馮先敬

摘? 要：隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)也在不斷提高，能否舒適地開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)已成為衡量汽車(chē)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。車(chē)門(mén)關(guān)閉力是乘客門(mén)系統(tǒng)性能的重要參數(shù)。這取決于門(mén)是否以不同的速度可靠地關(guān)閉以表征車(chē)門(mén)系統(tǒng)的性能。在乘用車(chē)的評(píng)估中，門(mén)的初始速度通常由手產(chǎn)生，然后檢測(cè)門(mén)關(guān)閉之前的最終速度值，并且車(chē)門(mén)可靠的關(guān)緊所需要的最小的速度和車(chē)門(mén)關(guān)閉需要的最少的壓力來(lái)表征車(chē)門(mén)的綜合性能。

關(guān)鍵詞：車(chē)門(mén)閉合力;控制;影響因素

中圖分類(lèi)號(hào)：U463? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

車(chē)門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉是車(chē)輛使用者最常見(jiàn)的動(dòng)作之一，因此車(chē)門(mén)關(guān)閉力的大小直接影響乘客對(duì)車(chē)輛品質(zhì)的判斷。 關(guān)門(mén)力問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)自主研發(fā)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的弱點(diǎn)項(xiàng)目。 有效解決關(guān)門(mén)力問(wèn)題是如今各大汽車(chē)企業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。

1 車(chē)門(mén)關(guān)閉過(guò)程中需要克服的阻力

在接觸密封條之前：空氣阻力，限制器摩擦，鉸鏈摩擦，門(mén)的重心提升等。

與密封條接觸后：空氣阻力，限制器摩擦，鉸鏈摩擦，門(mén)的重心提升，密封條的反作用力，鎖和鎖扣的摩擦，氣流排氣的能量消耗，限位塊等。

2 影響車(chē)門(mén)閉合力的因素

2.1 密封膠條的影響

在門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉期間，密封條被連續(xù)擠壓，從而產(chǎn)生作用在門(mén)和密封條的配合位置上的反向力。密封條對(duì)門(mén)的關(guān)閉力的影響來(lái)自門(mén)上的反向力所做的功。該反向力的大小主要由條帶本身的非線性特性和壓縮量決定。密封膠條的非線性特性取決于材料的橫截面設(shè)計(jì)和壓縮 - 載荷變形曲線（CLD曲線），密封膠條的壓縮量取決于門(mén)與側(cè)壁之間的配合間隙（內(nèi)部間隙）和密封膠條帶本身的橫截面設(shè)計(jì)。

2.2 門(mén)和車(chē)身的制造精度

對(duì)關(guān)閉力的影響主要體現(xiàn)在門(mén)鉸鏈的安裝表面的精度和門(mén)開(kāi)口區(qū)域的匹配表面精度上。門(mén)鉸鏈安裝表面的變形可能導(dǎo)致門(mén)整體向Y向內(nèi)移向，無(wú)論是車(chē)身脊線的變形還是門(mén)框的變形，都可能直接導(dǎo)致車(chē)門(mén)和車(chē)體間的間隙變小。在正常情況下，門(mén)鉸鏈安裝表面的精度要求在±0.5 mm以內(nèi)，門(mén)開(kāi)口面積精度控制在±1.0 mm以內(nèi)。

2.3 空氣抗壓性

關(guān)閉門(mén)的過(guò)程類(lèi)似于腔壓縮過(guò)程。假設(shè)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)空間中的空氣是理想的氣體，門(mén)在關(guān)閉壓縮過(guò)程中溫度不會(huì)升高，并且驅(qū)動(dòng)空間中的空氣質(zhì)量不會(huì)改變。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，如果想降低空氣阻力，要減少門(mén)關(guān)上后門(mén)上的氣壓和大氣壓之間的差異。在工程中，這通常通過(guò)在車(chē)身內(nèi)部添加設(shè)計(jì)單向通風(fēng)口來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.4 門(mén)重力沖擊

當(dāng)門(mén)被設(shè)計(jì)成弧形或由于鉸鏈螺母孔在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的位置偏離而使門(mén)傾斜時(shí)，門(mén)的重量將被引導(dǎo)到門(mén)的外側(cè)，使得門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中遇到阻力。當(dāng)鉸鏈軸與Z軸成角度α并且是弧形時(shí)，門(mén)重G可以分解成在由鉸鏈軸和重心形成的平面中平行于鉸鏈軸的分力F，并且分力垂直于軸 - 重心平面并指向外的分力：F'。 F垂直于門(mén)關(guān)閉方向，在關(guān)門(mén)過(guò)程中不起作用，對(duì)門(mén)關(guān)閉沒(méi)有影響;然而，F(xiàn)'與門(mén)關(guān)閉方向相反，并且作用在門(mén)上以防止門(mén)關(guān)閉。重力分解F'=Gsinα，外傾角α越大，閉合阻力F'越大。相反，如果門(mén)設(shè)計(jì)成向內(nèi)傾斜的形式，重力就可以幫助門(mén)關(guān)閉。

