淺析汽車開閉件結構設計

石攀

摘 要 汽車開閉件作為汽車車身的重要運動部件，在靈活性、密封性、堅固性等關鍵的特性上則容易顯露出其問題，極大的影響著汽車產品的使用品質。可以說，汽車開閉件裝配的水準則可直接影響到汽車整車的性能和品質，也從側面體現出汽車生產制造商的生產工藝水準。因此，在汽車開閉件的生產制備問題上生產制造商對其還是較為重視的。基于此，本文先簡要說明汽車開閉件的類型，并簡要梳理了幾種較為重要的汽車開閉件結構設計的設計要點，以供相關汽車開閉件的從業者進行參考和借鑒。

關鍵詞 汽車 開閉件 結構 設計

汽車開閉件作為汽車車身中制備流程較為復雜的運動部件，主要包含有零部件沖壓與制備、包邊焊接、零部件裝配、總成組裝等制備工藝，可以說是汽車車身上安裝附件最多的總成，因此，在汽車零部件尺寸配合和工藝技術方面均有相當嚴格的要求。汽車開閉件作為汽車車身的重要運動部件，在靈活性、密封性、堅固性等關鍵的特性上則易于顯露出其結構設計問題，這樣極易影響著汽車產品的使用品質。因此，這就對汽車開閉件結構設計提出了更多的需求，以期達到人們的要求。

一、汽車開閉件的分類

汽車開閉件通常被稱之為可以開閉的汽車零部件，也就是通過鉸鏈等聯結到汽車車身上的零件和部件的總成，一般包含有車門開閉件、發動機蓋開閉件、行李箱蓋開閉件、天窗開閉件等，主要應用在電子件、塑料件、鈑金件等方面的領域，是汽車車身較為關鍵的部件總成。依照功能來分，汽車開閉件的分類見圖1所示。

二、汽車開閉件設計要點簡述

在對汽車開閉件進行分類的基礎上，本文結合當前關注較多的幾類汽車開閉件的設計進行了簡要的論述。

（一）汽車發動機罩和后行李箱的設計要點

在對汽車艙蓋進行設計時，應在鉸鏈處設計成向內收口的形式，要不然在打開的過程中會形成干涉，其設計應注意：艙蓋的最大開啟度應稍微大于處在被支撐情形時的開啟度，且其被支撐情形時的高度要達到國家標準；在對艙蓋內板進行設計時，基準主大面和外板的關系是偏置關系，約有3～5mm的偏置距離，而中空內板則存在有15～35mm的偏置距離；艙蓋和外板采用周圍包邊的連接形式，除此之外，內外板間可均勻布置有涂膠點，涂膠區域應設計凸起的特征；在對艙蓋內板實施結構設計時其強度不可太大，通常在發動機艙蓋中間區域配置一條貫穿的橫筋，應確保撞擊時不可碰斷鉸鏈進到乘客艙。因此，相對發動機罩和后行李箱蓋來說，可自行選取發動機罩內板的幾何形狀，然而在設計過程中也應注意幾個要點：因為發動機罩和后行李箱蓋的最初形態和最大開度的關系，不管是鉸鏈、撐桿和空氣彈簧，這些部件所能起到的均為支撐力的作用；把發動機罩和后行李箱蓋開啟到約定的角度時，通常在90°左右，這些部件都不會和前后擋風窗玻璃相碰觸，而是維持在大約10毫米的最小間距；同時還要考慮到發動機罩和后行李箱蓋的加工工序、輕量化、車身的防護和最低成本的原則。通常發動機罩和后行李箱蓋所需的附件不多，也無須限位，因此在進行設計和校核的時候僅需要校核發動機罩和后行李箱蓋在活動的時候不應和周圍零部件干涉即可。

（二）車門鉸鏈的設計要點

在進行車門鉸鏈的設計時，其應能確保車門可適應汽車設計者的設計路線，并依照車門的活動軌跡運動。假設車門鉸鏈在設計上存在問題，那么對于乘客來說進出則無法保證，因此對車門鉸鏈的合理設計是相當重要的。車門鉸鏈通常由鉸鏈和限位器組成，它可明確車門和車身的相對位置，同時可把控車門活動的軌跡。可以說通過車門鉸鏈可將車門和車身相互連接起來，并可繞上下方向的同一軸線回轉且相互結合。總的來說，在對車門鉸鏈進行設計時，應滿足以下設計要求：要想符合汽車制造廠商的要求，則應對車門鉸鏈的表面實施防腐蝕操作；在最大開度角和最小關閉角方面，在進行車門鉸鏈設計時均應不小于設計所需的車門開度角和車門關閉角，同時對配備有車門開度限位器的車門鉸鏈在設計時應確保其限位的可靠性；同時在縱向和橫向載荷方面，車門鉸鏈應可承受110N的縱向負荷和890N的橫向負荷，且不可脫開；在實施耐久性試驗時，應確保車門鉸鏈可經受10萬次的實驗，同時在實驗結束后車門鉸鏈還可正常使用。

