汽車車門的設計探析

周旸

摘 要：汽車進入中國也有上百年的歷史了，但是我國在這一產業真正發力卻有了幾十年。在制造一輛汽車的過程中，汽車車門的設計不可或缺，而且還是車身結構中比較復雜的一個總成。關于汽車車門的設計，其實這是一項復雜又相對獨立的工作，車門設計是否用心直接決定了汽車總體質量。本文從汽車車門的設計流程及方法入手，針對車門附件布置、密封性處理等方面進行了研究，并綜合考量了產品開發的具體實例，從四大工藝可行性進行分析，力求全面分析車門設計，希望為相關從業者及有關部門提供有益的參考。

關鍵詞：汽車車門;設計流程;附件布置;密封性;四大工藝

1 引言

車門設計不管從任何角度來講都是汽車車身設計的重要組成部分，其性能好壞以及功能多少會直接影響到汽車人機工程、舒適性、密封性安全性等多個方面[1]。此外，車門的主要構成部分則是玻璃、門鎖、密封條、車門鈑金件等基礎組成部分，按照行業并行的流程以及方法進行設計投產，就可以確保生產出保證安全的產品，并提高整車的質量，在接下來的敘述中，就會對車門的設計流程以及相關部件的設計及其控制方法做出詳細的介紹。

2 汽車車門類型和主要功能要求

2.1 車門的主要類型

汽車產業發展到如今，車門已經具有了非常多的種類，具體的類型可以見表1。既然是說車門，那就不可能脫離車門的本體以及相關附件，一般來說車門的本體是作為白車身的范疇，簡單來說就是整體涂漆、未裝備狀態的鈑金焊接總稱，這是對車身施加更多附件、實現車身整體造型效果、增強強度的一個整體框架;此外就是車門的附件，福建基本都是為了進一步補充車身本體車門所不能滿足的一些功能而施加的一些零件或總成，其中包括了鉸鏈、玻璃、拉手、密封件、車身內飾等等，此外，隨著汽車本身的休閑娛樂功能的加強，車身內部增加揚聲器的情況也有增加。

2.2 車門的主要功能介紹

2.2.1 使用方便性

汽車作為現在民眾大都使用的代步工具，使用是否方便自然是最首要的問題，至于這方面主要看車門開關是否方便以及上下車的便捷度。開關必須要靈活、輕便，至少要分有最大、中間兩檔;關于上下車，開度要足夠，否則下車或上車動作都會受限，通常來說開度不低于60°。

2.2.2 視野性

作為司機來說，一輛車的視野是否寬廣是選購汽車的重要因素，而除了正面視野，通過車門邊上的后視鏡獲取視野更加重要，因此在車門設計上要盡量加大車門窗口還有玻璃的尺寸，并合理布置三角窗的大小。尺寸還有位置，為司機營造更加寬廣的視野。

2.2.3 密封性

越是質量可靠的汽車，在汽車的密封性設計上相對都更好，一方面為汽車溫控系統做出保障，另一方面對汽車的整體安全也有助益，因此最基本的要求就是雨、雪、塵不能進入車體內，保證相對良好的氣密性。

2.2.4 工藝性

現在的汽車不同以往，零件以及維修都高度產業化，因此如果在設計中加強規范化，就能使汽車的工藝得到較好的提升，在維修方面也能盡可能降低成本。

3 車門的設計流程

從總體來說，車門的設計流程主要包括以下幾個主要方面，比如車門開度的設計、鉸鏈軸度的傾角設計、車門鎖的設計以及車門的密封性、車門的安裝等等，具體流程可見圖1。

3.1 車門開度的設計

首先來看車門的開度，之所以要預留必要的開度，主要目的就是保證人和貨物進出比較方便，而且還要滿足一個點，那就是車門在開啟后，也能夠比較好地停止在最大開度上。要解決這個問題，就需要對門的最大開度有一定的要求，比較常見的解決方式就是在設計初期做好上下車的便捷性測試。

