浅谈轿车背门总成设计

浅谈轿车背门总成设计【摘要】本文通过对背门总成中一些关键部件的布置需要注意的问题入手，介绍了背门设计时候需要考虑的诸多因素，并对背门设计流程进行了简单的介绍。【关键词】背门构成、背门布置、背门设计流程1背门构成背门总成作为整个车身中结构复杂又相对独立的一个总成。它主要右背门外盖板、背门内盖板、背门铰链加强板、背门撑杆加强板、背门锁机加强板、背门外把手加强板、背门玻璃、背门撑杆、背门锁机构、背门外装饰件、背门内装饰件、背门密封胶条组成，如图1。其附件数目众多，结构复杂。在背门的结构设计和附件的布置过程中考虑的因素众多、工作量大、要求高，期间除了满足车门本身的功能要求外，还需要考虑背门附件的性能、成本、安装工艺和运动干涉等问题。整个设计过程包括附件的选择与布置、结构设计和运动干涉等多项内容。2.背门开发流程（见表1）2背门布置2.1背门铰链的布置设计开门时的离地高度H设定为1800mm（综合国内男女升高得出H=1700~1800mm），开门时候的离地高度决定了背门的开启角度θ，一般设定在89度左右，背门铰链的最大开启角度应该在背门开启角度的基础上，保持5~10度的余量α，背门边界与顶盖的最小运动间隙应为5mm，如图1：图1铰链安装面（车体一侧）应该尽量与顶盖板和背门包边面平行，以保证背门在前后方向上调整时，背门与顶盖的段差在竖向上不发生变化。另外还需要在顶棚内护面相应的位置增加安装铰链的通过孔，如图2：图2表1（背门开发流程）铰链安装面（门侧）需要设计成有凸台面的形状，以提高刚性。贴合面上的焊点不能在一条直线上，才能保证有号的扭转刚性，如图3：图3铰链轴线：门关闭时，背门框密封条的方向应垂直于铰链轴心和密封面的连线，上下的密封面一般来说与止口边垂直，如图4：图42.2背门撑杆的结构形式及布置2.2.1背门撑杆的结构形式及优缺点根据在背门上的安装方式背门撑杆可以分为反转式和倒立式，反转式：关闭位置车体的安装点在上边，背门上的安装点在下边，完全打开时，车体的安装点在下边，背门上的安装点在上边。倒立式：关闭位置和开启位置时，都是车体的安装点在下边，背门上的安装点在上边。优缺点：背门开启时，反转式在背门开口处没有撑杆的干扰便于存取物品，而倒立式容易在存放物品时将撑杆刮伤。2.2.2背门撑杆位置的布置北斗星加长车采用反转式的结构形式，内藏在流水槽与内板之间，被背门密封条所遮挡，在关闭状态下，车内不可见背门撑杆，背门撑杆上安装点与铰链中心之间的关系如图5，其中，车身安装点距离铰链中心轴线的距离要保持180mm以上，车身安装点偏离车门安装点关闭位置与铰链中心轴线的连线的距离保持在±5mm，撑杆的行程S=L1-L2（S≤L1-60）。另外还需要对撑杆的反力及操作力进行计算校核，在此不作介绍。铰链安装面图52.3背门锁布置背门锁属于运动部件，考虑到背门受到重力作用下下垂的因素，需要保证运动部分在运动过程中与相对静止部分的最小运动间隙为5mm以上。即：背门（包括锁机构）运动过程中与锁环安装面、背门密封条的卡接面最小运动间隙保持在5mm以上。背门密封间隙保持在10mm左右，如图6图62.4背门密封胶条及背门侧密封件布置2.4.1背门密封胶条布置背门密封条及辅助密封装置作为背门的密封部件，设计不好后期会暴露出背门密封性差，关闭音品质，漏水等故障现象，现对设计时候需要注意的事项进行简单说明。背门密封面间隙的设定，参照我公司北斗星、浪迪、利亚纳、YV5等车型，相关数据如表1，根据这些数值进行比较，建议取值在10mm~12mm之间。背门锁环背门内板背门外板背门密封条背门锁机构后裙板表2序号车型背门密封间隙设计值1北斗星11mm2浪迪10.4mm3利亚纳12.3mm4YV511.3mm5北斗星加长11mm背门密封面的断面倒角以前的尺寸保持在24mm左右，止口边的R角不小于100mm，拐角的角度大于90度，如图7,图8图7图8顶盖处背门框密封条的安装翻边（止口边）尽量要高，防止背门打开时流入车内。图9和图10是两种结构的对比，很显然，图10的断面结构不容易出现漏水情况。图9图102.4.2背门侧密封件布置雨天打开车门时，雨水有可能从背门上部流入行李厢内。分析其原因，背门完全开启时，如果可以看到如图11的行李厢地毯及行李厢装饰件，这与背门造型情况有关，需要在设计前期增加背门侧密封件。图11我公司YV5车型上就有背门辅助密封装置，侧密封件本体采用EPDM橡胶，采用卡接和双面胶粘接的结构形式进行安装，从而达到侧面密封的效果。如图12。图124.背门设计需要考虑的其它因素背门设计除了考虑以上一些关键件的布置外，还需要考虑背门涂装问题，在顶部和底部位置设计相应的漏液孔。背门线束通过问题，确定车身一侧线束取出孔和背门一侧线束插入孔的位置时，应尽量离铰链轴线近，这样线束的轨迹变化也会比较小。背门玻璃安装定位问题、视野校核，背门牌照灯、牌照板位置的校核等。总之，在对背门设计的时候，在积累设计经验的同时，还需要采用断面分析手段，利用工程部门进行工艺分析等，还需要与车体设计部门、内外装设计部门、电器设计部门积极主动沟通，及时发现问题，及时解决，以减少后期制造过程中设计变更给公司带来经济损失。参考文献：卢金火主编《轿车车身主断面设计方法》乐玉汉主编《轿车车身设计》