車身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第九章車身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車門及其附件風(fēng)窗設(shè)計(jì)汽車前后板制件及鉸鏈1車門及其附件一，車門的結(jié)構(gòu)二，車門鉸鏈及限位器三，門鎖裝置四，玻璃升降器五，車門的密封2一，車門的結(jié)構(gòu)車門的種類：旋轉(zhuǎn)門、拉門、折疊門和外擺式車門。1.具有必要的開(kāi)度，并能使車門停在最大開(kāi)度上，以保證上、下車方便；對(duì)車門的要求：2.安全可靠，車門能鎖住，行車或撞車時(shí)門不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；3.開(kāi)關(guān)方便，玻璃升降方便；4.具有良好的密封；5.具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時(shí)不振響；6.制遺工藝性好，易于沖壓并便于安裝附件；7.外形上與整車協(xié)調(diào)。3車門的組成：殼體、附件和內(nèi)飾蓋板三部分組成。殼體分類：整體式、框架式。整體式殼體殼體由0.8～1.0mm的鋼板沖壓的外板和內(nèi)板等焊接而成4整體式車門的優(yōu)點(diǎn)：車門零件數(shù)量少，組裝方便，車門剛性好并便于設(shè)兩道密封條；整體式車門的缺點(diǎn)：需要壓床臺(tái)面和噸位都較大，造型也受到一定限制。內(nèi)板：1）內(nèi)板是車門的主要零件。在內(nèi)板上沖有各種形狀的窩穴、加強(qiáng)筋和孔洞，以便安裝附件。在安裝完附件之后，用內(nèi)飾扳將其遮蓋。2）根據(jù)需要在內(nèi)板上焊有加強(qiáng)板和支架等，以便將局部集中載荷有效地傳到內(nèi)板較大的垂直面上。5框架式車門殼體分解圖安裝鉸鏈和門鎖的加強(qiáng)板玻璃橫向密封條夾持板玻璃窗框抵抗車身受橫向沖擊的加強(qiáng)板門外板玻璃升降的導(dǎo)板門內(nèi)板6車門附件包括：車門鉸鏈、車門開(kāi)度限制器，帶有內(nèi)、外操作手柄的門鎖、定位器、車門密封條，在門內(nèi)、外板之間還裝有玻璃，玻璃導(dǎo)槽和導(dǎo)軌及玻璃升降器等。有的還有旋轉(zhuǎn)窗。有的還有旋轉(zhuǎn)窗。7車門和窗旋轉(zhuǎn)窗窗框門鎖拉桿門鎖導(dǎo)向器玻璃升降器鉸鏈開(kāi)度限制器81）臂式的鉸鏈軸安裝在門柱內(nèi)，所以要求門柱粗大，其優(yōu)點(diǎn)是由于軸線相對(duì)車門的位置較遠(yuǎn)，開(kāi)門時(shí)能使門往外移，因而不易與門框或車身其它部分干涉；2）合頁(yè)式的鉸鏈軸線在門柱以外，與臂式相比，不但質(zhì)量輕、剛度高、結(jié)構(gòu)緊湊，而且裝配關(guān)系也簡(jiǎn)單，現(xiàn)在廣泛采用。鉸鏈主要包括：固定部分（即鉸鏈座，固定在門框上）、活動(dòng)部分（安裝在門上）和軸。為了改善車身的外形和減小空氣阻力，現(xiàn)代汽車大多使用暗鉸鏈。9車門鉸鏈臂式合頁(yè)式10注意事項(xiàng)：1）車門或門框與鉸鏈的連接剛度不足往往是車門下垂的主要原因。因此，除了可在門和門柱固定鉸鏈處設(shè)置加強(qiáng)板外，在布置鉸鏈時(shí)要注意加大上、下鉸鏈的間距。間距越大，鉸漣處受力越小。但間距大小受車身外形的制約。2）為了保證門與門框的相對(duì)位置，必須在固定鉸鏈時(shí)能夠調(diào)整位置，為此，一般將門柱或門側(cè)板上通過(guò)螺釘?shù)目讖郊哟蠡蜃龀砷L(zhǎng)孔。3）車門的開(kāi)度限制器用以限制車門的最大開(kāi)度，防止車門外板與車體相碰，還必須能使車必須能使車停留在最大開(kāi)度，起著防止車門自動(dòng)關(guān)閉的作用。