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干涉

0.2

12.5

门下垂

0.4

25

上，下部胶条

0.1

6.25

正常因素，不可消除，可优化

门洞胶条

0.25

15.63

门框胶条

铰链

锁

气密性

上边实测数据只是大概的数据，各个车型应该略有不同，影响率只是从速度计算的来，具体车型推荐从能量角度来算更准确。

另内间隙，轴线倾角无法从一个车型来实测出影响率（可以计算出影响率）。

下边分析各因素的影响和设计，制造注意点。

3.1内间隙

1）内间隙影响闭合的因素

内间隙影响有两个方面：

均匀度和间隙偏差。

具体而言：

（1）车门内间隙的偏差，如果内间隙偏大，将会导致密封条压缩量减少，降低关门过程中的密封条反弹力，但这将会导致车门密封性能的降低，如果内间隙偏下，将会导致密封条压缩量的增加，增加关门过程中的密封条反弹力，增加关门过程中密封条消耗的能量。

关门能量增加的多少和密封条具体压缩载荷曲线有关。

举B12闭合力整改的例子，前期B12门内板型面跟理论偏差达到2-3mm，另外制造中因铰链，门装具没到位没有使用装具，导致内间隙不可控制，整改后闭合力提高了0.15m/s。

（2）车门内间隙的均匀度，当车门内间隙均匀度变化较大时，在间隙偏小的地方将导致压缩载荷急速增加，即在关门过程中，产生反弹力硬点，至于反弹力的大小和内间隙及密封条具体压缩载荷曲线有关。

但是因为公司制造水平差异，B12整圈内间隙要求控制在16±

1.5,而宝马X5等车型分析发现整个门洞内间隙公差控制可以达到±

1.0，制造的水平提高也会推进闭合力的提高的。

2）内间隙设计定义和保证，下边是一些车型的侧围止口边，门内板内间隙统计：

车型

B21

B12

M11

S18

凯美瑞

X5

间隙值

16

16-17

12

14

一般内间隙为12-16mm，要求一圈间隙均匀。

间隙太大，胶条高度高，密封效果，耐久都会降低；

太小，前边讲过制造工艺达不到，闭合无法控制。

另外内间隙还包括门框胶条压缩处侧围跟门内板型面间隙，这个值一般为10mm。

在内间隙设计中，考虑到公司的目前工艺水平，建议内间隙是门内板跟侧围型面配合，而非侧围跟门内板型面配合，因为后者配合增加了护板型面公差以及护板跟门内板配合，从公差带角度而言，这非最优方案。

