查 (3)一、剪式车门开闭机构 (5)二、螺旋车门启闭机构 (6)三、曲柄滑块车门开闭机构 (7)四、双曲柄车门开闭机构 (8)五、曲柄摇杆车门启闭机构 (10)六、汽缸--螺旋车门启闭机构 (11)第三部分：分析与总结 (12)一、调查结果分析与总结 (12)二、心得体会 (13)参考文献 (13)车门开闭机构调查与分析摘要：本文主要阐述了车门开闭机构的调查与分析结果，其中罗列了6种车门开闭机构，并对其进行了运动分析，来阐述如何实现车门的开闭，分析了每种开闭机构适用的范围场合等。
最后对开闭机构将来的发展趋势做出了预测。
关键词：螺旋；运动形式转换；曲柄滑块；反平行四边形第一部分前言车门是各种车的重要组成部分，同时也是车的各个部件中与人联系紧密的重要部件。
在实现车的用途的过程中，车门的作用往往不可忽视。
事实上，要实现门的作用功能，需正确选择合适的车门开闭机构，因而了解车门的开闭机构至关重要。
车门按其开启方式可分为以下几种:①顺开式车门：即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故现在大部分汽车均采用此种开闭方式。
②逆开式车门：在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而用得较少，一般只是为了改善上下车方便性及适于迎宾礼仪需要的情况下才采用。
③水平移动式车门：它的优点是车身侧壁与障碍物距离较小的情况下仍能全部开启。
④上掀式车门：广泛用作轿车及轻型客车的后门，也应用于低矮的汽车。
⑤折叠式车门：则广泛应用于大、中型客车上。
对于不同类型的车，其用途不同、使用人群不同、以及适用场合的差别，相应的车门也采取不同的开闭方式，而实现这种开启方式的开闭机构亦随之不同。
这次的课程设计就是要调查各种车门的开闭机构，并对其进行分析和总结，进而展望未来的趋势。
一调查目标：1、调查各种车门开闭机构的结构组成。
2、分析各种机构的运动过程。
3、画出各种车门开闭机构的运动简图并分析其运动过程。
车身开闭件简介
锁总成
B) 车门因为有车窗的存 在,车窗周围的刚性 肯定没有封闭形状的 好,为了解决这个问 题,一般车门的内外 板窗沿处都会增加内 外板加强板, 窗框和 内板的连接处也要增 加加强板,以此来增 加此处的刚性.
加强板
C) 传统的门内板设计 ，需要在其前部安 装车门铰链的地方 ，另外设计一块加 强板，以保证有足 够的强度支撑车门 总成。加强板经过 落料、冲压、分总 成焊接，再与门内 板装配成一体 。 现在好多车门 已经采用新的工艺, 如激光拼焊内板;
增加撑板,涂胶
隔振胶的断面尺寸：直径约 7mm的圆。该胶涂在相应储 胶槽对应的位置。
截面图
E:门外板撑板设计 有的门外板不增加撑板,而是在防撞 杆上用海绵涂胶后垫实在中间,然后 在门外板上再涂上一层厚度均匀的 沥青阻尼垫;以此来增加外板的刚性, 防止高速行驶时异响的发生.