11注意事項(xiàng)：4）車門的最大開(kāi)度一般在65o～70o,這要根據(jù)上、下車方便，上車后關(guān)門方便以及車門與車身不干涉等條件而定。5）為了操縱方便，車門維持在最大開(kāi)度位置的力矩以20～30Nm為宜。6）為考核和連桿的磨耗與彈簧的耐久性，最好與門鎖一齊進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。12三，門鎖裝置1.對(duì)車門鎖裝置的要求1）.操縱內(nèi)、外手柄時(shí)，車門能輕便地打開(kāi)，關(guān)閉時(shí)門鎖裝置具有對(duì)車門運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向和定位件用(不儀在開(kāi)門方向，而且上下也要定位)。2）.門鎖應(yīng)具有兩檔鎖緊位置—全鎖緊和半鎖緊，以防止上汽車行駛時(shí)車門突然打開(kāi)，起安全保險(xiǎn)作用；3）.設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)。當(dāng)鎖止時(shí)，在車外只有用鑰匙才能打開(kāi)車門，在車內(nèi)必須先解除鎖止?fàn)顟B(tài)才能打開(kāi)車門；4）.具有防誤鎖作用。當(dāng)前門開(kāi)著而鎖鈕被按下時(shí)，若關(guān)閉車門撞動(dòng)鎖爪，即可通過(guò)聯(lián)桿解除鎖止?fàn)顟B(tài)，從而防止由于鑰匙遺忘在車內(nèi)而打不開(kāi)車門。5）.強(qiáng)度要求：當(dāng)車門處于全鎖緊狀態(tài)時(shí)，車門鎖能經(jīng)受一定的縱向載荷、橫向載荷和沖擊慣性力的作用，從而不因汽車碰撞、翻車、顛簸而使門鎖失靈。132.門鎖結(jié)構(gòu)類型種類：舌式、棘輪式和凸輪式。1）舌式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝容易、對(duì)車門裝配精度要求不高；缺點(diǎn)：橫向的定位，不能承受縱向載荷，故可靠性差，關(guān)門沉重、噪音大、鎖舌與擋塊易磨損；2）棘輪式優(yōu)點(diǎn)：在顛簸的道路土行駛，壓緊鎖鉤的彈簧力只要能保證鎖鉤不會(huì)因慣性力作用而脫鉤即可，所以輕便省力是轉(zhuǎn)子式鎖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。缺點(diǎn)：是齒輪齒條的嚙合間隙要求嚴(yán)格，因而對(duì)車門的安裝精度要求較高。這種鎖主要用于路面較好的車輛。14棘輪式門鎖棘輪鎖鉤（棘爪）鎖芯門外手柄鎖鈕門內(nèi)手柄15轉(zhuǎn)子式門鎖按鈕導(dǎo)向契轉(zhuǎn)子定位器滑塊定位器定位器擋塊161.對(duì)車門鎖裝置的要求1）.操縱內(nèi)、外手柄時(shí)，車門能輕便地打開(kāi)，關(guān)閉時(shí)門鎖裝置具有對(duì)車門運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向和定位件用(不儀在開(kāi)門方向，而且上下也要定位)。2）.門鎖應(yīng)具有兩檔鎖緊位置—全鎖緊和半鎖緊，以防止上汽車行駛時(shí)車門突然打開(kāi)，起安全保險(xiǎn)作用；3）.設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)。當(dāng)鎖止時(shí)，在車外只有用鑰匙才能打開(kāi)車門，在車內(nèi)必須先解除鎖止?fàn)顟B(tài)才能打開(kāi)車門；4）.具有防誤鎖作用。