2022年车门限位器设计方案知识.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录名师归纳总结 1 车门限位器的主要形式 4第 1 页,共 10 页1.1 限位盒、限位臂式 4 1.2 扭杆式 4 1.3 弹簧式 52 车门限位器的设计 62.1 车门限位器的布置 6 2.2 车门限位器的开启角度 6 2.3 车门限位器的材料 6 2.3.1 车门限位器限位臂材料 6 2.3.2 车门限位器限位盒材料 6 2.3.3 车门限位器安装支架的材料 6 2.3.4 其它零件材料 6 2.4 车门限位器的表面处理 7 2.5 车门限位器的密封 7 2.6 车门限位器的操作力矩 7 2.7 车门限位器的曲线设计 73 车门限位器

2、的优化 9 3.1 车门限位器曲线的优化 9 3.2 车门限位器限位臂的优化 9 3.3 车门限位器内部结构优化 94 限位器的失效模式 10 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 车门限位器的进展趋势 11 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 车门限位器的主要形式目前市场上的车门限位器有以下几种：1.1 限位盒、限位臂式 （见图 1、图 2）图 1 图 2 它的工作原理为：限位器支架通过一安装螺栓紧固在车身上,限位盒通过 两个安装螺钉紧固在车门上,当开门的时候,限位盒便

3、会沿着限位臂进行运 动；由于限位臂上做有高低不同的结构,弹性橡胶块便会有不同的弹性变形,这样就需要人在开门的时候用不同的力进行关门；在每一个限位的位置点,便 能起到对车门的限位作用；这种结构是目前应用最广泛的,它的详细形式仍有许多种：有的限位臂是 冲压的结构,有的限位盒内采纳滚针,有的限位盒内采纳滚珠,有的限位盒内 采纳导向块 但是限位的原理同出一辙；这种结构的优点是结构简洁,成本低,占用空间小,免修理；缺点是对钣 金的要求偏高,假如铰链强度不够,车门下沉,很可能产生异响,运行一段时 间后,限位力矩降低很快；这种结构的车门限位器一般有两当或者三挡,它的最大力矩在 35Mm左 60mm左右,最大

4、开启角度一般在 70 度以下,耐久试验后,扭 右,长度一般在 矩变化大致在 3040；1.2 扭杆式 （见图 3、图 4）它的工作原理是：与铰链一体,通常安装在下铰链上,在关门的过程中,通过扭杆变形,产生不同的力,来达到限位的目的；这种结构多用在欧洲车市场,由于是爱德夏的专利,目前我公司车上仍未 成运用；这种结构的优点是噪音低,寿命强,限位成效好；缺点是占据空间 大,结构复杂,修理成本高等；名师归纳总结 这种结构的限位器一般有两挡或者三挡,它的开门力矩最大为45Nm,关第 3 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 门力矩最大 50Nm,最大

5、开门角度在 概在 15左右；6065 度左右,耐久试验后,扭矩变化大1.3 弹簧式图 3 图 4 弹簧式的车门限位器采纳与铰链一体式,利用弹簧和限位杆的结构来实现对车门的限位；见图5,图 6；限位杆连接车门轴承弹簧连接车身图 5 图 6 它的工作原理为：在车门开启的时候,连接车门的部分跟随车门旋转,带 动限位杆旋转,限位杆便会摩擦轴承部分的外套,由于限位杆上有高低不等的 结构,靠弹簧的弹力便产生了不同的限位力,达到限位车门的目的；在目前的市场上,该结构应用不是许多,主要缘由是它的许多缺点导致 的；跟上述两种限位器的结构对比,该结构占用空间在两者之间,但是由于铰 链的旋转中心轴在限位部分为悬臂,

6、限位器的限位扭矩不能过大,否就悬臂的 强度存在风险；另外这种结构在限位处有轴承,轴承的工作环境很恶劣,很容 易受到损害,产生异响；由于上述的诸多缘由,该结构限位器应用不是很广名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 泛；这种结构的限位器优点是限位挡位比较清楚,限位力矩简洁调整等；2 车门限位器的设计由于目前限位臂限位盒式车门限位器应用最为广泛,故在本设计指南中,只介绍限位臂限位盒式车门限位器的设计；2.1 车门限位器的布置 车门限位器一般布置在车门上下铰链之间,当然一体式的车门限位器布置 在车门下铰链上,也有的布置在下铰链