隔振胶片的型号：膨胀率 范围为100%-300%，具体 值根据实验确定。 隔振胶片的尺寸：示具体 外板与防撞杆的尺寸定 涂隔振胶片的方法：将隔 振胶片粘在外板上。
车门密封系统
车门密封条采用三元乙丙橡胶，经微波硫化工艺一次成型，表面光洁美 车门密封条采用三元乙丙橡胶，经微波硫化工艺一次成型，表面光洁美观， 具有良好的弹性和抗压缩变形，耐天候老化、耐臭氧、耐化学作用及较宽的 使用温度范围（-40℃~+120℃）等优异性能。
产品规格： 建议适用温度范围： PVC材质 -20 °F - 150 °F (-29℃ - 65.5℃) EPDM材质 -40 °F - 248 °F (-40℃ - 120℃)
热塑性材料整体注塑包边玻璃产品应用
Beijing Jeep Grand CHEROKEE
Hainan MAZDA CA6430M
轿车车身设计-开闭件设计[92页]
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二、车门结构组成
• 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
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第一节 车门系统
（二）车门附件
一、车门系统功能要求 • 1．车门铰链和限位系统
二、车门结构组成
• 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）门体
一、车门系统功能要求 •
二、车门结构组成
1．车门外板
– 一般采用0.65mm~0.85mm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0.7~0.85mm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
一、车门系统功能要求 盖等部件
二、车门结构组成
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第一节 车门系统
1. 有必要的开度，开启后能停止在最大开度和半开的位置
一、车门系统功能要求 2. 安全可靠
二、车门结构组成
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
• 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
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第一节 车门系统 一、车门系统功能要求 二、车门结构组成
论轿车车身开闭件装配技术要求
产 效率 ，减 少 了作业 人 员劳动 强度 ，还减 少 了车 门调 整 量 ，甚至 去除 了调 整 工序 。 目前 ，各 汽 车 厂使 用 的装 具 主 要 有 内置 式 （ 图 ２ 和 外置 式 （ ｂ） 种 。 其 中 ，内置 式装具 其结 ａ） 图２ ２ 构简 单且 造价 较低 ，但 是 由于所 选择 的基 准点 一般在 车身 侧 围 内板 上和 车 门 内板 上 ，这样 将导 致车身 内板 ． 与侧 围外 板 之间 的公差 、车 门 内板 与 车 门外板之 间 的
软 件推 理 方案理 论上 是完 善、可行 的 ，但其致 命 的缺点 是任 意 １ 个位 置 的车体 错 误 （ 机运 电控 系统 如
发 出放行 信号 ，而 实际 没有执 行 ｊ将 引发该位 置 以下
点 ，因此科 研人 员正 在不 断探 索、开 发 更好 的方案 ，
如基于 透 空钢码 的光 电开 关方 案、 条码 方案和 图象 识
车、农角． 车、微型面包车由于其用途与轿车存在一定
差 异性 ，对外 观质量 要 求较低 ，所 以间隙面差 要 求也 不严 格 ，为 了便 于 保证 装配工 艺 ，间 隙设计值 一般 大
于６ｍｍ，公 差一般 大于 ±１５ｍｍ。但 是轿车 就不 同 ．
成 轮廓精 度 、侧 围翻边 整形 轮廓精 度 。通过 公差计 算
要 分析 影 Ⅱ间 隙变化 的主要 因素 ：如后 门总成轮廓 精 向 度 、侧 围翻 边整 形轮廓 精度 、车 门铰链 尺寸 精度 、装 配 调整 不到 位 引起 的偏 差等 。在 车 门铰 链设 计时 ，装
