关于旋转式车门关闭力影响因素的分析及改进

周成伟

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

设计研究

关于旋转式车门关闭力影响因素的分析及改进

周成伟

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于江淮汽车某车型，分析旋转式车门关闭力影响因素，并结合生产问题，提出改进方法。关键词：车门关闭力；影响因素；改进

CLC NO.:U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-35-03

引言

随着汽车技术发展，越来越多的顾客把车门关闭力作为车辆使用性能的一个重要评价指标。同时，车门关闭力偏大也是困扰很多汽车设计人员的一个难题。

文章基于江淮某车型的车门关闭力问题分析改进案例，对旋转式车门关闭力的主要影响因素进行分析，结合实际生产问题，提出改进方法，并进行实车验证。

文章采用最小关门速度及静关闭力作为评价指标。最小关门速度为车门刚好可以关上时所需要的速度，通过多次测量取其最小值，单位为m/s。静关闭力为作用在车门外把手手部操作位置，缓慢关闭车门，使车门从半锁紧位置到全锁紧位置所需要的力，单位为N。

1、旋转式车门关闭力的影响因素

旋转式车门关闭的过程中，车门的动力主要来自于车门重力在关门方向产生的关门力矩，基于江淮某车型的关门力分析，旋转式车门关闭力影响因素包含气阻、密封条压缩力、门锁关闭力、限位器过档力、铰链旋转阻力等。

1.1 气阻

旋转式车门关闭的过程中，车门扫过区域的空气被压入到驾驶室内，使驾驶室内的气压升高，在气压升高的过程中，部分驾驶室内的空气会通过车身上的排气阀以及排气通道被排出车外。但车门关闭瞬间，空气压入量大于排出量，导致驾驶室的气压瞬间升高，形成气阻。

通过对江淮部分车型进行测量，测量数据显示气阻在车门关闭过程中对最小关门速度影响占比为30%~50%，气阻对车门关闭力影响较大，具体数值见表1。

表1 不同车型气阻对关门速度影响

1.2 密封条压缩力

为保证密封性能，车门密封设计通常采用一道或二道密封，包括头道密封条及门洞密封条。其中，头道密封条安装在车门钣金上，门洞密封条安装在车身钣金上（如图1），起防水、防尘、降噪等作用。

图1 密封条安装示意图

车门关闭过程中，密封条与钣金接触，进而出现压缩变形，产生压缩力。密封条压缩力的大小是由密封条本身的材料、密度、尺寸等性能以及车门与车身钣金的密封间隙影响。

以江淮某车型为例，分别测量不安装密封条与安装密封条两种状态下车门的静关闭力，密封条压缩力数值在车门整体静关闭力占比为51.7 %，具体数值见表2。

表2 密封条压缩力对车门静关闭力影响

1.3 门锁关闭力

关门过程中，门锁与锁钩相对啮合运动，产生阻力。正常状态下，门锁关闭力设计值为30N~50N。以表2中安装密封条状态下车门整体静关闭力数值为例，门锁关闭力在车门整体静关闭力中占比约为15%~25%。

1.4 限位器过档力

为保证车门在某一开度进行限位，方便驾乘人员上下车，限位器臂杆上设计凹槽（如图2）进行限位。关闭车门时，限位器壳体在臂杆上运动，通过凹槽时，由于臂杆凹槽存在坡度，且限位器壳体内部弹性元件与臂杆相对摩擦，因此产生过档力。通过实车调查分析，限位器过档力对车门关闭力整体影响较小。

图2 限位器结构示意图

1.5 铰链旋转阻力

旋转式车门关闭时，以铰链轴为中心轴线旋转运动。铰链轴采用金属材料制成，轴套通常采用聚四氟乙烯制成（如图3）。铰链轴与轴套间存在摩擦阻力。设计扭矩为0.2Nm~ 1.5Nm，经实车调查分析，铰链旋转阻力对车门关闭力整体影响较小。

图3 铰链结构示意图

2、旋转式车门关闭力的改进

以江淮某车型的车门关闭力分析改进为例，结合实车生产存在的问题，针对车门关闭力的主要影响因素气阻、密封条压缩力、门锁关闭力，提出改进方法，并进行实车改进验证。

2.1 降低气阻

根据气阻产生的原因，气阻大小由空气压入量和空气排出量差值决定。以江淮某车型为例，通过在车身上增加2个尺寸为140mm×60mm的排气单向阀（如图4），增加空气排出量，从而降低气阻。

经实车测量，增加排气阀后，左右车门最小关门速度分别降低14.15%及12%，具体数值见表3。

表3 排气阀对关门速度影响

2.2 降低密封条压缩力

图5 密封条单位长度压缩力

设计阶段，对于密封条压缩力的控制，除选用合适的密封条断面外，还可通过调整压缩量及单位长度压缩力实现。通常，头道密封条压缩量设计为6mm，门洞密封条压缩量设计为3mm，门洞密封条密封间隙设计为14mm。以江淮某车型为例，设计阶段，通过将门洞密封条压缩量由3.5mm调整为3mm，经CAE分析，门洞密封条的单位长度压缩力由2.3N/100mm降低为1.9N/100mm。（如图5）

表4 调整钣金密封间隙对关门速度及静关闭力影响

除设计阶段优化，针对实际生产过程问题，进行针对性改进。以江淮某车型为例，生产过程中，由于车门及车身钣金密封间隙偏小，导致密封条压缩力偏大。通过调整实车车门与车身钣金的密封间隙，降低密封条压缩力。在允许公差范围内，随密封间隙调整，最小关门速度及静关门力明显降低，具体数值见表4。

2.3 降低门锁关闭力

生产过程中，由于门锁及锁钩相对位置出现偏差，导致门锁关闭力偏大。以江淮某车型为例，通过调整锁扣位置，车门整体静关闭力由237N降低为213N，优化10.12%。

3、结语

文章以江淮某车型为例，通过对旋转式车门关闭力的主要影响因素进行分析，并提出改进方法，进行实车改进验证，实现了车门关闭力的改进。

实际生产时，对于车门关闭力问题，需要结合实际生产过程中存在的问题，进行逐步分析，从而发现问题的主要原因并进行针对改进。

[1] 黄天泽,黄金陵.汽车车身结构与设计[M].机械工业出版社.2013.

The analysis and optimization about the influencing factors of rotation door closing force

Zhou Chengwei
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Based on the analysis of a JAC vehicle model,the influencing factors of rotation door closing force are introduced,and combining with the production problems,the optimization are proposed.

door closing force; influencing factors; optimization

U472.4

A

1671-7988(2016)07-35-03

周成伟，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.011