内间隙的均匀度要求设计前期截面尽可能多，充分检查每处内间隙，保证均匀。

一般情况下，要求一圈间隙偏差小于0.5mm。

好的门刚度是保证内间隙的一个因素。

例如门上段刚度一般偏弱，导致涂装后门上部变形，这段内间隙很难保证一致性，因此可以通过加大截面等方法来提高刚度，再通过CAE分析确保刚度达到要求。

3）内间隙工艺保证

生产中保证内间隙要求单件控制在公差范围内，内间隙公差主要受三个公差影响：

侧围外般型面公差；

门型面公差；

铰链型面公差，如要求内间隙公差达到±

1.5，那么这三个公差均要求生产控制到±

0.5，这样才能保证内间隙控制到位。

单件的公差控制到位，总成的尺寸保证需要工装来完成，下图是B12门的装具，在调整线上使用：

3.2密封胶条

1）压缩负荷

车门在关闭过程中必然会对密封条产生挤压，密封条受挤压后必然会产生反作用，此反作用力会对车门关闭产生影响，其具体影响和压缩载荷及整体反作用力有关。

如B12车型门洞密封条前期定义压缩载荷为：

10±

3N/100mm，后期压缩负荷更改到6±

2N/100mm，测量做了对比，其它条件在不发生调整情况下闭合速度分别为：

压缩载荷为：

10N/100mm

6N/100mm

左前门

1.22

1.10

右前门

1.18

1.05

左后门

1.34

1.15

右后门

1.41

1.23

可以看出胶条的压缩负荷对闭合力影响还是很大的。

低端车一般1道密封，定义压缩负荷为小于8N/100mm,目前车趋势是2道以上密封，综合考虑闭合和密封性能，推荐压缩负荷的和小于9N/100mm。

福特同类产品门洞密封条压缩载荷为：

3±

1.5N/100mm，为了保证密封性国内的胶条一般做到6±

2N/100mm，同等截面，胶条压缩负荷降低带来了胶条坍塌，外观不良等影响，高档车建议挑选一些生产水平高的厂家。

2）压缩量

现在一般车型有2道以上密封，一般第1道门框胶条为主密封，主要用于挡水和灰尘，第2道门洞密封用于隔声提高NVH和进一步挡灰尘。

前期车身密封设计，既要考虑反作用力，又要考虑其密封性能；

反作用力设定得越大，在行驶过程中车门振动吸收性和水密性越好，但相应的是车门闭合力越大；

因此，截面确定需二者兼顾。

一般要求胶条压缩量是胶条泡高度的1/3。

在B12,21的闭合整改中，结合对奥迪A6等Benchmark车的分析，推荐主密封即门框密封胶条压缩量除了要考虑压缩高度，还要考虑压缩量，因此推荐压缩量是胶条泡面积的1/3。

门洞胶条推荐压缩高度是3-5mm。

压

缩

示

意

图

3）硬度

密实胶条硬度与工艺配方有关,推荐胶条硬度为70邵氏硬度。

发泡胶条对门闭合的反作用力与壁厚和工艺配方有关,壁厚越厚，胶条对门闭合的反作用力越大，推荐壁厚2mm。

密度越大，胶条对门闭合的反作用力越大，推荐密度为0.55-0.65g/

。

3.3铰链

1）铰链轴线

前期设计经验认为：

轴线应该平行与Z轴，既没必要里倾或外倾，也没必要前倾或后倾，但有时布置需要，轴线可以适当倾斜。

铰链轴线无论如何设定，其倾角（相对Z轴）尽可能不要大于2°

如果门向内有倾角，分力会使车门均有向心力矩，同时车门在关闭过程中，因车门重心（Z方向）坐标发生变化，此变化需对车门关闭过程提供助动能，这样有助于闭合。

但是内倾在开门有反作用，增大开启力，因此这个倾角不希望太大。

下边是一些车型的轴线倾角参考：

各车型轴线倾斜角度汇总表表

前门

后门

前倾

内倾

2.00

-2.79

1.00

M14

1.28

2.20

/

A13

0.81

-1.79

1.5

A21

-0.09

2.05

0.05

1.80

0.3

0.29

B14

1.92

0.04

1.93

-0.49

3.2

-3

B22

2.5

B23

1.49

2.49

S12

2.07

2.09

2.65

0.01

S11

0.96

1.86

-5.2

S21

2

-1

0.35

S22

3.5

P11

0.5

-2.65

2.45

-3.25

3.32

注：

前倾为正，内倾为正

前门轴线内倾角一般推荐1-3°

，前倾角≤3°

；

后门因造型问题，推荐内倾角1-2°

，前倾角≤2°

2）铰链转动力矩

铰链自身转动力矩过大将会影响车门关闭过程中的平顺性，最显著的表现即为：

焊装CP5车门调整后，用手去推动车门关闭，可明显感觉到阻力，当手离开车门后，车门马上停止转动。

每个公司对车门铰链自身转动力矩提出不同要求：

神龙要求单个铰链自身的转动力矩为：

0.4－0.7Nm；

大众要求单个铰链自身的转动力矩为：

0.4－1.5Nm；

奇瑞公司现对铰链自身的转动力矩没有特定的要求，各个车型要求均不同。

S11闭合整改发现在白车身状态下门转动发涩，检测发现铰链转动力矩大。

整车状态下，力矩大的和小的铰链门闭合力相差0.1m/s,经测量铰链的力矩达到2Nm。

建议力矩控制在0.4－1.0Nm。

3.4限位器

当开关车门时，限位盒沿着限位臂进行运动，由于限位臂上有高低不同的结构，弹簧橡胶块便会有不同的弹性变形，这样就需要人采用不同的力进行开关，在每个限位的位置点，便能起到对车门的限位作用。

