側門鉸鏈設計交流

1、側門鉸鏈設計交流 車身一科周偉 2007.04.20 側門鉸鏈法規(guī)要求 側門鉸鏈設計流程 側門鉸鏈詳細設計 側門鉸鏈數據校核 側門鉸鏈發(fā)展趨勢 側門鉸鏈法規(guī)要求 國際上不同的國家對鉸鏈都作了詳細的法規(guī)要求，下表是針對中國、歐洲、美國的法規(guī)對鉸鏈的技術要求及試驗方法進行詳細說明: 中國：歐洲北美側門鉸鏈設計流程側門鉸鏈詳細設計初步確定門的信息；鉸鏈軸線的確定；選用合適的鉸鏈結構形式；鉸鏈間距的設定 ；確認門鉸鏈的最大開啟角度 ；鉸鏈與周邊的布置關系 ；一、初步確定門的信息1.門的長度 2.門寬度 3.門重量 4.門縫間隙 二、鉸鏈軸線的設定 鉸鏈軸線的布置是整個四門兩蓋后續(xù)結構設計的基礎。其具體

2、原則如下：（1）、鉸鏈軸線應該平行于”Z”軸，既沒必要里傾或外傾，也沒必要前傾或后傾；但有時，為了符合人們的心理習慣，設計者常常把鉸鏈軸線定成里傾或后傾，通常以內傾02度，后傾0-1.5度，以便門在自身重力的作用下能夠自動合上。但是，由于各種條件限制，鉸鏈的軸線不但無法里傾或后傾，而且還可能需要外傾或前傾；（2）、鉸鏈軸線無論如何設定，其傾角（相對Z軸）盡可能不要大于2；（3）、鉸鏈軸線布置越靠近車門外板和車門前端就越有利；原因是：軸線越靠近車門外板， 門完全打開后，其前門與翼子板間隙以及前后門間隙就越大，避免干涉；軸線越靠近車門前端，門旋轉時，其對A、B柱的侵入量（dig-in）越?。唬?）

3、、鉸鏈在驗證時，要考慮生產中可能的誤差，一般鉸鏈軸線的驗證時按（X：2 ； Y：1 ）進行。如下圖所示： 在裝配調整過程中翼子板相對于車門面差為0-1mm,在此把翼子板看固定件,門向Y正方向移動1mm校對 三、選用合適的鉸鏈結構形式1、從車門鉸鏈的結構型式分：明鉸鏈，暗鉸鏈（S11、B11、等） 尺寸大、成本高體積小，重量較，成本低，制造簡單，且可以改善車身的外形和減小空氣阻力，因此現(xiàn)在轎車上大多數使用暗鉸鏈。2、從鉸鏈制造過程來分：是沖壓式（S11、B11、S12等）、型材式（A11）； 沖壓式鉸鏈采用板材沖壓成型，鉸鏈結構形式簡單，工藝性好，成本低，目前的轎車大部分都采用該種形式的鉸鏈 型

4、材式鉸鏈為為非等料厚的鉸鏈， 一般該鉸鏈采用燒焊的形式，因為沖壓式鉸鏈料厚較薄，燒焊性能不好，因此采用該種鉸鏈，該種鉸鏈因為采用特殊形狀的鋼材（通常稱異形鋼），成本較高。3、從鉸鏈安裝方式來分：焊接式（A11）、固定式（B11、S11等）大多數轎車采用的是固定式鉸鏈，這種鉸鏈方便安裝，焊接式鉸鏈一般具體下面情況下的其中一種情況下采用：一）鉸鏈處空間太小，無法進行安裝時；特殊的鉸鏈結構形式。 4、從鉸鏈結構分：是整體式、可拆卸式 整體式的如上圖S12的鉸鏈 可拆卸式可拆卸式鉸鏈結構形式主要具有下面幾種好處：便于門的拆卸，且拆卸后再安裝門時無需調整； 便于售后的維修工作； 門可采用分裝的形式，這樣

5、可以同時進行分裝，提高裝車速度； 2便于車內較大件的安裝、拆卸； 5、從鉸鏈集成分：帶限位器式（S12）、不帶限位器式 帶限位器式鉸鏈主要用于門框造型無法滿足限位器的安裝情況下使用，該種鉸鏈結構較復雜，較易出現(xiàn)異響等問題。對鉸鏈自身設計及制造要求高。導致采用此種結構形式的鉸鏈較少。 此種鉸鏈結構形式為德國愛德夏的專利技術，結構復雜，價格昂貴、但限位性能好。6、此外還有滑門鉸鏈的結構形式，鉸鏈上帶有滾輪的形式 四、鉸鏈間距的設定 可以肯定地說，如果鉸鏈布置空間允許，鉸鏈間距設置得越大越好。越大，鉸鏈”X向”受力越小，同時，也可以有效地防止門下垂?？蓪嶋H設計中，由于受到各種條件的制約，比如車身外部