（三）汽車門鎖的設計要點

門鎖和上下鉸鏈一同組成車門的三個受力點，所以需要門鎖高度的較為合理的位置應位于鉸鏈軸線中心垂直面處。此外，門鎖的位置也要確保車門可成功的開啟和鎖止，這就要求在設計的后視圖中門鎖鎖舌的中心線一定要和鉸鏈軸線平行，所允許的偏差應控制在±1°內。尤其需要關注的是，門鎖所處的位置需確保玻璃具有足夠升降的地方，除了門鎖本體外，門鎖上相應的附件，運動拉桿裝置等配件均可不在玻璃活動的軌跡中出現，因此在后視圖中應校隊門鎖到門外板表面的空間余量。在對車門鎖扣到車門內板鴨嘴口之間的距離的設計時，通常有兩種設計方案，其一為假設鎖扣超過車門內板表面的情況下，則可直接留夠鎖順當開啟和鎖止的余量，超過鎖體口邊緣3mm；其二為假設鎖扣為超過車門內板表面的情況下，則需要鎖扣到車門內板鴨嘴口的距離在超過鎖體口邊緣的情形下達10毫米以上。這兩種設計方案均考慮汽車撞擊后人們還可順利的開啟車門所確定的。

（四）車門外把手的設計要點

車門把手在設計的后視圖中應進行顯示和定位。在旋轉車門把手時做到無干涉，同時旋轉的角度也要確保鎖的開關行程。通常對車門外把手進行安裝時要有三個安裝點和一定位銷，同時門把手和外表面間一定要設有減振墊，這樣不僅可以實現減震的目的，也可以實現密封。設計門把手外板結構時，除了確保車門外把手安裝構造和強度外，還要可容易沖壓。通常情況下門外把手設計在車門外板的棱線處，同時要確保車門外把手運動部分的旋轉沒有干涉，旋轉角度也要確保鎖的開關行程。此外，車門把手的設計開角行程應大于可使車門開啟所要的行程。

（五）玻璃升降器的設計要點

玻璃升降器作為汽車車窗玻璃關鍵升降設備，其首要目的則為完成車窗玻璃的任意升降，同時確保車窗玻璃具有較好的氣密性。因此，對玻璃升降器進行設計也是汽車開閉件結構設計的一個關鍵環節，設計合理與否，則關系到汽車車窗是否可以開啟和閉合。因此，在對玻璃升降器實施設計時，最重要的就是玻璃導軌的曲線的明確和其合理的安裝。在安裝的時候，應明確電機和導軌的安裝方位，然而玻璃導軌的曲線通常由B柱和玻璃型面所確定，車窗玻璃在移動至最低位置時和車門內板底部的距離不可小于12毫米。

（六）密封條的設計要點

在絕大部分的汽車結構設計過程中，由于車身各區域的功能結構有所區別，因此密封條斷面結構也會有所區別。盡管零件結構存在差別，但是在搭接關系和焊接關系方面則是較為相似的，比如不一樣的車型但在相同區域處其密封條的構造則基本上是相近的。此外，密封條也應考慮到密封標準和不同的構造也有些許的變化。因此在進行密封條的設計過程中，應主要其設計的要點：其一是斷面方面的設計，應確保密封條的斷面處于裝配情況下，這可有利于對密封條斷面實施檢測和修改，密封面和密封條應處于干涉狀態，但不宜太大和太少。通常設定為有效壓縮尺寸的1/3～1/2內，則可確保密封條的密封效果，同時也不至于活動件在活動時形成很大的摩擦力。

三、結語

汽車開閉件結構設計是汽車車身設計過程中較為關鍵的內容，其重要性和復雜程度是毋庸置疑的。因此在對汽車開閉件進行結構設計時，除了全面考量標準、功能、結構因素外，同時也要綜合考量主機廠的工藝裝備和工藝能力，嚴格把控相關汽車車身開閉件設計品質，以獲得滿足性能要求的開閉件產品。

（作者單位為中國汽車技術研究中心）

參考文獻

[1] 熊佳俊.淺談汽車車門鉸鏈設計[J].中國科技財富，2012（17）.

[2] 高偉偉.車門玻璃升降器設計淺析[J].科技經濟導刊，2015（13）.