汽车车门的设计探析

周旸

摘 要：汽车进入中国也有上百年的历史了，但是我国在这一产业真正发力却有了几十年。在制造一辆汽车的过程中，汽车车门的设计不可或缺，而且还是车身结构中比较复杂的一个总成。关于汽车车门的设计，其实这是一项复杂又相对独立的工作，车门设计是否用心直接决定了汽车总体质量。本文从汽车车门的设计流程及方法入手，针对车门附件布置、密封性处理等方面进行了研究，并综合考量了产品开发的具体实例，从四大工艺可行性进行分析，力求全面分析车门设计，希望为相关从业者及有关部门提供有益的参考。

关键词：汽车车门;设计流程;附件布置;密封性;四大工艺

1 引言

车门设计不管从任何角度来讲都是汽车车身设计的重要组成部分，其性能好坏以及功能多少会直接影响到汽车人机工程、舒适性、密封性安全性等多个方面[1]。此外，车门的主要构成部分则是玻璃、门锁、密封条、车门钣金件等基础组成部分，按照行业并行的流程以及方法进行设计投产，就可以确保生产出保证安全的产品，并提高整车的质量，在接下来的叙述中，就会对车门的设计流程以及相关部件的设计及其控制方法做出详细的介绍。

2 汽车车门类型和主要功能要求

2.1 车门的主要类型

汽车产业发展到如今，车门已经具有了非常多的种类，具体的类型可以见表1。既然是說车门，那就不可能脱离车门的本体以及相关附件，一般来说车门的本体是作为白车身的范畴，简单来说就是整体涂漆、未装备状态的钣金焊接总称，这是对车身施加更多附件、实现车身整体造型效果、增强强度的一个整体框架;此外就是车门的附件，福建基本都是为了进一步补充车身本体车门所不能满足的一些功能而施加的一些零件或总成，其中包括了铰链、玻璃、拉手、密封件、车身内饰等等，此外，随着汽车本身的休闲娱乐功能的加强，车身内部增加扬声器的情况也有增加。

2.2 车门的主要功能介绍

2.2.1 使用方便性

汽车作为现在民众大都使用的代步工具，使用是否方便自然是最首要的问题，至于这方面主要看车门开关是否方便以及上下车的便捷度。开关必须要灵活、轻便，至少要分有最大、中间两档;关于上下车，开度要足够，否则下车或上车动作都会受限，通常来说开度不低于60°。

2.2.2 视野性

作为司机来说，一辆车的视野是否宽广是选购汽车的重要因素，而除了正面视野，通过车门边上的后视镜获取视野更加重要，因此在车门设计上要尽量加大车门窗口还有玻璃的尺寸，并合理布置三角窗的大小。尺寸还有位置，为司机营造更加宽广的视野。

2.2.3 密封性

越是质量可靠的汽车，在汽车的密封性设计上相对都更好，一方面为汽车温控系统做出保障，另一方面对汽车的整体安全也有助益，因此最基本的要求就是雨、雪、尘不能进入车体内，保证相对良好的气密性。

2.2.4 工艺性

现在的汽车不同以往，零件以及维修都高度产业化，因此如果在设计中加强规范化，就能使汽车的工艺得到较好的提升，在维修方面也能尽可能降低成本。

3 车门的设计流程

从总体来说，车门的设计流程主要包括以下几个主要方面，比如车门开度的设计、铰链轴度的倾角设计、车门锁的设计以及车门的密封性、车门的安装等等，具体流程可见图1。

3.1 车门开度的设计

首先来看车门的开度，之所以要预留必要的开度，主要目的就是保证人和货物进出比较方便，而且还要满足一个点，那就是车门在开启后，也能够比较好地停止在最大开度上。要解决这个问题，就需要对门的最大开度有一定的要求，比较常见的解决方式就是在设计初期做好上下车的便捷性测试。