7、的下方；限位器布置的详细位置可以通 过在开门的过程中整个开门系统的受力分析获得,因铰链中心线通常有点偏斜（通常 2 度左右,最大不能超过 4 度）,这样造成限位器的在布置在不同的位 置的时候,对开门系统奉献的力矩也不尽相同,但相差并不是很大,可以依据 实际情形运算；另外,车门限位器的布置仍要考虑门的空间,尽量布置在空间比较大的地 方,防止车门限位器在开门过程中与玻璃导轨、玻璃干涉,或者在车门玻璃下 降的时候与玻璃等零件在某个状态干涉或者空间太小；2.2 车门限位器的开启角度 车门限位器的最大开启角度一般在6065 度之间,它的开启角度与铰链的开启角度有很大关系；限位器为了实现其限位作用,它的开

8、启角度要比铰链角度偏小,铰链的开启角度一般在 7075 度,公差在正负 3 度；限位器的开 启角度一般在 65 正负 3 度,考虑公差的情形下,限位器的开启角度比铰链至 少少 2 度,这样才能保证限位器充分发挥作用；在设计中可以综合考虑限位器 的开启角度,同时要考虑限位器一挡开启时人上下车的便利性；一挡的开启角度开启的车门间隙一般不小于 550mm；2.3 车门限位器的材料 2.3.1 车门限位器限位臂材料为了满意限位器的过载开门试验,限位臂的材料一般是 Q235+PA66,Q235 的料厚一般为 3mm；2.3.2 车门限位器限位盒材料考虑限位盒的冲压要求,车门限位器限位盒的材料一般为 DC

9、03,限位盒盖 的材料一般为 DC01,料厚分别为 2.0mm和 1.5mm；2.3.3 车门限位器安装支架的材料 因车门限位器支架是把限位器安装在车身上的唯独一个零件,故它的材料及强度要求比较高,通常采纳 2.3.4 其它零件材料B450NQ,料厚通常为 2.0mm；弹性橡胶块是车门限位器中比较重要的零件,因工作环境比较恶劣,又要 考虑橡胶的低温特性、弹性、耐油脂性等,一般材料丁腈橡胶；导向块,因导向块与限位臂材料摩擦,故导向块的材料一般为 POM；有些 车门限位器不采纳导向块的结构,而采纳滚针的结构,滚针的材料一般采纳 35 钢；铆钉,车门限位器的限位臂与车门限位器安装支架用铆钉铆接在一起

10、,铆 45 钢；钉的材料一般为 限位盒运动到限位器的最终开启角度后,通常有一个缓冲块、一个限位用 的钢板和一个限位铆钉,缓冲快的材料通常采纳丁腈橡胶,限位钢板的材料一名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 般采纳 DC01,限位铆钉的材料通常 Q235,也有的限位器没有这些零件；限位器的各个部件的材料并不是只有一种挑选,特殊是金属材料,在满意 要求的情形下,材料和料厚都能挑选其他的材料和牌号；2.4 车门限位器的表面处理 车门限位器的工作环境比较恶劣,依据相关标准要求,车门限位器要能承 受 5%中性盐雾试验 144 小时

11、,这对限位器提出表面处理的要求；因车门限位器的安装支架暴露在外边,环境最为恶劣,通常镀锌黑色钝 化,以满意相关标准要求；车门限位器限位盒装车车门里面,环境较支架比较 好,一般采纳镀锌彩色钝化；因限位臂上常常包覆一层塑料,工作环境相对来说处于限位器安装支架和 限位盒之间,但是限位臂总用地方暴露出来,所以一般来说限位臂也要进行表 面处理,进行镀锌彩色钝化；2.5 车门限位器的密封 因车门限位器限位盒内部涂有许多润滑脂,以保证限位器在使用的过程中 噪音低；故限位器的密封就很有必要；否就经过一段时间使用,限位器限位盒 内进入灰尘,油脂的可搅拌性降低,限位器就会显现发涉、异响等现象；限位 器的寿命降低；

12、限位器的密封一般在限位盒与钣金安装面之间添加一片带有单面胶的海 绵,来保证车门限位器的密封,削减灰尘进入限位盒,增加限位器的使用寿 命；2.6 车门限位器的操作力矩 门限位器的作用是对车门的一些特定的位置进行限位,这样就要求车门限 位器有肯定的限位力矩或者开关门力矩的要求；车门限位器的操作力矩是可以运算出来的；因整个车门开启系统均是相对 铰链旋转中心现进行旋转,故可以针对铰链中心线做一个力矩平稳；车门限位器的操作力矩运算过程中要考虑整车在下面几个特殊状态下对车 门限位器限位力矩奉献；1）整车倾斜的时候,对关门力矩的要求；2）整车上坡或者下坡对车门限位器开关门力矩的要求 3）铰链本身的阻力扭矩；