配 到车 身一 侧铰链 位置 是可 以调整 的 ，所 以去除可 以 通 过调 整加 以弥补 的 因素 ，影响 间隙 的 因素 有后 门总
汽车开闭件设计实用资料_4
前、后车门总成的设计规则
2）车门玻璃的密封结构 当车门玻璃升起时，门窗 应有良好的密封性。门窗密封是靠玻璃导槽和门 窗沿口横置的密封条。断面结构如图3-4所示。
前、后车门总成的设计规则
图3-4 门窗玻璃密封结构
前、后车门总成的设计规则
⑶门的运动校核: 车身开闭件运动间隙的校核, 是考察新设计车最 新造型的车身开闭件运动能否满足开启设计要求。 检查相关两者之间有无运动干涉，并确定开启过 程中相关件之间的最小间隙大小及位置 。
六. 前、后车门总成的设计规则
前、后车门总成的设计规则
②车门附件 a、铰链和限位系统 b、锁及锁扣系统 锁及锁扣要符合以下要求；门锁上所有运动件 应 灵活，开关车门轻便，不应有异常噪音。 当锁处于全锁止位置时应能承受一定的纵向负载， 横向负载和冲击惯性力的作用，防止汽车碰撞、 翻车、颠簸而使盖锁失灵。
前、后车门总成的设计规则
1-前门玻璃 2-门玻璃前导槽 3-玻璃升降机构 4-门玻璃后导槽
图3-2 玻璃升降器结构
前、后车门总成的设计规则
d、密封系统 车门的密封包括车门与车身门框之间的密封和门 框玻璃的密封。 1）车门与车身门框之间的密封 车门与车身 门框之间的间隙是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声 。
前、后车门总成的设计规则
根据门及周边相关件数模，获取门铰链的旋转轴， 各运动件数模导入运动分析软件的装配文件，添 加约束，建立门的运动分析模型。 门的开启要求：门的开启角度不小于设计值，开 启过程中门与周边相关件不发生运动干涉且间隙 足够。最小运动间隙不小于2.0mm。
前、后车门总成的设计规则
图3-1 门玻璃升降系统 玻璃升降系统由支撑玻璃托架、导轨和玻璃升降 器组成。系统应满足如下要求： 1）玻璃升降平顺，工作可靠，无冲击和阻滞现 象。 2）操作轻便省力。 3）具有防止玻璃受外力时升降器倒转的机构， 防止人从车外能够迫使玻璃滑下。
汽车开闭件设计指南-四门两盖全
Inlay
Frameless
14
Frame Under Glass 典型BOM
Standard Door-in-White Content Door Inner Panel (Full) Door Outer Panel (Half) Multi-Piece Frame Reinforcement Outer Belt Reinforcement Impact Beam Hinge Anchor Plates Latch Reinforcement Deadener Patch Stiffener Patch/Reinforcement (as required)
VPVA -52
PPV PT Cal
-32
100% RPR PT Cal PT Cal
-21 -13
PPAP Status
-35
FATG -25
CB -46 -40
FPPV BIW -32
PPAP Gate 1
-15
PPAP Gate 2
-2
SOS 8
Procure GA Parts
B
-137
-124
• 开闭件系统开发过程中的质量控制策略
• 开闭件系统技术发展趋势与新技术 • 铝合金开闭件系统 • 塑料尾门系统
V2
侧开门系统设计
V2
目录
• 侧门系统综述 • 白车门系统的组成部分和特点 • 白车门系统的结构需求和实验 • 车门内板设计准则 • 车门窗框设计策略 • 车门防撞杆设计策略 • 车门铰链设计策略 • 车门限位器设计策略 • 车门系统总布置流程和方法
17
Frameless 典型BOM
Standard Door-in-White Content Door Inner Panel (Half) Door Outer Panel (Half) Separate Hinge Reinforcement Inner Belt Reinforcement Outer Belt Reinforcement Impact Beam Hinge Anchor Plates Latch Reinforcement Window Regulator Bracket Deadener Patch Stiffener Patch/Reinforcement (as required)