根据限位器工作原理可以得出关闭车门过程中，限位器主要存在两个方式的运动：

1）安装支架和限位臂之间的转动；

2）限位臂和限位盒之间的滑动；

根据其运动方式便可得出限位器对关闭车门的影响因素：

1）安装支架和限位臂之间的转动力矩此力矩在车门转动过程中始终是阻力矩，必然会影响车门的关闭平顺。

现公司对限位器此转动力矩无明确要求，个供应商提供件状态也不相同，例如：

爱得夏此转动力矩为：

不超过不超过1.5Nm；

华安此转动力矩约为：

0.3Nm－0.9Nm；

卡罗拉此转动力矩约为：

0.1Nm。

2）限位臂和限位盒之间的滑动磨擦阻力及过完限位器档位后限位器的助动力；

限位臂和限位盒之间在滑动磨擦运动过程中，由于弹簧橡胶块受压缩，会给限位臂一个挤压力，限位臂和限位盒之间存在一个磨擦系数（磨擦系数到底为多少现在还没有调查清楚，平和精工推荐此值约为0.27），挤压力和磨擦系数共同作用，在滑动过程中必然会产生磨擦力，磨擦力对关门过程中产生阻力矩，阻力矩的大小和限位器的结构及限位器布置位置相关，以M11为例解释下限位器滑动产生的阻力矩假定滑动磨擦系数为0.3、单边弹簧橡胶提供的压缩力为50N则滑动磨擦力约为：

F=2X0.3X50=30N滑动磨擦产生的相对车门关闭的力矩约为：

T=F转动分力XL转动力臂＝17.579×

0.0739＝1.23Nm，此滑动磨擦产生的阻力矩在车门关闭过程中会一直存在，但会随着转动的位置不同会发生变化。

限位盒越过限位凸点后，由高点跳跃到低点，限位盒提供部分推动力，会帮助车门关闭。

3.5锁

在车门关闭过程中，最后通过锁体和锁扣之间的啮合起到车门关闭，在锁体绕锁扣转动过程中，必然消耗动能。

其消耗能量多少如下图所示：

当锁扣调整到位时（即锁扣不打锁体，不会额外导致闭合能量增加）,锁和锁扣啮合运动耗能分析（前后门相同）：

锁和锁扣啮合过程中力的变化范围为10-45N，运动距离20mm，即0.02m则整个运动过程的能耗为：

由于锁扣的上板的型面与锁的鱼嘴口型面零间隙配合。

此种锁扣与鱼嘴口的配合对控制门下垂比较有利，但对调整的要求比较高，如调整不到位，一方面会造成锁扣与锁的撞击声音比较难听，另一方面会造成门锁自身锁止过程中消耗，能量急速增加（至于增加多少和锁扣调整状态有关）。

不同的操作，锁的装配状态不一样，导致闭合力的差异，B12锁扣调整到位，闭合力差异达到0.2m/s,下边以B12为例讲述如何将锁调整到位，保证最小影响闭合：

（1）将锁体放至门锁安装加强板处（门的内外板之间），使锁的鱼嘴口和内板开口的中线对齐（如下图），且孔1中心和锁的螺纹孔的中心对齐，然后旋入固定螺栓，将孔1的固定螺栓预固定；

（2）将锁扣用紧固螺栓预固定于侧围的锁扣安装孔处，上下左右调整锁扣位置，保证在关门的过程中锁扣沿锁的鱼嘴口的中线方向进入（如下图），确保启闭灵活，并且要保证门与侧围的面差符合设计要求。

