汽车侧门造型的工程可行性研究

李文健 张云

摘 要：根据汽车侧门区域的工程要求，针对汽车侧门区域的造型，探讨其工程可行性分析点，详细分析侧门区域造型的工程可行性研究内容及相关要求。

关键词：侧门布置;门洞B&R line;人机布置;侧碰性能

中图分类号：U463.8  文献标识码：A  文章编号：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

汽車数字造型与产品落地从来不是一蹴而就的事，两者开发是相互印证、磨合的过程。工程对汽车造型按区块进行足够充分地可行性分析，是延长汽车生命周期、提升市场好评度的重要前提。侧门造型工程可行性分析是指造型单一主题选定之前和造型冻结之前的造型工程分析工作。车身侧门造型可行性分析这一阶段工作进行的好坏，直接影响后面工程设计的进度和质量。

1 侧门布置详细可行性分析

1.1 玻璃成型性分析

对于侧门玻璃在保证造型的同时，还必须保证玻璃的成型性，当CAS出来后分别测量玻璃横向的曲率半径和纵向的曲率半径。一般要求X向半径≥20000;Z向半径≥1300.如下图1所示：

1.2 玻璃升降运动模拟

玻璃边界：从外观造型上看应校核玻璃沿B柱的一条边和后视镜安装的面的边、后三角窗的前边沿必须平行，这样玻璃运动才能进行。如下图2所示：

当CAS出来后，应根据初版的CAS设计升降器，看空间位置上有没有干涉，玻璃升降器一般很容易和门锁、限位器和内饰护板干涉。如果与内饰护板干涉则有可能需修改内饰护板造型。

1.3 防撞杆或者防撞板的布置分析

侧门防撞杆的布置受到B&R line的影响，B&R line太靠近分缝线，将导致防撞杆无焊接空间。如果防撞杆焊接空间不够，将导致修改造型分缝线。

分析防撞杆的布置空间我们主要是通过CAS表面和玻璃面以及B&R line这三个初始条件来分析确认的，防撞杆距离门外板的距离为3～8毫米。侧门防撞杆的布置受到B&R line的影响，B&R line太靠近分缝线，将导致防撞杆无焊接空间。我们要求焊接面处有13毫米的焊接空间，同时要考虑工艺性，预留3～5毫米的工艺空间，所以在防撞杆焊接处必须有16～18毫米的平面空间。如下图3所示：

对侧门防撞杆，车门一般是前高后低斜着布置，且防撞杆的中心线投影到人体中心线的纵向平面上应该通过H点，这样防撞杆在侧碰时能起到很好的效果，前门防撞杆的后端，应尽量位于B柱强度最大处（B柱根部强度最强），后门防撞杆后端尽量靠近C柱位置最强处。

1.4 侧门锁布置可行性分析

侧门锁布置时，我们要求侧门锁在绕铰链轴线旋转到关闭状态时，在锁体与锁扣啮合处，该处圆的切线应保证和锁柱垂直。当得到此位置后，我们需要校核锁与玻璃升降导轨及玻璃的安全距离。在布置锁体时为了获得锁安装的足够空间，有时需要改造型，改变侧门玻璃形状、改变A、B、C柱的倾角，改变造型分缝线等。如下图4所示。

锁拉杆拉线的布置：锁拉杆拉线布置时，应尽量让拉杆拉线从玻璃的内侧走，因为拉杆拉线需要与内开把手相连。这样的话，为了防止锁拉线拉杆在玻璃升降过程中被玻璃撞到使门自动打开，需要所有的拉杆拉线与玻璃留有足够的安全间隙。

同时锁体布置时，让锁体位于上下铰链的中间位置，这样锁、上下铰链形成三点，从而有效的保证了门的稳定性。同时锁体锁体尽量不要进入侧碰的碰撞区域，因为锁体是一个功能件，需要确保侧碰过程中门不能自动打开。

