某輕客車型匹配電動門的方案設計

趙海龍，徐金梅，遲玉華，李印鵬，張龍，胡建鋒

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

引言

開發(fā)車型與基礎車型的車身尺寸保持一致，將右前門改為電動門；開發(fā)車型的車身結構在基礎車型上不做大的結構變更，即參考標桿車型結構，整車的 A柱、B柱斷面結構不做更改，B柱后移205mm，來滿足門洞尺寸要求；動力匹配與基礎車型一致，發(fā)電機更換為150A；底盤系統沿用現有成熟結構，管路隨車身結構做適應性修改；重新設計右前門控制開發(fā)及線束布置，取消右前門揚聲器及其支架，暖風管路重新布置以避讓踏步；閉合件系統的電動門重新設計開發(fā)。

1 技術要求

對國內較先進的輕型電動門樣車門系統尺寸參數及性能進行全面的測試，了解其密封性、開啟方便性、振動、噪聲、上下車方便性、可靠性、車身模態(tài)、剛度等各項性能指標，指導開發(fā)車型電動門產品的開發(fā)設計，確保電動門產品門系統各項性能達到或超過國內較先進的同類產品水平。

底盤系統：整車配置添加電動門后，對動力匹配和傳動系沒有影響，動力性能仍為2.8L國四發(fā)動機+5MT變速箱，發(fā)艙結構同基礎車型發(fā)艙結構一致，不變動。由于電動門裝置與國四排氣系統的催化器發(fā)生干涉，對排氣裝置和踏步裝置進行設計路線優(yōu)化。

電器系統：電動門采取手動及遙控兩種控制方式，具備自檢及防夾功能，取消右前門揚聲器及門鎖聯動控制功能。其他電器配置保持不變。

安全裝置：整車選配安全氣囊及預緊式安全帶，選配倒車雷達。

閉合件系統：右前門由外開門變更為電動門，門體由鋁合金門框加鈑金蒙皮加粘接式玻璃組成，門鎖由門泵加限位塊鎖緊，門開啟關閉過程由轉動臂控制，配置內外應急開啟，門密封由內外雙層密封組成。

2 可行性分析

2.1 造型對比

開發(fā)電動門車型在基礎車型的基礎上整車長寬高均未發(fā)生變化，造型主要變動為在現有的基礎車型基礎上將右前門外開門換成電動門，如圖1所示。

圖1 造型對比

2.2 車身結構分析

2.2.1 側圍總成設計

2.2.1.1 結構說明

開發(fā)車型車體側圍總成大部分沿用基礎車型側圍結構，僅右前門門框位置鈑金改為電動門側圍門框結構，出于造型一致性的考慮，側圍造型分縫與基礎車型保持一致，側圍內板和加強板在原有結構上做適應性修改，如下圖。

圖2 結構說明

2.2.1.2 加強結構

為保證車體強度，門框部分采用方鋼骨架結構，材料采用50mmx50mmx2mm和50mmx30mmx2mm兩種規(guī)格方鋼焊接，方鋼外部由鈑金焊接成腔體將方鋼包裹起來，如下圖。

圖3 加強結構

2.2.2 前圍設計

開發(fā)車型前圍基本沿用基礎車型前圍結構，僅前地板踏步兜處發(fā)生變化，具體變化如下圖所示。

圖4 前圍結構

2.2.3 車架設計

2.2.3.1 結構說明

開發(fā)車型車架總成部分右前踏步兜及周邊鈑金發(fā)生變化，主要是右前裙邊上段總成（鈑金結構）改為右前裙邊上段總成（方鋼骨架），如下圖；

圖5 車架結構

2.2.3.2 加強結構說明

右前裙邊上段總成（方鋼骨架）用于固定電動門門泵總成、轉臂、平衡桿，安裝上車扶手和行人上下車用，為保證強度，骨架結構采用 20mmx20mmx2mm方鋼焊接，骨架封板采用2mm鐵板，如下圖。

圖6 加強結構

2.3 閉合件設計

2.3.1 開發(fā)車型閉合件結構最大化沿用基礎車型閉合件結構

僅右前門由外旋轉門改為電動門，電動門采用外后擺動運動方式，總成由門板、轉臂、轉臂支承、門泵泵體、平衡桿總成、門框型材、門板膠條、門框內裝飾膠條等組成，如下圖所示。