3.2 车门铰链的设计

车门铰链算是比较重要的车体设计部分，在具体设计细节上需要注意的，就是在道路边停车并进一步打开车门的时候，都要尽量使车门的下边缘处避免刮擦到地面。此外，如果铰链的轴线出现外倾或前倾的时候，就往往会出现车门在开启的过程中下沉的可能性。所以基于这个研究成果，最好在设计中使车门铰链的轴线内倾或后倾，而且就目前的实践来说，内倾比后倾的效果更好一些。

3.3 车门锁的布置

以力学知识来讲，三角形结构是最稳定的结构，通常情况下会将门锁的位置与上下铰链的位置设置成为稳定的三角形形状。与此同时，车门的锁也要在高度方向上的布置更加精细，应布置在车门质心或略高于车门质心的位置上，也就是在上下两种铰链的中间位置，通过向上偏移一段距离来实现要求。最后，针对锁体的布置还要尽量满足以下的三点要求。

3.3.1 首先，为了在最大程度上满足锁的工作要求，还有符合车门内板的冲压等等工艺性的基本要点，因此锁的安装面与相应的Y轴方向角度设置为4°为佳。

3.3.2 为了尽可能保证车锁系统的使用寿命，在设置切入角度时，锁在关闭的瞬间锁钩进入锁扣内的切入角度应控制在90±3°以内。如某车型门锁锁沟进入锁扣的切入角度为90.998°[2]。

3.3.3 必须保证玻璃的升降空间充足，而且不仅仅是门锁本体上的玻璃需要满足这个硬性要求，哪怕是锁体上的相关附件及运动拉杆机构等，也都要尽量避开玻璃的运动轨迹，以避免升降空间受阻。

3.4 车门的密封设计

关于汽车的密封性，可以用一个简单的例子来解释，加入一辆汽车的密封性很好，那么就可以使乘员与外界进行一定程度的隔离，同时车内的噪声也会一定程度上减小，还可以防止门腔出现积水或渗水现象。另外，一般轿车的车门与侧边之间都会设计出两道密封条来进行密封，而且一些高档车甚至会设计三道密封条，以此来加强气密性。

4 四大工艺的分析

4.1 进行冲压的可行性分析概论

针对这个方面的分析一般会根据以下操作步骤，一般来说在设计完成前后都会对每个设计完成的钣金件进行一次或多次的有限元的分析，这是为了确保在后期的冲压过程中钣金件不会出现撕裂、滑移等现象，然后再根据相关的分析结果来提出针对性的建议。最后，在确保可冲压质量的前提下，还要尽量减少不必要的工序，尽量降低生产成本。

4.2 进行焊接的可行性分析概论

针对该方面的分析，一般都是围绕检查相关焊接区域的面积，看面积是否满足进行焊接的基础需求条件，如果条件不能满足，就需要对工艺进行改良，比如由点焊改成塞焊等等。

4.3 开展涂装的可行性分析概论

在进行可行性分析时，需要检查在涂装的过程中是否有出现过漏液和排气孔损坏等等的现象，之后还要检查排气孔是否出现封堵的现象，在最后，漏雨和产生噪音的可能性也不能轻视，只有做到这些才能为涂装提供比较安全的操作空间。

4.4 进行总装的可行性分析概论

分析每个装配件是否含有安装空间。针对四大工艺的分析结果提出整改方案，重新优化数据再进行完整的分析，直到满足生产要求为止。

5 结语

中国的汽车产业依然在不断地向前发展与进步，针对车身设计中的车门设计也会不断突破一个又一个科技难关，而本文通过对车门设计流程及方法的相关论述，从多个维度和方向详细地对车门设计作出了分析和判断，采用现行通用的技术进行设计，基本不会出现安全问题。需要注意的是，车门设计终究是一套复杂的系统工程，所以说在硬点、方案、结构等多个方面都必须及时作出调整和技术上的重新整合，而这就不仅仅需要各个部门进行研究和攻关，更需要所有部门通力配合，共同完成，来为产业升级做出自己应有的贡献。

参考文献：

[1]王晓华，崔志琴，张腾，徐兆华.汽车车门的设计[A].机械.产品开发与设计.2010.10.38（60）.

[2]原井天.汽车车门设计流程及方法[A].农业装备与车辆工程.2013.（13）.