2.5 車(chē)門(mén)限位器、鉸鏈及門(mén)鎖的影響

車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)候的阻力主要體現(xiàn)在克服機(jī)械阻力，限位器和門(mén)鎖需要克服的阻力最大。門(mén)擋通常分為2～3個(gè)齒輪。在每個(gè)檔位處，門(mén)相對(duì)處于緊密位置使其敞開(kāi)。當(dāng)需要通過(guò)齒輪時(shí)，必須提供一定的力。此外，門(mén)鎖和鎖將在接觸過(guò)程中產(chǎn)生摩擦阻力。如果門(mén)鎖鎖眼與鎖扣不能處于同一高度位置，則在關(guān)門(mén)過(guò)程中會(huì)發(fā)生打鎖現(xiàn)象，關(guān)閉力會(huì)增大，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致車(chē)門(mén)無(wú)法正確關(guān)閉。鉸鏈對(duì)閉合力的影響主要來(lái)自鉸鏈的2個(gè)支架連接軸的摩擦力，并且當(dāng)上鉸鏈軸和下鉸鏈軸不平行時(shí)摩擦力增大。在門(mén)鉸鏈強(qiáng)度弱的情況下，這個(gè)問(wèn)題非常明顯。

3 門(mén)關(guān)閉力評(píng)估裝置

門(mén)關(guān)閉力的輕重將會(huì)影響到汽車(chē)的總體質(zhì)量。對(duì)于門(mén)關(guān)閉力的有效評(píng)估是給與門(mén)質(zhì)量以保證的措施。評(píng)估的方法一般是計(jì)算從門(mén)洞的最大角位置到門(mén)關(guān)閉位置的整個(gè)過(guò)程中需要消耗的能量。考慮到在關(guān)閉門(mén)的整個(gè)過(guò)程中所需的能量，它可以等效地通過(guò)門(mén)鎖段的線性速度來(lái)測(cè)量，在門(mén)打開(kāi)的初始位置處，用手生成的關(guān)門(mén)的初始速度值，然后以關(guān)閉之前門(mén)的和最小速度極限速度值，然后來(lái)確定關(guān)閉門(mén)所需的最小速度和門(mén)不良關(guān)閉時(shí)所需的最小速度。

4 門(mén)關(guān)閉力的測(cè)量原理

當(dāng)用手關(guān)閉門(mén)時(shí)，門(mén)獲得圍繞門(mén)軸線的初始角速度，然后在軸系統(tǒng)的阻力下產(chǎn)生反向角加速度，并且角速度逐漸減小。測(cè)量角加速度可間接測(cè)量門(mén)軸系統(tǒng)的阻力偶。簡(jiǎn)單地說(shuō)，半導(dǎo)體激光器用作點(diǎn)光源并打出光電，并且記錄激光束通過(guò)門(mén)的某個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔以測(cè)量門(mén)速度。在我們的制造過(guò)程中涉及更多關(guān)閉力的因素如下。1）門(mén)中間隙的大?。喝绻麅?nèi)間隙過(guò)小，則閉合力過(guò)大，內(nèi)部間隙過(guò)大，導(dǎo)致整車(chē)密封性差。2）門(mén)鉸鏈同軸度：上鉸鏈和下鉸鏈之間的同軸度差異過(guò)大會(huì)使門(mén)關(guān)閉困難，通常上下鉸鏈的同軸度小于0.8°。3）密封條的橫截面尺寸：密封條的橫截面太大，導(dǎo)致門(mén)的關(guān)閉不良。4）密封條的硬度：密封條的壓縮載荷太大，導(dǎo)致門(mén)的關(guān)閉不良。一般要求是：7.5±1.5 N / 100 mm。