當(dāng)前門開(kāi)著而鎖鈕被按下時(shí)，若關(guān)閉車門撞動(dòng)鎖爪，即可通過(guò)聯(lián)桿解除鎖止?fàn)顟B(tài)，從而防止由于鑰匙遺忘在車內(nèi)而打不開(kāi)車門。5）.強(qiáng)度要求：當(dāng)車門處于全鎖緊狀態(tài)時(shí)，車門鎖能經(jīng)受一定的縱向載荷、橫向載荷和沖擊慣性力的作用，從而不因汽車碰撞、翻車、顛簸而使門鎖失靈。17門鎖的內(nèi)、外手柄有：掀拉式旋轉(zhuǎn)式按鈕式手摳式從不會(huì)傷人以及不會(huì)由于沖擊加速度使門自動(dòng)打開(kāi)等安全角度看，手摳式比較好，它凹陷在車門內(nèi)，也有利于減小空氣阻力，但手摳式外手柄質(zhì)量較大，成本也高些。旋轉(zhuǎn)式、掀拉式和手摳式，外手柄還有按鈕式。18四，玻璃升降器對(duì)玻璃升降器的設(shè)計(jì)要求：1）升降平順，工作可靠，無(wú)沖山和阻滯現(xiàn)象，無(wú)輾軋聲。2）操縱輕便省力，在正常載荷下(相當(dāng)于玻璃質(zhì)臉)搖動(dòng)升降器的最大力矩不應(yīng)大于2N●m(日本有些輕型車要求為0.8N●m）；各臂開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，手柄的自由轉(zhuǎn)動(dòng)空行程量應(yīng)恰當(dāng)，一般不應(yīng)大于60o。3）具有防止手壓玻璃時(shí)升降器發(fā)生逆轉(zhuǎn)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。日木輕型車要求在玻璃升降范圍內(nèi)，主動(dòng)臂滾輪中心加200N的載荷時(shí)不發(fā)生逆轉(zhuǎn)。19臂式玻璃升降器的種類：?jiǎn)伪凼?、雙臂式、交叉雙臂式、平行雙臂式。單臂式雙臂式交叉雙臂式平行雙臂式驅(qū)動(dòng)小齒輪被動(dòng)扇形齒輪傳動(dòng)臂平衡彈簧底板201.防止玻璃升降器倒轉(zhuǎn)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)：制動(dòng)鼓傳動(dòng)軸制動(dòng)彈簧扇形齒板小齒輪聯(lián)動(dòng)盤鉚釘?shù)装?12.平衡機(jī)構(gòu)：1）平衡機(jī)構(gòu)的主要元件是一個(gè)扁平的螺旋扭簧，扭簧的外端固定在底板上，是不動(dòng)端，內(nèi)端固定在扇形齒板的軸心上，隨齒板轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。2）當(dāng)搖動(dòng)手柄，主動(dòng)小齒輪帶動(dòng)齒板而使玻璃下降時(shí)，彈簧被旋緊，玻璃下降的勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為扭簧的變形能而被儲(chǔ)存起來(lái)。3）當(dāng)再搖動(dòng)手柄使玻璃舉起來(lái)時(shí)，彈簧放出能量，起平衡玻璃部分重量的作用，使舉升玻瑞輕便。223.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：包括：小齒輪、扇形齒輪、傳動(dòng)臂。1）齒數(shù)和傳動(dòng)臂的長(zhǎng)度等參數(shù)決定了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i，因而影響搖動(dòng)手柄的圈數(shù)與玻璃升程之間的關(guān)系，以及操作手柄所需的力矩大小。2）顯然，傳動(dòng)比越大，則搖動(dòng)也越省力，但加大傳動(dòng)比使玻璃升降速度降低。一般取i在12~28范圍內(nèi)，目前趨向于較大的傳動(dòng)比。