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车门铰链的设计

分类:工业 未分类 132 0

车门铰链的设计是车门设计的一项重要的工作,直接关系到车
门能否正常开启。在整车设计中饺链的设计也是相对的复茶,其要充分考志门框的边界、人机工程、车门下垂的诸多问题:
1车门铰链的位蛋布置
1.1基础定义
(1)车门内、外倾角 铰链轴线在x=0 平的面上投影与z轴之间的夹角。建议内或内倾角不超过2°;一般没有外倾角。
2)车门前、后倾角 铰链轴线在 Y=0 平面上的投影与z轴之间的夹角。建议前或后倾角不超过 1.5°
(3)门铰链的最大开度角 车门铰链所能开启的最大角度值。
(4) 车门最大开度角 车门所能打开的最大角度值.
(5)上下门铰链中心的距离 上下门铰链中心的距离一般与车门的自重、分缝线的曲率及固定立柱的外形等有关,中心距一般不F 350mm.

1.2 铰链轴线的设定
铰链轴线的布置是整个开闭件后续结构设计的基础。其具体原则如下:
(1)铰链轴线应定成内倾或后倾,通常以内倾 0“2度,后倾015 度,以便有利于在保证铰链间距的条件下,增大轴线的外移程度。同时车门在自身重力的作用下能够自动合上。但在设计设计
过程中因各种条件限制,铰链轴线无法保证内倾或后倾,可能与z方向平行。
(2)铰链轴线布置应尽量靠近车门外板和车门前端,因为轴线越靠近车门外板,门完全打开后,前门与翼子板间隙以及前后门间隙就越大,有效避免干涉;轴线越靠近车门前端,门旋转时,其对
A、B柱的優入量越小。
1.3 铰链间距的设定
在结构允许的情况下,车门上下两铰链之间的距离应尽可能大,因为距离越大,铰链X 向受力越小,可以有效防止车门下垂。在实际设计过程中由于造型等各种原因限制,使得铰链间距离无法满足
要求。但应尽量保证 前后门饺链中心距应不小于 1/3 的车门宽度。
1.4 在车门铰链的布置设计中除上述外还应注意以下几个方面
(1)为能获得更好的链接刚度,应在车门本体和门柱上设置必要的加强板或采用增厚的内板焊接,因为车门与铰链和门柱与铰链的连接刚度不足,往往是车门下沉的主要原因。
(2)两铰链的轴线应在同一直线上。并根据不同的车型和汽车不同的用途,具有内、外倾角和前、后倾角,在布置铰链时尽量加大两铰链的间距,改善镇链受力状况。但在实际设计过程中,车身
的侧围表面存在着一定的弧度和倾斜度,当其造型确定后,则对铰链轴线外移程度产生限制,并直接与两铰链的间距相关。因此设计中应处理好车身外形、铰链间距和铰链轴线外移之间的关系,
(3)车门铰链的尺寸越小越好,如车门铰链过大将会造成车门下沉问题,但刻意减小铰链尺寸将会减小车门的最大开启角度。而且铰链的最终尺寸也将会影响 A 柱的最终尺寸。从而影响车辆在进行碰撞试验时的性能。在确定开启角度时就应考虑铰链大小问题。
2.铰链运动校核及解决办法
饺链校核主要是门在开关的过程中饺链与门、门与翼子板、门与侧围之间的关系是否满足要求,同时还要考志密封条安装的可行性及密封条的压缩性能能否保证。同时铰链在安装时,通用安装工
具是否可以正常操作等问题
(1)车门铰链轴线位置确定后,必须以轴线为旋转中心,进行车门开启运动校核,检查车门在最大开度位置时,有无与车身其他部位发生干涉。一般车门最大开度角取 65°~70° 范围。设计中确定车门最大开度角应考感上下车的方便性,上车后的关门方便性,以及避免车门与车身各部分发生干涉等条件。
(2)由于车门开启时,整个车门的质量及其上的作用力都作用在铰链上,应对铰链的受力状况进行分析,从而设计饺链的刚度和强度,
(3)饺链的装配结构设计应保证车门与门框的相对装配位貴可以调整。其次为了提商饺链的连接刚性,应使螺钉的连接孔分布面积增大,并且在设计时铰链的装配面要平整
(4)对于四门汽车,车身中支柱上要安装前门门锁的锁扣和挡块,以及后门的铰链,两者布置位置应不相重合,否则中支柱结构复杂,断面尺寸增大,从而影响车身整体强度
3 车门铰链强度的 CAE 分析
(1)使用软件:前处理:HyperMesh v10.0
求解器:NX/NASTRAN 4.0
后处理:HyperView v10.0

楧型化说明边界条件
分析工况按照 GB 15086 进行纵向教荷:约束其中一侧铰链 1-6 自由度,另一侧刚性单元约束2-6自由度,并施加x方向11110N的力。横向载荷:约束其中一侧铰链 1-6 自由度,另一侧刚性单元约束 13456 自由度,并施加y方向9000N 的力。评价标准:铰链系统在施加两种工况载荷下不脱开。
注:载荷应在饺链销接合部分的线性中心之间的等距离位置施加,并且以车辆纵、横向方向通过铰链销的中心线。

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