滑門布置設(shè)計(jì)

雷學(xué)明，班正逸

滑門布置設(shè)計(jì)

雷學(xué)明，班正逸

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

滑門是車門系統(tǒng)的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)形式，其獨(dú)特的開啟方式使得車門開啟占用空間小，乘員進(jìn)出車輛便利性好，在MPV車型上廣為應(yīng)用。文章通過歸納分析滑門的典型結(jié)構(gòu)形式、其與周邊相關(guān)各部件的匹配關(guān)系及設(shè)計(jì)方法，提出了滑門設(shè)計(jì)布置方法及要點(diǎn)，以保證滑門設(shè)計(jì)開發(fā)的準(zhǔn)確性。

滑門；布置；電動(dòng)滑門

1 滑門分類及結(jié)構(gòu)

滑門從驅(qū)動(dòng)方式不同可分為機(jī)械滑門和電動(dòng)滑門兩種，一般從整車定位、成本、造型、結(jié)構(gòu)布置等影響，選擇適合的滑門結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。機(jī)械滑門一般包括門鎖模塊、鉸鏈模塊、密封模塊、限位模塊，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。而電動(dòng)滑門除涵蓋上述幾大模塊外，增加了電驅(qū)動(dòng)模塊，根據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊位置不同可分為上驅(qū)動(dòng)、中驅(qū)動(dòng)、門內(nèi)驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)如表1所示。

2 滑門布置設(shè)計(jì)及校核

滑門的布置設(shè)計(jì)，特別是機(jī)械滑門的布置設(shè)計(jì)，主要是滑門導(dǎo)軌鉸鏈、門鎖的布置設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)之初需根據(jù)CAS、借沿用件，參考現(xiàn)有車型及標(biāo)桿車，確定滑門基礎(chǔ)典型斷面。

2.1 下鉸鏈導(dǎo)軌布置設(shè)計(jì)

在前視圖中，移動(dòng)典型斷面，使滑門處于不同的Y向開啟狀態(tài)。

表1 不同驅(qū)動(dòng)位置滑門特點(diǎn)

確保車門內(nèi)飾與側(cè)圍外板最小間隙≥10mm，見圖2中尺寸A。

當(dāng)內(nèi)把手造型凸出內(nèi)飾時(shí)，需要校核內(nèi)把手是否有足夠操作空間。通過a、b確定門開啟時(shí)Y向位置。

由車門Y向最大位置確定下鉸鏈滾輪中心到鉸鏈安裝面距離，見圖2中尺寸B。

在俯視圖中，滑門處于全開狀態(tài)，確定滑門和側(cè)圍止口的距離。此時(shí)，為了滿足所要求的滑門開度，合理設(shè)定尺寸C、D，并確定鉸鏈形狀。

當(dāng)門洞線不變時(shí)，通過減小C值，做大車門開度，D值將增大。在車門關(guān)閉時(shí)，下鉸鏈將更多的伸入車體內(nèi)部，會(huì)影響下車體結(jié)構(gòu)布置，所以最好根據(jù)現(xiàn)有量產(chǎn)車進(jìn)行設(shè)定。車門開度是根據(jù)車門尺寸確定，因此，盡可能將D值減小，并且有利于防止車門下沉。

圖2 下鉸鏈尺寸要求（前視圖）

圖3 下鉸鏈尺寸要求（俯視圖）

移動(dòng)以上的布置狀態(tài)，在車門關(guān)閉狀態(tài)確定下鉸鏈位置。以下鉸鏈滾輪部分旋轉(zhuǎn)軸為中心，以旋轉(zhuǎn)軸到滾輪中心為半徑做圓弧。設(shè)定下鉸鏈起始軌跡曲線時(shí)，需要考慮如下因素：一般地，相對(duì)于車身X軸，切線角度設(shè)定≥37°，如圖4；不在門鎖部位的區(qū)間，角度可以設(shè)定小一些。角度較小時(shí)，車門開啟關(guān)閉操作力較好，但過小的情況下關(guān)閉車門時(shí)，門洞膠條容易被撕裂，需要綜合考慮。設(shè)定好直線區(qū)間的傾斜角度后，再確認(rèn)彎曲半徑R，盡可能將R值做大，開關(guān)門時(shí)的操作力更好。為了保證導(dǎo)軌的質(zhì)量，直線段長度需≥60mm，見圖5所示。

圖4 開啟角度要求

圖5 導(dǎo)軌尺寸要求（俯視圖）

2.2 中導(dǎo)軌鉸鏈布置設(shè)計(jì)

中導(dǎo)軌的Z方向位置雖然是根據(jù)模型的外造型決定的，但是在模型的初期設(shè)計(jì)階段，中導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)布置要求事項(xiàng)需要和造型負(fù)責(zé)人協(xié)商。設(shè)定好導(dǎo)軌的Z, Y位置，將滑門做到開啟狀態(tài)，設(shè)定鉸鏈的安裝面和旋轉(zhuǎn)部長度A，如圖6所示，A尺寸需要根據(jù)滑門開啟時(shí)和周邊部件的間隙而設(shè)定，B值較大時(shí)，滑門開啟過程中，與周邊件的間隙更容易保證。但因中鉸鏈為承載鉸鏈，需要考慮鉸鏈的整體強(qiáng)度。

圖6 中鉸鏈尺寸要求

圖7 旋轉(zhuǎn)軸對(duì)車門軌跡的影響

在設(shè)定中導(dǎo)軌的軌跡時(shí)，需要考慮與周邊件的關(guān)系。需要掌握軌跡根據(jù)鉸鏈旋轉(zhuǎn)軸、滾輪位置的不同的變化趨勢(shì)，如圖7所示，旋轉(zhuǎn)軸C的位置換為D的話，滑門的E點(diǎn)經(jīng)過的軌跡各自轉(zhuǎn)換為軌跡C和軌跡D，因此需要考慮滑門的深度和門鎖安裝角度設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸。