圖7 電動門示意

2.3.2 關于電動門開度相關尺寸要求

在未考慮裝配膠條的情況下：門洞高度為 1847mm，寬度為728mm，大于法規(guī)要求的最小尺寸，滿足使用要求。在考慮裝配膠條的情況下：門洞高度為 1811mm，寬度為672mm，大于法規(guī)要求的最小尺寸，滿足使用要求，如下圖。

圖8 電動門開度尺寸

2.3.3 相關技術要求

電動門完全關閉狀態(tài)時，主要靠門和門框左右上下共四個金屬限位塊來配合限位，以保證門在關閉狀態(tài)下鎖止；電動門完全打開狀態(tài)時，主要靠旋轉臂上的橡膠限位塊撞擊踏步兜鈑金限位。電動門最大開度時門的旋轉角度為 113°；電動門電路失效處于緊急狀態(tài)時，主要靠緊急開關，內緊急拉手，外緊急拉手等機械結構手動打開電動門。

圖9 電動門開關示意

2.4 整車電平衡

經計算，電動門車型怠速時和極限時整車電流值如下：

下圖為某發(fā)動機所配發(fā)電機（13.5V，110A）熱態(tài)輸出特性曲線：

圖10 輸出特性曲線

根據現用的發(fā)電機（13.5V，110A）輸出特性曲線得出發(fā)電機在怠速時（2044.5轉）的輸出電流為72A ＜ 整車所需電流86.5A。不滿足使用要求。

根據現用的發(fā)電機（13.5V，110A）輸出特性曲線得出發(fā)電機在極限時時（5875轉）的輸出電流為112A ＞ 整車所需電流103.33A。滿足使用要求。

下圖為某發(fā)動機所配發(fā)電機（13.5V，150A）熱態(tài)輸出特性曲線：

圖11 熱態(tài)輸出曲線

根據現開發(fā)的發(fā)電機（13.5V，150A）輸出特性曲線得出發(fā)電機在怠速時（2044.5轉）的輸出電流為92A ＞ 整車所需電流86.5A。滿足使用要求。

根據現開發(fā)的發(fā)電機（13.5V，150A）輸出特性曲線得出發(fā)電機在極限時（5875轉）的輸出電流為150A ＞ 整車所需電流103.33A。亦滿足使用要求。

根據以上論述：現有發(fā)電機狀態(tài)不滿足整車電量平衡。需更換為150A大發(fā)電機，與其相匹配的發(fā)動機線束同步更換。

2.5 底盤方案

2.5.1 動力匹配

整車配置電動門后，對動力匹配和傳動系沒有影響，動力系統仍為基礎車型動力總成，傳動軸總成為 2200010X XXX，發(fā)艙結構同基礎車型發(fā)艙結構一致，不變動。

圖12 動力系統示意

2.5.2 排氣系統

由于新配電動門裝置與國四排氣系統的催化器發(fā)生干涉，如下圖：

圖13 干涉示意

現對排氣裝置和踏步裝置進行設計路線優(yōu)化方案。

圖14 需優(yōu)化示意

圖15 排氣示意

三級踏步高度177mm縮短30mm，至137mm，法規(guī)規(guī)定最小值為120mm，滿足要求；排氣裝置的催化器分段沿Z軸下降了17mm，沿Y軸向左側移動20mm后催化劑與踏步兜最小間隙為36mm，與踏步板最小間隙為60mm。同時為了焊催化劑的吊掛，故在踏步兜內多加了一截矩形管，可以提高焊裝吊掛的強度。前排氣管和中間連接管總成根據催化器的位置變動，接口路線重新設計，如圖15。

2.5.3 空調管路設計

國四空調管路與車身右前踏步兜骨架干涉問題，如下圖：

圖16 干涉示意

優(yōu)化后，短路走向改變，消除干涉，如下圖。

圖17 優(yōu)化后示意

3 結論

在基礎車型上配置電動門，經初步方案評審，數據初步校核，車身、內外飾、電氣及底盤設計方案可行。

[1] Q/JQ 5570-2012.車用塑料鍍鉻件通用要求[S].

[2] 李永俊等.車輛智能電子標簽的粘接工藝[J].汽車工藝與材料,2009.3：64-65.

[3] 安徽江淮汽車集團有限公司.第二屆科技論文大賽獲獎論文集[C].安徽合肥：安徽江淮汽車集團有限公司,2012.

[4] 陳新亞.汽車構造透視圖典[M].北京：機械工業(yè)出版社,2012：1-41.