3）搖動(dòng)手柄的圈數(shù)n則3～4.5為宜。我國(guó)要求搖動(dòng)升降器的最大力矩不得大于2N●m。23傳動(dòng)臂的種類：?jiǎn)伪凼?、平行雙臂式、交叉雙臂式等。1）單臂式只有一點(diǎn)支承玻璃，支承點(diǎn)與玻璃質(zhì)心的相對(duì)位置在升降玻璃時(shí)變化較大，會(huì)使玻璃歪斜，影響與玻璃導(dǎo)槽的正常配合，升降不平穩(wěn)，故適用于兩根導(dǎo)軌都較長(zhǎng)的矩形玻璃上。2）平行雙臂式的T形連桿在工作過(guò)程中始終保持水平狀態(tài)，能較好地支承玻璃。3）

交叉臂式是由兩交叉臂端部支承玻璃升降的，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，支承中心始終接近玻璃質(zhì)心，因此升降較平穩(wěn)。這種結(jié)構(gòu)可適用于形狀不規(guī)則的(導(dǎo)向槽短的)玻璃升降。24窗玻璃的支承部分滾輪滑軌托槽彈簧片球頭滾輪軸傳動(dòng)臂25鋼絲繩式玻璃升降器優(yōu)點(diǎn)：占位置小，重量輕，成本低，易于安裝布置(可通過(guò)改變鋼絲長(zhǎng)度來(lái)任意確定手柄軸的位置)，尤其適用于曲面坡璃。缺點(diǎn)：安裝精度要求較高，需設(shè)有鋼絲拉緊裝置。滾輪夾持玻璃的托槽鋼絲繩滑動(dòng)器中央導(dǎo)軌固定支架26有些高級(jí)轎車上采用電動(dòng)或液壓等方式驅(qū)動(dòng)玻璃升降器。可遞直流串繞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)由減速裝置傳給鋼絲滑輪或驅(qū)動(dòng)齒輪，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)來(lái)防止倒轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)減速裝置玻璃支承托槽動(dòng)力驅(qū)動(dòng)玻璃升降器27五，車門的密封1）車門的密封包括車門與車身之間間隙的密封和窗玻璃的密封。2）車門和門框之間的間隙是用密封條將其填充，以防雨水、灰塵侵入車內(nèi)，同時(shí)在開(kāi)關(guān)車門時(shí)起緩沖作用，在汽車行駛時(shí)防止車門振晌。3）密封條的材料一般采用表面具有合成橡膠護(hù)膜的海綿像膠，也有采用硬質(zhì)橡膠或SBR海綿的。表面護(hù)膜是采用氯丁二烯或氯磺化聚乙烯類的合成橡膠，護(hù)膜厚度0.1～0.5mm，它不僅改善了密封條的耐候性和耐磨性，且使密封條外形美觀。28對(duì)密封材料的要求：1）彈性好，永久變形小。2）良好的耐候性和耐老化性能，低溫下不發(fā)硬。3）具有一定強(qiáng)度和表面護(hù)膜的耐磨性。4）吸水率低。5）便于成型和裝配。29密封條的種類：彎曲型、壓縮型、復(fù)合型、空心壓縮型彎曲型壓縮型復(fù)合型空心壓縮型30各種密封條的特點(diǎn)：1）彎曲型優(yōu)點(diǎn)在于在載荷變化不大的區(qū)段可得到較大的變形，因此有利于彌補(bǔ)車門和門框之間間隙的誤差，缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生永久變形。2）壓縮型密封時(shí)接觸面大，在同樣變形量時(shí)，其載荷變化比彎曲型要大,，因此密封效果好些;但車門反力增大，使開(kāi)、關(guān)車門時(shí)費(fèi)力且振響聲大。3）空心壓縮型的非線性的彈性特性使關(guān)門時(shí)消耗能量小，密封效果好，為降低壓縮密封條的載荷，可在密封條上加工排氣孔，孔徑一般為3～4mm，孔距約為200mm。31車門密封內(nèi)密封條，空心壓縮型外密封條，彎曲型32密封條的固定方式：1）粘接。