车门铰链布置和运动校核.doc

.车门铰链布置和运动校核 ??? 车门铰链的设计是车门设计的一项重要工作，直接关系到车门能否正常开启?在铰链设计中，铰链中心线定位和铰链中心距是重要的设计硬点? ??? 铰链轴线一般设计成具有内倾角和后倾角?内倾角指铰链轴线在x=0平面上的投影与z轴之间的夹角，内倾角一般为0～4°，见图4；后倾角指铰链轴线在y=0平面上的投影与z轴之间的夹角，一般为0～2°，见图5?内倾角和后倾角都是为了使车门开启时获得自动关门力，也有个别汽车门铰链具有前倾角，但一般不会有外倾角? ?? 车门铰链轴线的设计先确定铰链轴线沿车身方向的尺寸变化范围（X1，X2），并在此范围内任选一值Xm，将轴线限制在与x轴垂直的平面x=Xm内，在x=Xm平面内确定铰链轴线的倾斜状态：先分别求出x=Xm平面与内外板曲面的交线C1和C2，并求出C1和C2对应的y方向的极限坐标位置Ymin（内板投影线最左端）?Ymax（外板投影线最右端）；在x=Xm平面内通过输入直线方程y=B，B∈（Ymin，Ymax）来生成一条与z轴平行的轴线Z1Z2；确定铰链轴线中心点的z坐标值：通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C，并根据它在y=B直线上求出一点O；根据铰链轴线内倾角范围θ∈（0°，4°），将y=B直线绕O点逆时针旋转θ角度，得到轴线位置O1O2?根据铰链间距L∈（300mm，500mm），以铰链中心O为初始点，沿直线y=B确定两点D和E，使两点间线段长度为L，调整L值以及轴线外板的距离，保证在铰链宽度方向不与外板干涉的情况下，轴线尽量靠近外板的极限位置（L值确定已知时）?若L值可以改变，则可以考虑稍微减小L值，轴线更靠近外板（车门外板曲率较大时）?可以通过改变最初的B值重新生成轴线O3O4或作O1O2的平行线来改变轴线到外板的距离?当轴线位置最终确定后，根据D?E两点位置可将铰链模型正确地放入车门门腔内，待进一步运动校核及干涉检验? ??? 铰链中心距的确定可参考车门长度，一般铰链中心距/车门长度=33%，或者更长?需要说明的是在布置铰链时，应注意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?为了避免打开车门时与其它部分干涉，铰链的轴线应尽可能外移，使其靠近车身侧面? ??? 铰链中心线位置和中心距确定后，需要进行运动干涉校核，这也在主断面设计中完成，可能出现的干涉位置有前后门干涉?前门与A柱翼子板干涉?门与铰链干涉等，在可能干涉的位置取主断面，将车门延中心线旋转，即可一目了然，如图6? ??? 1.6车门玻璃设计以及车门玻璃升降器的设计布置 ??? 玻璃要设计为双圆环面，可以和外造型匹配，达到玻璃升降的平顺性，圆环面的数学方程如下，其思想简图与基本参数见图7?8： 当R足够大且圆柱半径r远远小于R时，从圆环面上截取的玻璃曲面仍近似为柱面?玻璃的运动可以认为是一种绕圆环面中心引导线的旋转运动，其运动轨迹是与引导线成一定夹角的圆环截面线的一部分?R=15～25km，r=1200～2000m；大客车为R=∞，r=4000～7000m? ??? 玻璃升降器是车门设计中很重要的一个环节，它的合格与否直接影响到车窗的开闭?玻璃升降器在设计过程中，关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定? ??? 有了玻璃的数据后，可求出玻璃的质心位置，根据以往设计经验和一些样车数据，一般单导轨的位置是在玻璃质心位置向B柱方向偏移15～25mm，双导轨的间距应在不干涉内门板和其它附件的情况下尽可能大，但两个导轨的中线应该在玻璃质心位置向B柱方向偏移15～25mm?导轨位置确定后，通过偏置玻璃面求出导轨的弧度，此导轨弧度为空间螺旋曲线? ??? 由于玻璃运动近似圆弧运动，但升降器的长导轨在自由状态下是平面运动，所以在玻璃升降过程中，升降臂和平衡臂会变形随长导轨一起运动?为了提高升降器的寿命，应使运动过程中升降臂和平衡臂的变形量尽可能小?图9表示了玻璃运动轨迹和长导轨在自由状态下的运动轨迹，A?B?C分别表示了玻璃在上?中?下3个位置时升降臂和平衡臂的最大变形量，其中CA=B? ??? 2 结语 ??? 设计硬点控制在车门设计的灵魂，主断面是车门设计的重要手段，以此为思路，使车门设计有条不紊，效率得以提高，质量得以保证?车门设计是车身设计中最复杂?难度最大，实际过程中可能会遇到很多情况，有时甚至会出现控制硬点之间相互矛盾，需要具体问题具体分析，不断调整以达到最优结果?