然后紧固螺栓，螺栓紧固力矩为25±

3N·

m。

3.6气密性

假设整车密封性非常好，没有任何地方排气，根据热力学公式：

在温度”T”不变的情况下，关门前和关门后，即接触密封条之前和之后，车内的空气体积”V”变化很小（相对整车室内容积），则车内的压强变化也很小，对关门的反作用力也会很小。

下边是B12,M11,奥迪A6关于气流的测量数据（单位：

m/s）：

四门闭合

全开一门

玻璃露出60

的缝

打开后遮阳和后盖

0.83

0.7

0.77

0.79

A6

1.0

0.82

1.01

0.85

从上边数据大概可以看出以下几点：

1）气流影响闭合是客观存在的，一般影响速度在0.15-0.3m/s;

2）闭合过程中，气流的排出的快慢影响闭合，排出越快，气流反作用力越小，因此建议乘员舱与行李箱尽量相通，同时气流能流通到通风框处。

3.7车门重心

1）当整车造型冻结后，根据车门大小及造型特点，可大概确认车门重量及重心位置；

2）当结构设计完成后，车门重心就已确定下来，车门重心很难调整（除非更改车门及其附件的结构设计，才能够少量调整车门重心位置）；

车门关闭过程中所需要的向心力矩及向心助动力和车门重心位置及车门重量都有关系，重心位置影响力臂长短及向心角度，重量大小决定向心分力大小，但如上面所述，车门造型特点基本上决定车门重心位置，所以车门重心位置对闭合的影响要配合铰链轴线一起分析。

3.8门下垂

门下垂为闭合过程中非正常的影响因素，列出来主要是对闭合影响比较大，B12中门下垂影响闭合力达到0.4m/s,主要影响在以下方面：

（1）门下垂，锁，锁扣配合差，闭合反作用大；

（2）门下垂内外间隙无法保证，局部间隙偏小，导致门洞，门框，B柱胶条反作用力偏大，进而闭合反作用大；

（3）门下垂可能导致门护板，胶条等件干涉。

消除门下垂主要考虑以下几点：

（1）侧门铰链本身刚度

大众的铰链标准：

标准门框重30kg，在离铰链轴心位置1000mm的地方加载1000N,弹性变形小于5mm，塑性变形小于0.3mm。

（2）侧围铰链安装点刚度

一般要求刚度达到1000N/mm。

（3）侧门整体刚度

主要涉及到窗框处，铰链周边以及锁加强。

（4）侧门上下铰链间距与侧门长度的比值

设计阶段初期铰链布置时，应该充分考虑好侧门上下铰链间距与侧门长度的比值（此比值越大对门下垂越好），这对后期门下垂设计影响也较大。

门如果不在总装分装，在焊装调门，总装装附件，那么我们必须考虑这个问题，因附件重力作用，门不可避免的会有下垂，下垂量在0.5-2mm,这就要求在焊装门有一定上调量来消除总装门下垂。

以B12为例：

（1）后门棱线与侧围棱线Z向距离（上图A处距离）：

后门高出侧围A:

1-1.5mm；

（2）前门棱线与后门棱线Z向距离（上图B处距离）：

前门高出后门B:

2.5-3mm。

这样上调量保证了门不下垂。

闭合中不可避免的影响因素，这些影响需要我们设计中合理定义，另外像干涉，门下垂完全应该在设计中避免，合理的间隙定义，铰链布置以及强度等必须在设计中仔细校核和仿真分析。