用粘接劑；2）機(jī)械固定。多用卡扣或卡槽；3）夾持。帶金屬骨架的密封條可直接夾持在門框上。331.風(fēng)窗設(shè)計(jì)的重要性：對(duì)駕駛員和乘員的視野、安全和舒適等性能以及汽車的外形、空氣限力等都有較大影響。2.風(fēng)窗設(shè)計(jì)的前提：風(fēng)窗詳細(xì)設(shè)計(jì)前，1：1的車身油泥模型和內(nèi)部模型，車身主要結(jié)構(gòu)型式和截面尺寸、形狀，覆蓋件的分塊和結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系都已大致擬定，因此為風(fēng)窗的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供了必要條件。風(fēng)窗設(shè)計(jì)343.風(fēng)窗表面的形狀：1）現(xiàn)代汽上大多采用變“母線”的曲面風(fēng)窗表面，即母線不是直線，而是曲率均勻變化的曲線，以滿足造型的要求。2）但有時(shí)為了作圖方便而按直紋面進(jìn)行設(shè)計(jì)。如整個(gè)風(fēng)窗是柱面的，其導(dǎo)線(即玻璃的法向截面線)的曲率半徑尺在中間段較大，兩側(cè)逐漸均勻變小，3）或者，風(fēng)窗中間較大部分區(qū)域采用柱面，兩側(cè)比較彎曲的區(qū)域采用柱狀面、錐面或錐狀面。354.風(fēng)窗的密封：1）曲面風(fēng)窗均為閉式的。在車身的鳳窗框與風(fēng)窗坡璃之間，用橡膠密封條連接。密封條起著密封與緩沖作用，可以防止車身受扭轉(zhuǎn)使窗框變形時(shí)損壞玻璃。2）選擇風(fēng)窗密封條材料時(shí)，應(yīng)考慮到密封條形狀復(fù)雜、小圓弧截面和尺寸精度的要求以及擠壓成型工藝和成本等。一般采用硬度為50～70HS，拉伸強(qiáng)度大于6～8MPa，伸長(zhǎng)率大于30％的橡膠材料，密封條表面是一層耐候性好的合成橡膠膜。3）

用擠壓加工方法制成的密封條，其風(fēng)窗拐角部分的最小半徑一般為60mm,半徑小于此值或成尖角時(shí)，轉(zhuǎn)角部分就需采用模具成型方法加工。4）為防止水和灰塵滲人車室內(nèi)，最好在密封條和玻璃及風(fēng)窗框之間填有不干的密封膠。365）近來(lái)，已由上述窗框膠條嵌接式轉(zhuǎn)向直接粘接式，這種方法不用橡膠密封條，而是采用聚硫橡膠密封層或丁基膠帶來(lái)裝配玻璃，工藝先進(jìn)，多用于轎車。6）直接粘接法的優(yōu)點(diǎn)是密封性好，裝配時(shí)不易損壞玻璃，外觀也比用橡膠密封條嵌接式好而且粘接式還使車身剛度得以提高。37目前用于汽車上的安全玻璃有兩類:1）

鋼化玻璃是將普通玻璃加熱到高溫，而后用壓縮空氣急劇冷卻，如此經(jīng)過(guò)淬火后的玻璃，其強(qiáng)度大為提高，而且由于玻璃表面形成殘余壓應(yīng)力層，當(dāng)玻璃受力超過(guò)抗張強(qiáng)度時(shí)，首先一從內(nèi)層開(kāi)始破裂，并迅速發(fā)展成龜裂，使玻璃醉成無(wú)鋒利邊緣的小塊，飛出的動(dòng)能很小。4.風(fēng)窗的玻璃：缺點(diǎn)：當(dāng)撞車破壞時(shí)，或由于熱處理后殘余應(yīng)力過(guò)大突然發(fā)生自爆的一剎那，玻璃將會(huì)失去透明度。玻璃的失透性使駕駛員無(wú)法辮認(rèn)方向，很不安全，因此又出現(xiàn)局部鋼化玻璃，即主要視野區(qū)不鋼化，碎片呈大片狀，能確保視野，而其周圍是鋼化區(qū)。鋼化玻璃和夾層坡璃。38

夾層玻璃是將兩層普通玻璃板用聚甲基丙烯酸甲脂或其他透明塑料薄膜熱而成。玻璃破碎時(shí)不會(huì)造成整個(gè)成碎塊而影響視野。薄膜還能吸收撞擊時(shí)的剩余能量，因而減輕傷亡，所以國(guó)際上趨向于認(rèn)為夾層玻璃比鋼化玻璃更安全。39車門前后板制件及鉸鏈一，前、后板制件