5 根據(jù)影響因素整改車(chē)門(mén)閉合力方法

定義組裝標(biāo)準(zhǔn)，確保車(chē)身外部間隙和表面差異符合設(shè)計(jì)要求。主要從3個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整。1）在關(guān)閉狀態(tài)下，測(cè)量門(mén)與側(cè)壁面的差異，不合格的位置需要調(diào)整門(mén)，以確保間隙面的差異設(shè)定書(shū)的要求。2）在關(guān)閉狀態(tài)下，測(cè)量車(chē)門(mén)框架上橡膠條安裝位置側(cè)壁與門(mén)內(nèi)間隙，不合格位置，調(diào)整側(cè)邊鈑金零件邊緣，確保內(nèi)部間隙符合（13±1）mm的要求;第三是更換門(mén)封和門(mén)框條。當(dāng)門(mén)密封條和門(mén)框條帶制造商交付零件時(shí)，需要壓縮載荷測(cè)量報(bào)告，測(cè)量結(jié)果需要滿足模式要求。

確定門(mén)內(nèi)板和側(cè)板外板的橡膠條安裝和壓縮表面，并將其放入沖壓?jiǎn)渭z查臺(tái)進(jìn)行控制。更換內(nèi)板組件焊接夾具上的螺母孔，校準(zhǔn)定位銷(xiāo)的位置精度，確保通過(guò)。編制固定裝置的校準(zhǔn)時(shí)間表以控制固定裝置的準(zhǔn)確性和更換可消耗部件。采取上述措施，確保所有物品得到整改，并制成一套車(chē)身和檢查門(mén)。完成后，再次發(fā)送車(chē)身進(jìn)行白光掃描，內(nèi)部間隙符合率≥85%。將汽車(chē)配件總裝配跟線以后測(cè)量門(mén)的關(guān)閉力。左側(cè)為0.91 m/s，右側(cè)為0.96 m/s，符合設(shè)計(jì)要求。

6 門(mén)關(guān)閉力相關(guān)控制點(diǎn)

6.1 門(mén)間隙尺寸

業(yè)界一般需要12 mm～16 mm，該公司需要12 mm～14 mm，間隙太高，帶材的高度太高，壓縮量，壓縮效果，不耐用，而且間隙太小，公差太大，關(guān)閉力量控制不好。

6.2 門(mén)組裝

門(mén)組裝過(guò)程中存在裝配偏差。難以確保上鉸鏈和下鉸鏈的同軸度，這導(dǎo)致在門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉期間產(chǎn)生了額外阻力。通常來(lái)說(shuō)，上鉸鏈和下鉸鏈需要具有0.8°的同軸度。對(duì)于鉸鏈軸，在公差范圍內(nèi)，軸線向門(mén)外傾斜閉合力大，密封效果次之。通常建議將內(nèi)傾角控制在1°～3°。但是，由于沖壓件制造，門(mén)組件壓制和鉸鏈組件一致性的工藝問(wèn)題，我公司需要對(duì)門(mén)間隙進(jìn)行二次調(diào)整，進(jìn)行1/20抽樣檢查并記錄數(shù)據(jù)報(bào)告。

6.3 門(mén)鉸鏈同軸度控制

鉸鏈部分本身的制造精度，鉸鏈旋轉(zhuǎn)軸的位置度和直線度，鉸鏈安裝表面的表面輪廓等。對(duì)主體鉸鏈的安裝表面的控制包括：上鉸鏈安裝點(diǎn)和下鉸鏈安裝點(diǎn)的空間尺寸以及鉸鏈安裝表面的表面輪廓，以及鉸鏈組件夾具的一致性。

6.4 控制密封條質(zhì)量對(duì)門(mén)關(guān)閉力的影響

密封條對(duì)門(mén)關(guān)閉力的影響主要體現(xiàn)在密封條的截面和密封條的硬度上。密封條的質(zhì)量與閉合力之間的相關(guān)性非常強(qiáng)，密封條的壓縮載荷容易受到材料、環(huán)境和溫度等因素的影響，因此必須密切關(guān)注密封條質(zhì)量的變化趨勢(shì)。

7 結(jié)語(yǔ)

車(chē)門(mén)的關(guān)閉力質(zhì)量直接決定了汽車(chē)的質(zhì)量，直接影響汽車(chē)的舒適性和功能性，并且還會(huì)導(dǎo)致泄漏噪聲和關(guān)門(mén)障礙。因此，如何快速有效地控制車(chē)門(mén)的閉合力是每個(gè)制造車(chē)廠追求的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]熊家新，鞠英紅，滕雪冬.車(chē)門(mén)閉合力測(cè)試儀器研制[J].試驗(yàn)測(cè)，2007（12）：29-31.

[2]李春芳，左春檉，王利芳，等.車(chē)門(mén)閉合力研究若干問(wèn)題的綜述[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2011（8）：4-6.

[3]熊佳新，張心明，尚春民，等.車(chē)門(mén)閉合力測(cè)試儀標(biāo)定裝置及方法[P].中國(guó)：201110390601.4，2011.