轿车前门布置设计方法研究

[摘要]轿车车身的组成比较复杂，其主要可分为骨架件、板件和部件，其中车门的工艺是最为复杂的部件之一，它不仅涉及到零件冲压，还涉及到零件焊接、零部件装配以及总成组装等工序。尤其是以安全性和舒适度高而闻名的轿车，车门的质量尤为重要。本研究简要介绍了车门参数设计技术以及车门的结构类型，同时分析了车门设计流程的要点。

[关键词]驾车前门；设计参数；设计流程

中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0159-01

轿车车门的设计过程是一项复杂的工序，其分为零部件的冲压、焊接、装配等，而且对其尺寸的配合和工艺技术要求都非常的严格。而且车门的质量对车的舒适性、安全性至关重要。因此如何对轿车前门进行布置和设计成为目前人们最为关注的焦点之一。因此，本研究主要对轿车前门布置设计方法进行了相关的研究。

1.车门参数化设计技术

汽车车门的参数设计方法是希望达到提高设计效率和降低设计人员工作强度的目的。目前参数设计技术在CAD/CAM系统的研究中应用非常的广泛和普及。通过该技术中的手段对图形中的某一部分或者某一部位进行改动，从而对整个产品进行重新设计，来实现对产品的驱动。车门参数设计技术的最大优势在于只需要针对某些简单的条件和参数就可以决定产品的某一结构形式下的结构参数，最为神奇的是可以根据一个或者几个参数设计出不同规格的产品。参数设计技术的在提高产品的实际效率方便产生了重要的作用，并且保证了产品模型的安全可靠性和设计的柔性。参数设计的成功关键因素在于几何约束关系的提取和表达、约束性解答和几何模型的参数化。

2.车门的结构构型

就一般情况而言，乘用车车门分为带窗框车门和无窗框车门两种类型。而带窗框车门又分为整体式和独立窗框两种。车门的基本构型主要包括钣金件、机能件、密封件、装饰件与电器线束件五种。

2.1车门钣金

车门钣金一般包括内外板、外门加强板、防撞梁、内板加强板、铰链加强板、锁加强板，同时铰链安装板、窗框或者是窗框安装支架、玻璃前后导槽以及支架等也都是车门钣金的重要组成部分。这种构造决定了车门的高质量，使得车门具有很高的抗压力。车门外板属于汽车覆盖件中最为重要的部件之一，因为它是车身上活动最多的部件，其刚性及其表面的质量都必须很高才能保证车的高质量运行。而车门内板又是车门中重要的安装载体。内外板加强板以及防撞梁是作为正面碰撞力的传递途径之一。

2.2车门机能构件

车门锁、车门外开手柄、车门内开手柄、车门玻璃、玻璃升降器、车门限位器、车门铰链是车门机能件的主要组成机能件。车门锁直接关系到车的安全性，门锁的主要由两个零件构成，其中一个是固定在车门上，而另一个是固定在车身上。门锁作为汽车车身上的使用频率非常高，既具有功能性还具有装饰性。随着科学技术的不断发展和汽车的使用频率越来越高，人们对锁的要求是希望门锁的安全性高、更轻便、车门关闭和开启没有声音、而且更美观，这就促使了大量新型门锁的产生。

2.3车门封闭条构件

车门密封条在车门中扮演者重要的角色，其主要分为车门密封条、车门洞密封条、车门玻璃泥槽、车门外水切、车门内水切五部分。密封条的主要成分是三元乙丙橡胶，该种材料制作密封条主要是因为该种材料具有良好弹性和抗压缩变形、耐老化、耐臭氧、耐化学反应等性质，更为重要的是其使用的温度范围为-40℃到+120℃。车门口密封条由密实胶基体和海绵泡管两部分组成，这些材料可以保证关门时密封良好。车门头密封条主要作用时增加车门与车体的密封程度。车门玻璃密封条的主要作用时降低车门与玻璃的摩擦和减少噪音。而车门玻璃内外水切可以提高整车外形的美观水平。

2.4车门基本装饰品

为了提升车内美观的需求和满足乘员乘降车功能件、控制件的安装载体等功能，车门装饰件随之产生。其车门装饰件主要是主要包括车门内饰板、内扣手、喇叭罩等。随着现代汽车业的高速发展，对车门内饰板从结构工艺、美观要求以及材料都提出了更高的要求。

2.5车门的电器构件

车门电器件主要包括车门线束、线束胶套、车门音响、车门控制面板等。车门线束有分为高音喇叭的链接、门锁系统开关的链接、门锁的链接、右前门线束、与扬声器的链接等。

3.车门设计流程要点

车门设计就大部分的情况而言，可以将设计分为定义、布置、设计和分析四个阶段。

3.1车门设计定义阶段

车门的结构型式包括的零件比较琐碎，其中车门、窗框、升降器、铰链、门锁是车门的主要组成大件，而限位器、内外手柄选型是车门的辅助组成部分。在确定了车门的基本组成的情况下，根据其具体的的结构组成以及解析从整车分解下来的车门和车门安全等级最终确认车门的基本组成。在保证知道车门的组成的情况下，就可以这对这些结构开展布置阶段的工作。同样重要的是在该阶段还要确认车门洞线，这一过程需要和车门铰链的布置同时完成。

3.2车门设计布置阶段

车门设计的布置最主要的内容是主断面设计，主断面设计的同时，还需要对车门的密封条断面、窗框断面以及部分机能件的布置进行统一设计。在这些作业的过程中，还需要进行机能件布置、内外板作业孔、乘降性分析、安全性、工艺分析等工作，这是车门设计的布置阶段。为了提前定义车门各部件之间的关系，和将其数据同步于工作设计人员，需要对车门前期进行布置工作，从而达到提高设计的质量和速度的最终目的。

3.3车门设计阶段

车门设计的效果直接影响着车的质量高低和使用寿命的长短。车门的设计阶段需要大量的数据进行参考和整理，进而在设计过程中可以明确的输入条件。车门的设计过程是一个相对独立的过程。同时还要求设计者充分利用车门布置提供的详细信息，进行汇集和利用，将产品的瑕疵降至最低，进而提高产品的质量。

3.4车门分析阶段

车门的分析阶段属于车门设计的一个辅助部分，其作用在整个车门中起到一定的作用。车门分析阶段主要包括三个过程，这三个过程分别为DMU运动分析、CAE性能与安全分析以及成型性工艺分析工作等过程。目前最常用的分析讨论阶段主要包括DMU运动仿真、钣金成型工艺仿真和CAE结构性能分析三种分析手段。DMU运动仿真是汽车在设计后期需要进行的分析，如果在分析过程中检查出设计上存在的问题，需要及时的反馈至设计上，对其进行变更，从而提高设计的质量。钣金成型工艺仿真为为提升我国在国际市场上的竞争力做出了重要的贡献。CAE结构性能分析主要作用是增加了车门结构设计的合理性和可靠性，同时检测个性指标技术是否满足性能的要求。同时还为车门机构设计和优化提供了新思路和依据，为优化产品提供有力参考。

随着科学技术的发展和汽车行业的快速起步，汽车车身的造型设计和修改要求也是与日俱增，参数设计技术可以很好的满足近现代CAD的设计理念和设计要求，并且可以对设计和分析的柔性有显著的提升作用。参数化设计是一种全新的思维方式，利用这种全新的思维方式对汽车进行设计和创作。通过引进先进的参数设计技术可以显著地提高自主设计汽车的能力和为我国汽车行业占据世界市场提供有力的竞争力。