滑動(dòng)門系統(tǒng)的采用是目前市場(chǎng)上輕型商務(wù)客車的主要特色之一,其特性便于乘客的進(jìn)出也便于貨品的裝卸,并且,開(kāi)門占用側(cè)向空間較小,已經(jīng)被大眾認(rèn)可。本文基于滑動(dòng)門常見(jiàn)結(jié)構(gòu),作簡(jiǎn)要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明。
1.初始校核說(shuō)明
1.1法規(guī)校核
針對(duì)設(shè)計(jì)車型為M2、M3類客車,對(duì)滑動(dòng)門門洞有明確的要求,詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB/T18986中4.4.3節(jié)最小尺寸的說(shuō)明,同時(shí),與下導(dǎo)軌息息相關(guān)的滑門下部的一級(jí)踏板的高度也同樣有明確規(guī)定,詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB/T18986,4.5.4,該校核直接影響造型及前期的布置分析。
1.2保持件的前傾角
為了提高關(guān)門時(shí)的手感,常將導(dǎo)向系統(tǒng)同坐標(biāo)系間作一個(gè)前傾角,以保證在關(guān)閉滑動(dòng)門時(shí),更多的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,作為有利于關(guān)門的輔助動(dòng)力,同時(shí),前傾角不能過(guò)大,否則影響開(kāi)門力,也不利于零部件制造。0°~1.5°通常無(wú)問(wèn)題。
2.CAS面校核說(shuō)明
為保證外表面件的剛度,需校核鈑金單位尺寸內(nèi)的弦高,每百毫米長(zhǎng)弦高大于2mm;考慮大型單件的制造及中轉(zhuǎn)及運(yùn)輸,盡可能避免出現(xiàn)局部強(qiáng)度過(guò)弱的問(wèn)題。
3.斷面說(shuō)明
2D典型斷面,需體現(xiàn)出整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、配合關(guān)系、安裝調(diào)整方式、外移量校核基準(zhǔn),而且,作為3D設(shè)計(jì)的基準(zhǔn),參數(shù)化設(shè)計(jì)必不可少。分布如圖。
3.1典型斷面說(shuō)明
(1)在滑動(dòng)門中間位置要有貫穿上下的整
體斷面(S1),該斷面主要作用:
1)定義上、下導(dǎo)軌與車身的配合關(guān)系,重點(diǎn)關(guān)注焊接及安裝的可行性,工具通常為焊槍,風(fēng)槍,電槍,鉚槍,工具外留3mm安全間隙。
2)定義滑動(dòng)門上、下部位的密封形式,密封止口位置。
3)定義滑動(dòng)門內(nèi)板的主平面,該主平面盡量設(shè)計(jì)成與坐標(biāo)平面平行的平面。
4)定義玻璃的安裝形式。
5)定義上、下支架的外移量,并根據(jù)此斷面初步定義滑動(dòng)門開(kāi)啟之后,滑動(dòng)門前部與車身間的最小間隙,大于15mm。
(2)門鎖部位橫斷面(S2),前期只要求定義密封止口的位置,以確定密封面,因?yàn)殒i位置通常是門板斷面厚度最大的位置,同樣也是洞口相對(duì)尺寸最小的位置,后期需運(yùn)動(dòng)校核后修正,明確嚙合點(diǎn)位置及安裝面角度。
(3)玻璃部位橫斷面(S3),體現(xiàn)玻璃安裝方式,并體現(xiàn)滑動(dòng)門兩側(cè)上部窗口位置的斷面系數(shù),該系數(shù)直接影響滑動(dòng)門焊接總成是否需要做預(yù)彎處理。
(4)把手部位橫斷面(S4),體現(xiàn)把手的安裝方式,該部位外板鈑金成型深度需校核。
(5)后部中導(dǎo)軌中間部位斷面(S5),該斷面主要定義后部中支架的外移量,并根據(jù)此斷面初步定義滑動(dòng)門開(kāi)啟之后與車身間的最小間隙。
(6)上導(dǎo)軌縱端面(S6),并應(yīng)該體現(xiàn)上支架在滑動(dòng)門全關(guān)及全開(kāi)位置的姿態(tài);因?yàn)樾枰獙?duì)上支架在全開(kāi)位置時(shí)與車身的間隙進(jìn)行定義,且全開(kāi)位置的限位緩沖結(jié)構(gòu),在該斷面中應(yīng)有體現(xiàn);同時(shí),這也是定義滑動(dòng)門在總裝車間安裝方式的重要斷面,該結(jié)構(gòu)與下導(dǎo)軌的斷面相互呼應(yīng);重點(diǎn)關(guān)注的是前端彎曲角度的定義,該角度過(guò)大,會(huì)增大關(guān)閉力,并且會(huì)使導(dǎo)軌位置的車內(nèi)空間減小,而角度過(guò)小,會(huì)對(duì)密封條過(guò)度摩擦,影響其耐久性能,該彎曲角度的特性與下導(dǎo)軌彎曲角度相同;同時(shí),連接部位的R角要求盡量大,留出前端足夠的直線段,其它尺寸全給R角,下導(dǎo)軌相同。