6、造型、A柱B柱的形狀等，常導致鉸鏈間距無法設置得足夠大；但經驗表明，無論如何，“鉸鏈間距HS（hinge spread）”與“鉸鏈鎖柱間距DL(door length)”的比值不應小于1/3；示例圖如下所示：五、確認門鉸鏈的最大開啟角度 鉸鏈最大開啟角度是由門的開度決定的；門的開度設定一般由總布置工程師來完成，在造型設計時初步的可行性分析時考慮上下車的空間是否足夠、儀表板的進出的可行性、以及相應A、B柱結構的可行性時，即確定了門車的開啟角度 。根據總布置要求的門開度，確認鉸鏈要求達到的最大開度。通常情況下我們選取鉸鏈的最大開啟角度要比門的開度大8度，即：MAX OPENING ANGLE OP

7、ENING ANGLEDOOR DOOR OPENING ANGLE +8OPENING ANGLE +8 并且在門閉合的時候，鉸鏈的不能自身干涉。六、鉸鏈與周邊的布置關系 主要看門在開關的過程中鉸鏈與門、門與翼子板、門與側圍之間的關系是否滿足要求，同時還要考慮密封條安裝的可行性及密封條的性能能否保證。鉸鏈在安裝時，安裝工具是否可以正常操作。從而初步布置出下面所示的斷面： 前門鉸鏈處的典型截面；這個截面應該體現(xiàn)出以下信息：（1）、 所有相關部件：前門內板、外板、翼子板、側圍外板、側圍內板、鉸鏈、鉸鏈加強板、鉸鏈安裝板、玻璃、緊固螺栓、密封條、門護板、工具等；（2）、 鉸鏈旋轉時，門內板與鉸鏈的

8、最小間隙；（經驗值為：5mm）（3）、 鉸鏈旋轉時，前門外板與翼子板的最小間隙；（經驗值為：2.5mm）（4）、 鉸鏈旋轉時，門邊緣與A柱的最小間隙；（經驗值為：5mm）（5）、 鉸鏈的安裝工具與門邊緣（靜止或旋轉）的最小間隙；（經驗值為：1mm）（6）、 門的最大開度值； 如果以上沒有問題，我們就初步確認這個鉸鏈，如果不合適必須重新布置，此階段要確認新鉸鏈的初步的斷面分析，直到合適為止。（1） 所有相關部件：后門內板、外板、前門內板、前門外板、側圍外板、側圍內板、鉸鏈、鉸鏈加強板、鉸鏈安裝板、玻璃、緊固螺栓、密封條、門護板、工具等；（2）、 鉸鏈旋轉時，門內板與鉸鏈的最小間隙；（經驗值為：5

9、mm）（3）、 鉸鏈旋轉時，后門外板與前門的最小間隙；（經驗值為：2.5mm）（4）、 鉸鏈旋轉時，門邊緣與B柱的最小間隙；（經驗值為：5mm）（5）、 鉸鏈的安裝工具與門邊緣（靜止或旋轉）的最小間隙；（經驗值為：1mm）（6）、 門的最大開度值；（7）、 后門彎折角處（NON-JAMMING）的尺寸值。 以上是對鉸鏈初步布置進行的分析，以上初步確定后，即可確定鉸鏈是否可以沿用已有的鉸鏈，如果已有的鉸鏈各條件均滿足要求，則可以采用已有的鉸鏈。這時只要進行CAE分及試驗驗證即可，如果未用，需重新設計鉸鏈結構。側門鉸鏈數據校核 1.此處先要完成鉸鏈的料厚、材料種類一般情況下沖壓式鉸鏈的料厚為：5.

10、0mm。過去材料選擇為：SPHC，隨著材料性能的提高，以及對門的性能要求的提升，現(xiàn)在門上鉸鏈材質逐漸選擇SAPH370/SAPH440/QSTE420/B510L等。2.角度、尺寸3.CAE分析強度與耐久性，門下垂分析等；4.與工藝人員進行探討，其結構設計在工藝上是否可行；5.在鉸鏈頁板上，是否為緊固螺栓留有足夠接觸平面，及螺栓的緊固力矩；6.門全開后，門與鉸鏈的間隙是否足夠；7確定鉸鏈安裝時的門狀態(tài)及安裝工具是否可以正常操作。 側門鉸鏈發(fā)展趨勢側門鉸鏈的設計存在設計難點難點：（1）、鉸鏈軸線的設定：雖然原理和程序非常簡單，就是不斷地試，但真正設定一個合理的軸線是一件非常枯燥煩瑣的事，既要照顧到門與A、B柱的間隙，還要照顧到門與鉸鏈的間隙；而且沒有捷徑可尋。根據經驗，如果設定一個門的鉸鏈軸線，一個人大約需要15天左右。（2）、鉸鏈的校核：校核的內容要方方面面的考慮，要進行旋轉干涉校核，安裝可行性校核、沖壓可行性校核，還要進行相關部件的結構可行性校核，比如鉸鏈這樣設計，鉸鏈加強板、鉸鏈安裝板能否有空間？A、B柱的形狀是否可行？這些都需要和相關工程師進行深入探討。鉸鏈的設計是后續(xù)結構設計的基礎，因此必須小心謹慎、通盤考慮；一旦發(fā)現(xiàn)鉸鏈的設計有誤，往往意味著側門所有的結構設計等于白做。 側門鉸鏈設計的發(fā)展方向我認為，側門鉸