汽車側門造型的工程可行性研究

李文健 張云

摘 要：根據汽車側門區域的工程要求，針對汽車側門區域的造型，探討其工程可行性分析點，詳細分析側門區域造型的工程可行性研究內容及相關要求。

關鍵詞：側門布置;門洞B&R line;人機布置;側碰性能

中圖分類號：U463.8 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）05-44-03

Abstract： According to the engineering requirements of automobile door， aiming at the modeling of automobile door， discuss engineering feasibility analysis， the engineering feasibility research contents and requirements of door modeling are analyzed in detail.

Keywords： Door arrangement; Door hole; man-machine arrangement; side-touch performance

前言

汽車數字造型與產品落地從來不是一蹴而就的事，兩者開發是相互印證、磨合的過程。工程對汽車造型按區塊進行足夠充分地可行性分析，是延長汽車生命周期、提升市場好評度的重要前提。側門造型工程可行性分析是指造型單一主題選定之前和造型凍結之前的造型工程分析工作。車身側門造型可行性分析這一階段工作進行的好壞，直接影響后面工程設計的進度和質量。

1 側門布置詳細可行性分析

1.1 玻璃成型性分析

對于側門玻璃在保證造型的同時，還必須保證玻璃的成型性，當CAS出來后分別測量玻璃橫向的曲率半徑和縱向的曲率半徑。一般要求X向半徑≥20000;Z向半徑≥1300.如下圖1所示：

1.2 玻璃升降運動模擬

玻璃邊界：從外觀造型上看應校核玻璃沿B柱的一條邊和后視鏡安裝的面的邊、后三角窗的前邊沿必須平行，這樣玻璃運動才能進行。如下圖2所示：

當CAS出來后，應根據初版的CAS設計升降器，看空間位置上有沒有干涉，玻璃升降器一般很容易和門鎖、限位器和內飾護板干涉。如果與內飾護板干涉則有可能需修改內飾護板造型。

1.3 防撞桿或者防撞板的布置分析

側門防撞桿的布置受到B&R line的影響，B&R line太靠近分縫線，將導致防撞桿無焊接空間。如果防撞桿焊接空間不夠，將導致修改造型分縫線。

分析防撞桿的布置空間我們主要是通過CAS表面和玻璃面以及B&R line這三個初始條件來分析確認的，防撞桿距離門外板的距離為3～8毫米。側門防撞桿的布置受到B&R line的影響，B&R line太靠近分縫線，將導致防撞桿無焊接空間。我們要求焊接面處有13毫米的焊接空間，同時要考慮工藝性，預留3～5毫米的工藝空間，所以在防撞桿焊接處必須有16～18毫米的平面空間。如下圖3所示：

對側門防撞桿，車門一般是前高后低斜著布置，且防撞桿的中心線投影到人體中心線的縱向平面上應該通過H點，這樣防撞桿在側碰時能起到很好的效果，前門防撞桿的后端，應盡量位于B柱強度最大處（B柱根部強度最強），后門防撞桿后端盡量靠近C柱位置最強處。

1.4 側門鎖布置可行性分析

側門鎖布置時，我們要求側門鎖在繞鉸鏈軸線旋轉到關閉狀態時，在鎖體與鎖扣嚙合處，該處圓的切線應保證和鎖柱垂直。當得到此位置后，我們需要校核鎖與玻璃升降導軌及玻璃的安全距離。在布置鎖體時為了獲得鎖安裝的足夠空間，有時需要改造型，改變側門玻璃形狀、改變A、B、C柱的傾角，改變造型分縫線等。如下圖4所示。

鎖拉桿拉線的布置：鎖拉桿拉線布置時，應盡量讓拉桿拉線從玻璃的內側走，因為拉桿拉線需要與內開把手相連。這樣的話，為了防止鎖拉線拉桿在玻璃升降過程中被玻璃撞到使門自動打開，需要所有的拉桿拉線與玻璃留有足夠的安全間隙。

同時鎖體布置時，讓鎖體位于上下鉸鏈的中間位置，這樣鎖、上下鉸鏈形成三點，從而有效的保證了門的穩定性。同時鎖體鎖體盡量不要進入側碰的碰撞區域，因為鎖體是一個功能件，需要確保側碰過程中門不能自動打開。