汽車前板制件是指散熱器框架和面罩、前翼子板、擋泥板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩及一些連接板等。車頭即由前板制件各部分組成。前翼子板發(fā)動(dòng)機(jī)罩翼子板擋泥板散熱器框架及前擋泥板保險(xiǎn)杠安裝板罩鎖支架罩鎖銷板散熱器框架連接板翼子板連接板有車架式轎車的車前板制件40無(wú)車架的承載式轎車車身，其車頭直接承受發(fā)動(dòng)機(jī)等總成的質(zhì)量以及由懸架傳來(lái)的各種載荷，因此應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度和剛度;一般除冀子板和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等外覆蓋件是可拆卸的以外，其它部件與地板前框架的兩根縱梁和一根橫梁焊裝在一起。無(wú)車架式轎車的車前板制件前縱梁第一橫梁41貨車車頭的結(jié)構(gòu)型式：1）托架式結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：這種結(jié)構(gòu)的冀子板用托架固定在車架上。其特點(diǎn)是:車頭各部件都分別用螺釘與車架相連，它們相互之間沒(méi)有剛性聯(lián)系，各自組成單獨(dú)的分總成，因此便于拆裝和維修，在壞路上行駛時(shí)，由于車架扭轉(zhuǎn)而引起車前板制件撕裂的情況較少。但是由于車架變形時(shí)各部分相對(duì)位移大，出現(xiàn)間隙不均勻或部件相互摩擦的現(xiàn)象。整個(gè)車頭剛性差，常有部件抖動(dòng)、振裂等現(xiàn)象。42貨車車頭的結(jié)構(gòu)型式：2）整體式結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：散熱器框架和面罩、冀子板、擋泥板等連成一個(gè)整體，前部通過(guò)散熱器框架與車架柔性相連，后部與駕駛室剛性連接，翼子板無(wú)托架，其整體剛性，各部件相對(duì)位置穩(wěn)定，聞隙均勻；同時(shí)，零件數(shù)少，車頭流線型較好，也便于造型。但車頭裝配精度要求高。由于板制件相互剛性聯(lián)系，如果車頭懸置點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和位置選擇不當(dāng)，容易發(fā)生零件撕裂的現(xiàn)象。43載貨汽車車頭托架式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)44貨車車頭的結(jié)構(gòu)型式：3）翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：在新型的汽車中采用這種結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是，發(fā)動(dòng)機(jī)罩，冀子板，擋泥扳等爆裝成一個(gè)整體，通過(guò)一套翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在車架上。開(kāi)啟時(shí)，車頭繞回轉(zhuǎn)點(diǎn)前翻，關(guān)閉時(shí)，伏在駕駛室前圍上，由橡膠定位塊、包皮鎖拉住。為使前翻輕便，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中設(shè)有平衡彈簧。優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)接近性好。但由由于多了一