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汽车开闭件设计浅析
摘要：汽车开闭件是车身的关键运动件，其灵活性、坚固性、密封性等方面的缺点易暴露，对汽车产品的使用质量有严重的影响。
从整体上来说，车身开闭件装配水平高低将会直接对汽车整体性能与质量产生巨大的影响。
本文对开闭件的设计提出了几点要求，希望能对大家有所借鉴。
关键词：开闭件设计；车身；性能与质量
开闭件是车身中工艺较复杂的部件，他涉及到零件冲压、包边焊接、零部件装配、总成组装等工序；开闭件也是车身上安装附件最多的总成，对尺寸配合和工艺技术都要求严格。
开闭件是车身的关键运动件，其灵活性、坚固性、密封性等方面的缺点易暴露，对汽车产品的使用质量有严重的影响。
因此对于开闭件的设计也提出了许多的要求。
1. 开闭件的外表面不应有负角，除了包边和局部整形外，理论上车门内外板、前机舱盖和后行李箱盖必须有良好的冲压工艺性，可以一次拉延成形，以便降低模具投入成本，提高生产速度。
冲压成型的工序越少，从而生产的效率也就会提高，从尔整个生产成本也就降了下来。
2. 开闭件边缘要光顺，与其他制件间隙要均匀，既要达到美观的目的，又必须实现开启和关闭的目的。
在开闭的过程中不会与其他的制件有干涉。
3. 前机舱盖和后行李箱盖的内外板同外板的连接方式除了周圈的包边外，为了增加大面积覆盖件的刚度和强度，消除板件的震动噪音，内板和外板间还分布有涂胶点。
涂胶处还需设计有盛胶槽；此外，内板设计时需设计有压溃筋，内外板包边时还需涂有包边胶，主要用于提高机盖和后行李箱盖的刚度和强度，降低噪音。
4. 前机舱盖、后行李箱盖在开启状态的最小高度应满足国家标准，将发动机罩、后行李箱盖开到预定的角度（一般在90度左右），前后舱盖不能与前后风挡接触，并且最小间隙不能小于10mm,后背门的开启角度一般在70度到90度之间，或者以开启后最低点距地面的高度为1800-2000mm作为标准。
5. 前舱盖与前舱横梁之间，车门及后背门（后行李箱盖）与侧围之间除了设计有起缓冲和密封作用的密封条外，还需设有对称的一组或两组橡胶缓冲结构，我们称它为减震块，用已减少开闭时引起的震动。
开闭件都为运动件，因此在开关时都应留有缓冲行程，加有缓冲块，并且与相邻件的间隙一般保持在5-8mm的距离。
6. 由于发动机罩和后行李箱（后背门）的关闭状态和最大开度的关系，因此还需设计有撑杆、气弹簧、铰链等起支撑和开启作用的制件。
7. 由于前舱盖、后行李箱盖（后背门）只是单纯的旋转运动，而且没有过
程限位，因此之是校核在运动过程中不与周围部件干涉，另外校核下气弹簧的开启行程即可，而前后车门存在三个限位，因此还存在铰链和车门限位器的复合校核。
8.滚压型的窗框是等截面的，与内板一般是用二氧化碳保护焊焊接。
9. 带有后背门的轿车，为了避免后背门在开启的时候后顶盖后侧干涉，因此顶盖的后面会有一个负角。
10.由于车门内板上为了玻璃升降器及锁的装配，都留有工艺孔，为了防止雨水通过这些工艺孔流入车内，在车门内板和车门内护面之间都设计有一层防水膜，通过丁腈胶带与车门内板粘接到一起。
11.为了避免电泳液和雨水的沉积，还需设计有漏液孔，漏液孔的位置要设计在装配位置下的最低点，以便于水的流出。
孔的大小和数量要根据时间和排水量来确定。
如果漏液孔设计不合理，会造成液体流不出，出现反酸现象。
12. 开闭件的内外板之间在连接时为了保证表面的质量，不能使用焊接，一般采用包边连接。
包边分为两种形式：直接包边和球头包边。
包边一般为7-12mm,外板的倒角一般为2mm,内板到外板倒角处留有2mm的间隙，在拐角处必须设计有工艺缺口，包边3-5mm,切口角度大于135度。
对于外边面曲率变化较大处（如车门的四个角），为防止包边时局部堆料，需要减小包边量，但最小不能小于2mm。
车身包边一般采用直接包边，但是在前舱盖后侧靠近前风挡玻璃处采用的是球头包边，是为了防止在拆卸和维修的过程中，人手不被卡进。
13.为了保证成员的安全性，一般的车门都设计有防撞梁。
防撞梁的中心与H 点的距离要尽可能的接近，防撞梁与车门外板之间的间隙最小为5mm。
为了保证整车的流线型，车门外板表面没有太多的形状，造成车门外板强度比较弱，容易产生共振，产生噪音，因此在车门中间部分强度较弱的地方要设计有隔震胶片，车门外板与防撞梁之间打有膨胀胶，以达到增加刚度和强度，降低噪音的目的。