導(dǎo)軌的角度θ及圓角R根據(jù)車門開啟過程中車門和周邊件的間隙進(jìn)行調(diào)整，角度越小開關(guān)門操作約順暢，但可能導(dǎo)致門洞膠條接觸時(shí)被推脫落或者發(fā)生撕裂，R值越大操作性越好，但是會(huì)影響車門內(nèi)板和門鎖部位的斷面形狀、影響側(cè)圍鈑金的結(jié)構(gòu)，通常θ推薦為θ=60度，R≥120mm，如圖8所示。

圖8 中導(dǎo)軌形狀要求

2.3 上導(dǎo)軌鉸鏈布置設(shè)計(jì)

將滑門設(shè)定為開啟狀態(tài)，在典型斷面中作出上鉸鏈的長度A和形狀，設(shè)定A尺寸后決定滑門關(guān)閉狀態(tài)下鉸鏈滾輪中心B的位置，如圖9所示。

圖9 上鉸鏈尺寸要求

導(dǎo)軌角度大好確保車門開啟時(shí)與側(cè)圍的間隙，角度過小可能存在干涉。所以，需要先將直線區(qū)間的角度做大后再邊修改R邊調(diào)整。直線區(qū)間最少設(shè)定60mm以上。角度越小，滑門的開力越好，但容易磨損膠條，R值和下導(dǎo)軌可一樣，見圖10所示。

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圖10 上導(dǎo)軌尺寸要求

2.4 滑門鎖布置設(shè)計(jì)

滑門后鎖體應(yīng)略高于車門質(zhì)心或與車門質(zhì)心布置在同一水平線上。緊靠滑門中鉸鏈進(jìn)行布置。因滑門后鎖是滑門鎖系統(tǒng)中最重要的鎖體。這樣布置可更好的控制滑門后側(cè)的面差、以及行駛時(shí)車門后側(cè)的抖動(dòng)。通過調(diào)整滑門中鉸鏈X、Z向位置，滑門后鎖Y向位置，控制車門前后兩側(cè)間隙及后側(cè)面差（門鎖整體布置如下圖2.1所示）。滑門前鎖受結(jié)構(gòu)限制，一般布置于車門外把手下側(cè)，輔助主鎖鎖車，從而整車車門在關(guān)閉狀態(tài)下更穩(wěn)固、更安全。

對(duì)于滑門的前鎖及后鎖，其嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡需要符合滑門整體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。即嚙合點(diǎn)處鎖扣的軸線需要與滑門運(yùn)動(dòng)軌跡線相切或近似相切（≤1.5°）如圖11所示，門鎖布置時(shí)以嚙合點(diǎn)及其與運(yùn)動(dòng)軌跡線的關(guān)系按坐標(biāo)系來進(jìn)行位置的調(diào)整。

圖11 門鎖嚙合點(diǎn)示意圖

2.5 運(yùn)動(dòng)校核及CAE分析

設(shè)計(jì)完成后需根據(jù)初期預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過運(yùn)動(dòng)模擬，校核滑門開啟行程、滑門總成與側(cè)圍之間的關(guān)系，考察整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行平順性及通過性。同時(shí)對(duì)下垂剛度、屈曲抗凹、窗框扭轉(zhuǎn)剛度、擠壓剛度等進(jìn)行CAE分析驗(yàn)證。

圖12 CAE分析內(nèi)容

2.6 電動(dòng)滑門設(shè)計(jì)

相對(duì)機(jī)械滑門電動(dòng)滑門還需要考慮工作模式選擇、滑門控制及測(cè)試等方面內(nèi)容。

電動(dòng)滑門工作模式可分為自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、斷續(xù)剎車模式和持續(xù)剎車模式，通常可以根據(jù)需要選擇使用，一般不同工作模式之間可以進(jìn)行條件切換，如圖13所示。

圖13 工作模式切換要求

滑門控制可分為開關(guān)控制、門鎖控制、速度控制、防夾控制。

圖14 防夾電流示意圖

防夾控制即檢測(cè)防夾事件，控制器通過判斷電流變化率、防夾條判斷是否進(jìn)行防夾動(dòng)作，如圖14所示。門打開和關(guān)閉方向都有防夾保護(hù)，如果檢測(cè)到發(fā)生防夾，反轉(zhuǎn)100mm停止；關(guān)門過程中門進(jìn)入半鎖后無防夾功能。

3 結(jié)語

滑門由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其布置設(shè)計(jì)繁瑣復(fù)雜，本文對(duì)滑門系統(tǒng)的初期布置以及細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)，幫助設(shè)計(jì)人員理解滑門設(shè)計(jì)方法，減少新開發(fā)時(shí)不必要的設(shè)計(jì)失誤并提高設(shè)計(jì)能力。

Slide Door Layout and Design

Lei Xueming, Ban Zhengyi

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

The slide door is very important style in the vehicle door system, and it’s opening style is so special and that will give customer more space for pass in and out the car. The slide door is very popular in MPV. By analyzing the typical structure of the slide door, the relationship between the slide door and the parts around it, layout and design solution of the slide door is put forward in this paper, design method and key point is summarized, in order to ensure the correctness of the slide door design.

Slide Door;Layout;Power Slide Door

U462.1

A

1671-7988(2019)13-144-04

U462.1

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1671-7988(2019)13-144-04

雷學(xué)明，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.048