由于锁的布置空间是受到造型严重影响的，所以在造型阶段就应该用锁体外部轮廓尺寸的3D数模进行布置。如果锁是新开发件，则应该让供应商参与到这个阶段的锁布置可行性分析中来。这样一方面我们可以做到集思广益，能够充分的应用锁零部件这一领域的先进技术，因为在这一阶段，布置空间对锁的限制条件很少，大多是可以通过调整造型来完成的，对新技术的推广是非常有利的。

1.5 铰链轴线和铰链布置可行性分析

铰链轴线布置时，铰链轴线越靠近车门前方和车门外板，对车门运动过程中的间隙越有利。门的侵入量越小，对侧围强度的影响就越小，对提高整车安全性和防止门下垂就越好。铰链轴线的布置位置对B柱侧围Y向深度具有必要不充分的影响，详见图5所示：

上图中铰链轴线非常靠近车门前端和车门外侧（蓝色示意图）的时候，车门和翼子板的间隙是越来越大，车门与翼子板或周边件的干涉的可能性越来越小。距离侧围越来越远，改善了侧碰安全性。

在铰链轴线布置好之后，我们应该将铰链3D数模布置到CAS数据中，上下铰链距离越大越好，一般上下铰链间距要求大于车门沿X向最长长度的1/3，铰链布置好之后，我们应该考虑工具过孔和铰链的安装面的空间，要求有足够的安装空间，工具与周边件的间隙大于3mm。

铰链轴线和铰链布置是一个非常庞大的工程，其涉及的周边条件非常多，造型对其布置影响非常大，所以前期造型未冻结前，应充分把这个问题分析透彻。

1.6 侧门限位器布置可行性分析

限位器布置时，要考虑其与周边的关系，限位器一般布置在上下铰链的中间位置，限位器的位置越靠近B&R line，对限位器的布置越有利。下图是限位器臂中心线模拟原理，详见图6所示：

1.7 玻璃升降器、扬声器的布置

门内板上要给玻璃升降器、扬声器留出安装面，同时又要保证安装过孔和工具过孔，空间很紧凑，合理的分缝线和B&R line将是保证这些部件得到合理布置的基础。前期就应该要求供应商根据CAS和配置表提供初版的3D玻璃升降器数模和扬声器进行空间布置分析。

1.8 侧门外开把手布置空间和人机工程学分析

外CAS数据出来后，可以要求供应商提供初版轮廓尺寸的外把手3D数模，进行把手空间布置。如果前期不校核，把手离门分缝线太近，将导致把手布置不下，把手内部的部件凸出与门钣金轮廓干涉，一般我们定义为50-60mm，为740～1160mm。如下图7所示：

1.9 侧碰性能初步分析

在造型可行性分析階段，当CAS和B&R line出来后，我们就可以初步判断整车的碰撞性能，以及以后的结构设计和性能提升空间，在造型工程可行性分析中，我们必须尽量

确保有足够大截面的B柱，B柱截面的大小受到B&R line的影响，B&R line又影响门的造型分缝线。在门槛和C柱位置，我们尽量让造型给门和侧围留有足够大的重叠量，提高碰撞性能。如下图8所示：

防撞板或防撞杆和侧围的重叠量A≥50mm，门槛和门内板在Z方向B至少40-50mm的重叠量，来传递碰撞力到白车身。

1.10 设计第一版典型断面分析

CAS出来后，我们根据B&R line设计典型断面开始分析布置空间，工艺可行性，侧碰性能等等，和侧门有关的断面一般有二十个左右，占整车断面的百分之五十。断面是我们进行造型可行性分析的必不可少的手段。

2 结论

侧门造型工程可行性分析是一个系统性的工作，目的是要解决的是造型表面能否满足产品定义、车门设计构想、工程目标以及沿用件的可行性。面对风格各异的造型需求，作为产品工程师一定要积极配合造型进行工程可行性分析，让造型的风格得以全面走向市场。

参考文献

[1] 鲁伟.浅谈车门及附件的设计与布置[J].科技创新导报，2008 NO. 24：88-88.

[2] 刘自侠.汽车车门设计的探讨[J].天津汽车，2000，（2）：20-22.