(7)后部中導(dǎo)軌縱端面(S7),重點(diǎn)關(guān)注的是彎曲角度及連接R角,相比上、下導(dǎo)軌,中導(dǎo)軌的彎曲角度稍大,因?yàn)橐坏┙嵌冗^(guò)小,滑動(dòng)門后部分縫線位置,存在干涉風(fēng)險(xiǎn),考慮所有極限狀況,間隙要大于3mm。
(8)下導(dǎo)軌縱斷面(S8),該斷面體現(xiàn)整個(gè)導(dǎo)軌的方向定義,并應(yīng)該體現(xiàn)下支架在滑動(dòng)門全關(guān)及全開(kāi)位置的姿態(tài),其它同上導(dǎo)軌。
3.2輔助斷面說(shuō)明
(1)前部凹、凸限位器橫斷面(S9、S10)補(bǔ)充繪制 ,運(yùn)動(dòng)校核后,通過(guò)嚙合點(diǎn)軌跡線繪制,并體現(xiàn)其輔助限位功能;
(2)側(cè)面緩沖塊、限位塊斷面(S11、S12)補(bǔ)充繪制,定義干涉量,需考慮滑動(dòng)門允許的過(guò)關(guān)尺寸;
(3)電器接頭橫斷面(S13)補(bǔ)充繪制,運(yùn)動(dòng)校核后,通過(guò)嚙合點(diǎn)軌跡線繪制。
4.運(yùn)動(dòng)校核說(shuō)明
運(yùn)動(dòng)校核考察的是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性、滑動(dòng)門總成與車身之間的安全距離、求得有配合切入關(guān)系的所有嚙合點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
(1)上、下點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡越接近,運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)。如果滑動(dòng)門前部系統(tǒng)布置了上下兩個(gè)凹凸限位器,那么必須考慮通用,則切入點(diǎn)軌跡必須一致,為此,上、下導(dǎo)軌角度出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象也可以接受。
(2)滑動(dòng)門后上角運(yùn)動(dòng)軌跡與車身間隙校核,該軌跡影響開(kāi)口線的設(shè)定,如果一旦與車身間隙過(guò)小,開(kāi)口線必須調(diào)整。
(3)如果滑動(dòng)門開(kāi)啟后,可遮擋住側(cè)圍上的玻璃,而玻璃為外擺結(jié)構(gòu)時(shí),必須校核玻璃開(kāi)啟狀態(tài)下的最小間隙,大于15mm。
(4)在滑動(dòng)門全開(kāi)位置,如果門后部邊界已經(jīng)超出尾門的分縫線,必須校核尾門開(kāi)啟過(guò)程中的安全距離是否足夠,大于20mm。
5.CAE的目標(biāo)值說(shuō)明
CAE目標(biāo)值的確定,主要通過(guò)對(duì)自身產(chǎn)品及競(jìng)品車的分析,模態(tài)以避開(kāi)主要激震源頻率為主,自由模態(tài)大于30HZ,而剛度根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同,會(huì)有一定的差別,應(yīng)不低于競(jìng)品車型。
6.保持件支架剛度說(shuō)明
設(shè)計(jì)需考慮滑動(dòng)門保持件支架的剛度,因在重力作用下,支架會(huì)產(chǎn)生形變,導(dǎo)致殘余形變的發(fā)生,所以,剛度必須有保證;并且,由于形變的存在,滑動(dòng)門一定會(huì)不同程度的“下沉”,導(dǎo)致整體位置與設(shè)計(jì)不符,為此,要在CAE分析的前提下,把高度方向上的調(diào)整量的分配做合適的調(diào)整。
7.關(guān)于“預(yù)彎”的說(shuō)明
通常情況下,滑動(dòng)門在全關(guān)閉位置時(shí),由于密封條的反力作用,剛度不足的滑動(dòng)門會(huì)有一個(gè)向外的變形,為保證達(dá)到理想的面差,常會(huì)在3D數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)束后,對(duì)其進(jìn)行CAE的有限元分析,取得最大位移量,然后通過(guò)對(duì)3D模型的修正,提前使變形較大的區(qū)域向內(nèi)部彎折,用以抵消在密封條的反力作用下的向外的位移,該處理稱之為“預(yù)彎”。然而,由于加工制造偏差,理論的“預(yù)彎”量不一定能完全達(dá)到理想的效果,這時(shí)需通過(guò)對(duì)樣車的實(shí)際測(cè)量,總結(jié)出最適合的“預(yù)彎”尺寸。
汽車零部件的設(shè)計(jì),就是經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程,沒(méi)有定式,但肯定會(huì)遵循先功能、再性能,理論聯(lián)系實(shí)際,實(shí)際指導(dǎo)理論的思路,能規(guī)避各種風(fēng)險(xiǎn),就是成功的設(shè)計(jì)。