第八章车门部件结构设计..doc

第八章 车门部件结构设计 §8-1 概 述 车门是汽车车身的主要部件之一，它不仅为司乘人员上下车提供方便的条件，而且与整车动力性（空气动力性）、舒适性（风流噪声、密封等）和使用性能（开启方便灵活）等有着密切的关系，同时对整车造型起着协调作用，并直接影响车身外形的美观。 一、车门的结构型式——分类 现代汽车的车门结构型式很多，一般可按下述几种方式进行分类： 1．按运动形式，分为： ①旋转式 ②平移式——拉门、外摆式车门（外移门）等。 2．按结构，分为： ·无骨架式——车门由内外两部分冲压钣件组焊而成，大部分司机门、 折叠门均采用此结构； ·有骨架式——车门内外蒙皮焊接在骨架上——外摆式乘客门。 3．按门叶的数目，分为： ·单叶式（单扇门）——如司机门、安全门、单叶乘客门等； ·双叶式——乘客门 ·四叶式——四叶式折叠门（两叶一组），主要用于城市客车。 各类车型的驾驶员用门，货车及轿车车门多为旋转式，开门方向可以向前（顺开），或往后（逆开）。顺开门在行车时较为安全。 平移门（外移门）主要用于客车的乘客门。 4．按有无运动轨道，分为： 有轨式、无轨式 二、对车门设计的要求 1．具有必要的开度，并能使车门停在最大开度上，以保证上、下车方 便； 2．安全可靠。关闭时能锁住，行车或撞车时不会自动打开； 3．开关方便，操纵方便——升降玻璃，锁止等，或在低气压下（≤0.3MPa） 也能开启灵活; 4.具有良好的密封性——涉及密封胶条特性、设计精度、间隙大小、配 合精度等； 5．具有足够的刚度，不易变形下沉，行车时不振响； 6．制造工艺好，易于冲压成形，便于安装附件和维护调整； 7.外形上与整车协调； 8．操纵机构必须易于接近，便于调整保养。 §8-2 气动双扇折叠门设计 主要用于中、大型客车的乘客门。 一、特点： ①乘客门由两叶门扇组成，相互用铰链联接； ②由气动门泵驱动，实现关、闭； ③适用于远距离操纵。——大量中低档客车使用。 优：·结构简单，制造方便，成本低； ·操纵方便——只需驾驶员控制气源开关； ·开启、关闭可靠； 缺：·密封性较差——上、下门缝和门轴处密封困难； ·门开启、关闭将占用一定的踏步空间——使踏步台阶削去一块； ·难以与车身外形协调； ·门开启、关闭过程中噪声较大。 由于上述缺点，限制了这种门在中、高档客车上的使用，但因结构简单、成本低、可靠，目前在中、低档大客车——长途、团体、城市客车上得到了广泛采用。 二、车门的自锁与摩擦角 1．导向机构设计 ①滑块导向 滑块导向的折叠门简图如图所示，取滑块为分析对象： 折叠门结构简图 滑块受力图 驱动作用力： Q=Q′ ——驱动力 摩擦力： F=Q·sinθ= Q′·sinθ 当驱动力Q足够大且保持不变时，F随偏角θ↑而逐渐↑，F→Fmax的偏角θ在力学上称为摩擦角，用φm表示。 只要：θ≤φm，则无论F怎样大，滑块都保持静止状态→自锁现象。 当θ再增大，滑块将沿导轨运动。 摩擦角φm的大小与滑块及导轨材料和表面状况——粗糙度、温度、湿度等有关。常用材料的摩擦角见表： 常用材料的摩擦角 材料名称 无润滑剂 有润滑剂 静摩擦系数 摩擦角φm 静摩擦系数f 摩擦角φm 钢—钢 0.15 8°32′ 0.1～0.12 5°43′～6°51′ 钢—铸铁 0.30 16°42′ 钢—青铜 0.15 8°32′ 0.1～0.15 5°43′～8°32′ ②滚轮导向 将图中的滑块换成滚轮,以滚动代替滑动,可大大减少摩擦阻力。受力分析如图。 滚轮在驱动力Q作用下临界滚动时: θ=φm ——偏角=摩擦角 θ′sinθ·R=θ′cosθ·δ 联解上两式得： φm=arctg 式中：R——滚轮半径； δ——滚动阻力系数，对钢质导轮和 钢轨：δ=0.5。 则摩擦角： φm=arc tg 一般，随R↑→φm↓。见下表： 滚动摩擦角（钢轮——钢轨） 滚轮半径R mm 4 5 6 8 10 15 20 摩擦角φm 7°08′ 5°43′ 4°46′ 3°35′ 2°52′ 1°55′ 1°26′ 折叠门不发生自锁的条件：（不被卡死） θφm —— 偏角θ摩擦角φm 可见，只要所选的偏角符合上述条件，即可保证折叠门不发生自锁。因此，θ角的选定是折叠门设计的关键问题之一。 折叠门的死域S： S的最小值Smin与摩擦角φm的关系为： Smin=2Lsinφm 式中