第四章开发流程

不同车型的闭合力开发大体上分设计和改进两类，下边分两块来讲述具体流程和注意事项。

4.1设计流程

4.1.1了解整改车状态

需要确认以下几个问题：

车的定位（低档，高档，豪华）；

消费人群；

目前资源允许如何做到哪步等。

4.1.2闭合具体值的设立

下边是一些车型的闭合力：

迈腾

0.62

景程

0.56

0.93

奥迪A6L

0.42

0.41

300C

0.84

0.86

汉兰达

0.76

1.16

凯越-HRV

1.1

沃尔沃C70

0.8

BMW-X5

0.9

1.12

0.95

1.07

均值

0.97

表中闭合力单位为m/s

针对参考样车进行车门闭合速度进行测量，详细了解参考车的闭合性能，并对影响开关性能各影响因素做细致测量分析，总结成表格，下边以B12为例具体测量及分析内容如下：

B12四门闭合性能影响因素分析表

前门布置，尺寸数据

后门布置，尺寸数据

备注

门护板和座椅的间隙

　57.6mm

　23.9mm

门护板和门洞密封条间隙

4.9mm

5.2mm

门框密封条压缩负荷

3±

1N/100mm

门洞密封条压缩负荷

6±

2N/100mm

胶条单泡排气孔间距

150mm

轴线倾角

　内倾0°

后倾0.3°

铰链同轴度

　0

密封条反作用力

　300N

内间隙均匀度

　16-17mm

锁体及锁扣布置

　锁的啮合点的运动轨迹的切线方向和锁扣的安装方向为1.532度

　锁的啮合点的运动轨迹的切线方向和锁扣的安装方向为0.029度

铰链转动力矩

1.5-4N.m

车门重量

32Kg

28Kg

车门刚度

　横向刚度4.1mm,垂直2.3mm

　横向刚度2.5mm,垂直3.8mm

锁体锁舌转动力矩

　10-45N

乘员舱，行李舱通气面积

　　4200

根据参考车测试结果及自身制造水平，设定合理的四门闭合速度（或闭合能量）及四门开启力目标值，具体目标如下：

XX车型闭合性能目标设定

车门

车门闭合速度（m/s）

车门开启力（N）

开启方式

不同车型闭合力要求是不一样的，一般低档车做到1.2m/s,高档车做到1.0m/s。

4.1.3功能分解

根据闭合性能目标设定要求及可行性分析结果，列举闭合力影响因素及合理分解目标要求，具体控制目标如下：

XX车型左前门闭合性能影响因素分析表

布置及性能要求

参考车布置及性能指标

评价结果

胶条排气孔间距

根据以上分析估算四门闭合力平衡关系，评价按设定目标是否能够关闭车门（定量评价车门闭合能量消耗，并对此闭合能量提供来源做一分解）是否满足设定目标，出具可行性分析阶段四门闭合力及开启力分析报告。

一般按照上边工作来指导设计初期的闭合定义就行了，但是一些处于试制和生产阶段车闭合力整改还需要完成下边的工作。

4.2改进流程

4.2.1了解整改车状态

需要调查以下几个问题：

车目前处在的状态（设计，试制，大批量）；

目前资源允许如何整改;

四门闭合力到底多大等。

下表为测量四门闭合力用的表格

常用分解法：

结合目标设定及可行性分析阶段的四门开启性能分析报告，对闭合力影响因素做进一步详细调查，分析，详细找出各因素对闭合力的影响量，并合理调整各影响因素的结构或技术要求，以达到目标设定要求，其具体分析表格如下：

XX车型左前门闭合性能评价表

实际结构及性能指标

是否满足要求

如何更改

更改后状态及评价

根据以上分析，出具闭合力分析，测量报告，并针对此车型制定闭合力及开启力控制专项技术要求（包括车身制造精度、铰链装配精度要求）。

4.2.2方案验证

当方案，整改措施出来后，验证前需对各件状态进行确认，并针对验证结果进行分析，如验证结果满足设计，则对状态进行进一步跟踪，如果验证结果不满足要求，则分析闭合力不能满足要求原因，并提出改进措施，进行尽快验证，目标需要在试制验证阶段结束前，将闭合力性能整改到设计目标。

XX车型左前门闭合性验证表

技术要求值

实际测量值

闭合效果影响量分析

更改措施

……

当闭合力达不到目标要求的时候，需要详细检查各项完成情况，也可以适当调整各项要求，以达到最终闭合目标要求。