3.2 車門鉸鏈的設計

車門鉸鏈算是比較重要的車體設計部分，在具體設計細節上需要注意的，就是在道路邊停車并進一步打開車門的時候，都要盡量使車門的下邊緣處避免刮擦到地面。此外，如果鉸鏈的軸線出現外傾或前傾的時候，就往往會出現車門在開啟的過程中下沉的可能性。所以基于這個研究成果，最好在設計中使車門鉸鏈的軸線內傾或后傾，而且就目前的實踐來說，內傾比后傾的效果更好一些。

3.3 車門鎖的布置

以力學知識來講，三角形結構是最穩定的結構，通常情況下會將門鎖的位置與上下鉸鏈的位置設置成為穩定的三角形形狀。與此同時，車門的鎖也要在高度方向上的布置更加精細，應布置在車門質心或略高于車門質心的位置上，也就是在上下兩種鉸鏈的中間位置，通過向上偏移一段距離來實現要求。最后，針對鎖體的布置還要盡量滿足以下的三點要求。

3.3.1 首先，為了在最大程度上滿足鎖的工作要求，還有符合車門內板的沖壓等等工藝性的基本要點，因此鎖的安裝面與相應的Y軸方向角度設置為4°為佳。

3.3.2 為了盡可能保證車鎖系統的使用壽命，在設置切入角度時，鎖在關閉的瞬間鎖鉤進入鎖扣內的切入角度應控制在90±3°以內。如某車型門鎖鎖溝進入鎖扣的切入角度為90.998°[2]。

3.3.3 必須保證玻璃的升降空間充足，而且不僅僅是門鎖本體上的玻璃需要滿足這個硬性要求，哪怕是鎖體上的相關附件及運動拉桿機構等，也都要盡量避開玻璃的運動軌跡，以避免升降空間受阻。

3.4 車門的密封設計

關于汽車的密封性，可以用一個簡單的例子來解釋，加入一輛汽車的密封性很好，那么就可以使乘員與外界進行一定程度的隔離，同時車內的噪聲也會一定程度上減小，還可以防止門腔出現積水或滲水現象。另外，一般轎車的車門與側邊之間都會設計出兩道密封條來進行密封，而且一些高檔車甚至會設計三道密封條，以此來加強氣密性。

4 四大工藝的分析

4.1 進行沖壓的可行性分析概論

針對這個方面的分析一般會根據以下操作步驟，一般來說在設計完成前后都會對每個設計完成的鈑金件進行一次或多次的有限元的分析，這是為了確保在后期的沖壓過程中鈑金件不會出現撕裂、滑移等現象，然后再根據相關的分析結果來提出針對性的建議。最后，在確保可沖壓質量的前提下，還要盡量減少不必要的工序，盡量降低生產成本。

4.2 進行焊接的可行性分析概論

針對該方面的分析，一般都是圍繞檢查相關焊接區域的面積，看面積是否滿足進行焊接的基礎需求條件，如果條件不能滿足，就需要對工藝進行改良，比如由點焊改成塞焊等等。

4.3 開展涂裝的可行性分析概論

在進行可行性分析時，需要檢查在涂裝的過程中是否有出現過漏液和排氣孔損壞等等的現象，之后還要檢查排氣孔是否出現封堵的現象，在最后，漏雨和產生噪音的可能性也不能輕視，只有做到這些才能為涂裝提供比較安全的操作空間。

4.4 進行總裝的可行性分析概論

分析每個裝配件是否含有安裝空間。針對四大工藝的分析結果提出整改方案，重新優化數據再進行完整的分析，直到滿足生產要求為止。

5 結語

中國的汽車產業依然在不斷地向前發展與進步，針對車身設計中的車門設計也會不斷突破一個又一個科技難關，而本文通過對車門設計流程及方法的相關論述，從多個維度和方向詳細地對車門設計作出了分析和判斷，采用現行通用的技術進行設計，基本不會出現安全問題。需要注意的是，車門設計終究是一套復雜的系統工程，所以說在硬點、方案、結構等多個方面都必須及時作出調整和技術上的重新整合，而這就不僅僅需要各個部門進行研究和攻關，更需要所有部門通力配合，共同完成，來為產業升級做出自己應有的貢獻。

參考文獻：

[1]王曉華，崔志琴，張騰，徐兆華.汽車車門的設計[A].機械.產品開發與設計.2010.10.38（60）.

[2]原井天.汽車車門設計流程及方法[A].農業裝備與車輛工程.2013.（13）.