由于鎖的布置空間是受到造型嚴重影響的，所以在造型階段就應該用鎖體外部輪廓尺寸的3D數模進行布置。如果鎖是新開發件，則應該讓供應商參與到這個階段的鎖布置可行性分析中來。這樣一方面我們可以做到集思廣益，能夠充分的應用鎖零部件這一領域的先進技術，因為在這一階段，布置空間對鎖的限制條件很少，大多是可以通過調整造型來完成的，對新技術的推廣是非常有利的。

1.5 鉸鏈軸線和鉸鏈布置可行性分析

鉸鏈軸線布置時，鉸鏈軸線越靠近車門前方和車門外板，對車門運動過程中的間隙越有利。門的侵入量越小，對側圍強度的影響就越小，對提高整車安全性和防止門下垂就越好。鉸鏈軸線的布置位置對B柱側圍Y向深度具有必要不充分的影響，詳見圖5所示：

上圖中鉸鏈軸線非常靠近車門前端和車門外側（藍色示意圖）的時候，車門和翼子板的間隙是越來越大，車門與翼子板或周邊件的干涉的可能性越來越小。距離側圍越來越遠，改善了側碰安全性。

在鉸鏈軸線布置好之后，我們應該將鉸鏈3D數模布置到CAS數據中，上下鉸鏈距離越大越好，一般上下鉸鏈間距要求大于車門沿X向最長長度的1/3，鉸鏈布置好之后，我們應該考慮工具過孔和鉸鏈的安裝面的空間，要求有足夠的安裝空間，工具與周邊件的間隙大于3mm。

鉸鏈軸線和鉸鏈布置是一個非常龐大的工程，其涉及的周邊條件非常多，造型對其布置影響非常大，所以前期造型未凍結前，應充分把這個問題分析透徹。

1.6 側門限位器布置可行性分析

限位器布置時，要考慮其與周邊的關系，限位器一般布置在上下鉸鏈的中間位置，限位器的位置越靠近B&R line，對限位器的布置越有利。下圖是限位器臂中心線模擬原理，詳見圖6所示：

1.7 玻璃升降器、揚聲器的布置

門內板上要給玻璃升降器、揚聲器留出安裝面，同時又要保證安裝過孔和工具過孔，空間很緊湊，合理的分縫線和B&R line將是保證這些部件得到合理布置的基礎。前期就應該要求供應商根據CAS和配置表提供初版的3D玻璃升降器數模和揚聲器進行空間布置分析。

1.8 側門外開把手布置空間和人機工程學分析

外CAS數據出來后，可以要求供應商提供初版輪廓尺寸的外把手3D數模，進行把手空間布置。如果前期不校核，把手離門分縫線太近，將導致把手布置不下，把手內部的部件凸出與門鈑金輪廓干涉，一般我們定義為50-60mm，為740～1160mm。如下圖7所示：

1.9 側碰性能初步分析

在造型可行性分析階段，當CAS和B&R line出來后，我們就可以初步判斷整車的碰撞性能，以及以后的結構設計和性能提升空間，在造型工程可行性分析中，我們必須盡量

確保有足夠大截面的B柱，B柱截面的大小受到B&R line的影響，B&R line又影響門的造型分縫線。在門檻和C柱位置，我們盡量讓造型給門和側圍留有足夠大的重疊量，提高碰撞性能。如下圖8所示：

防撞板或防撞桿和側圍的重疊量A≥50mm，門檻和門內板在Z方向B至少40-50mm的重疊量，來傳遞碰撞力到白車身。

1.10 設計第一版典型斷面分析

CAS出來后，我們根據B&R line設計典型斷面開始分析布置空間，工藝可行性，側碰性能等等，和側門有關的斷面一般有二十個左右，占整車斷面的百分之五十。斷面是我們進行造型可行性分析的必不可少的手段。

2 結論

側門造型工程可行性分析是一個系統性的工作，目的是要解決的是造型表面能否滿足產品定義、車門設計構想、工程目標以及沿用件的可行性。面對風格各異的造型需求，作為產品工程師一定要積極配合造型進行工程可行性分析，讓造型的風格得以全面走向市場。

參考文獻

[1] 魯偉.淺談車門及附件的設計與布置[J].科技創新導報，2008 NO. 24：88-88.

[2] 劉自俠.汽車車門設計的探討[J].天津汽車，2000，（2）：20-22.