13、4）限位器安装支架与限位臂沿铆钉旋转的阻力力矩；除此之外,车门铰链的倾斜,内开外开力也要考虑；因车门的操作力矩经过一段时间后会降低,故在设计的过程中,在不影响 整车开关力的要求下,一般采纳集中情形综合下最大的力矩；2.7 车门限位器的曲线设计 在设计的过程中,车门限位器的许多零件均可以沿用,例如限位器安装支 架,车门限位器限位盒等；限位器的设计要留意以下几点：1）限位臂旋转中心线与铰链中心线平行；2）限位器安装支架与铰链选装中心线平行；3）限位盒内滚针必需时刻与限位臂曲线垂直；4）限位臂曲线所在平面必需与铰链旋转中心线垂直；车门限位器曲线的设计通常采纳微积分近似方法进行；设计方法依据如下 步骤

14、进行：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1）依据整车的布置做出限位器部分的断面图,见图 7；图 7 2）假如车门限位器的开启角度为68 度；我们把车门开启角度等分成17 个等角度,每个角度为4 度；见图 8；图 8 名师归纳总结 3）各个圆截得一段曲线；见图9；第 7 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 9 4）把各段曲线连接起来便得到了限位器得曲线；见图 10；图 10 3 车门限位器的优化车门限位器设计过程中,每一个阶段都需要对车门限位器进行优化,保证

15、下一步的工作能够正确的开展；车门限位器的优化可以分为以下三种：3.1 车门限位器曲线的优化车门限位器曲线设计完成后,可以依据曲线对车门限位器曲线进行运动分名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 析；假如显现车门在运动过程中距离相关零件之间得间隙太小,可以依据实际 情形对车门限位器曲线进行优化；在优化的过程中要考虑一下几点：1）车门限位器的任何部件与相关部件之间的距离最好保持 10mm以上,最 小不能少于 5mm；2）在运动的过程中,限位器曲线与限位盒之间的间隙要保证 1mm以上间 隙；3）可以对曲线进行调整,但是要保证1

16、）、 2）均能满意；车门限位器曲线验证符合实际要求后,可以依据曲线进行建模；在考虑关 门的情形下,可以把限位臂在一挡的位置有个倾斜的角度,来协作自动关门的 趋势；3.2 车门限位器限位臂的优化 车门限位器数模完成后,仍有必要进行运动分析,来验证整个开门系统是 否满意整车整车设计要求,当限位器限位臂不能满意要求是,对限位器本身进 行优化；运动分析过程中要考虑以下部分的内容；1）铰链与车门限位器开关门角度分析；2）车门限位器与相关零件（玻璃、玻璃导轨等）之间的间隙分析；3）车门限位器本身的间隙分析；限位臂本身可以进行以下简洁的调整,但是一般要要求为：1）限位器限位臂的宽度一般不小于 10mm；2）

17、限位器限位臂的限位结构处最厚部分一般在 10mm左右；3）限位器限位臂的限位结构处最薄部分一般在 5mm左右；3.3 车门限位器内部结构的优化 在车门的限位器的限位力矩不能满意要求是,可以对弹性相交块进行优 化,更换橡胶的配方,或者直接更换限位块的硬度,来满意不同的限位力矩要 求；在运动分析过程中,假如限位器本身干涉,可以调整限位器的曲线,也 可以更换限位盒,在限位盒空间或者强度答应的情形下,增加限位器限位盒的 开口,但是肯定要留意限位盒的密封；假如限位器经过调整后,限位盒内的滚针与限位臂之间的角度过小,可 以调整限位盒内支架的角度来满意限位臂在限位盒内的运动的空间；4 限位器的失效模式依据我

18、公司这种车门限位器的使用,限位盒限位臂式车门限位器的失效模 式主要有以下几种,见表 1；表 1 工潜在失效模原 因 分暂时措施永 久 措设计留意程式析导向块与限施导向块与限位臂1 限位器异响导 向 块 与 限调 整 限 位 臂位 臂 接 触 部位臂协作处的曲线接触部位在法线位 在 法 线 方压 紧 力 减方向垂直向不垂直；少,增大导向块的圆角名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 半径；2 限 位 器 断铰 链 的 中 心调整限位盒1 调整限位盒铰链的中心线与裂、操作困线 与 限 位 臂与限位臂的与 限 位 臂 的限位臂

19、转动的中难转 动 的 中 心角度；角度；心线平行线不平行2 调整铰链与限 位 盒 、 限位 臂 的 三 者 关系3 限位器支座限 位 器 支 座更换材料与更 换 材 料 与进行 CAE分析4 变形的强度不够结构固定方结 构 固 定 方设计时留意与周式式限位器与周设 计 时 校 核/ / 边零部件干不到位边的协作问题,涉保证各部位的间限至少在 5mm以 上；5 限位器阻力4 设计时阻力1、 减 小 橡1、减小橡胶大偏大；胶块的弹性块 的 弹 性5 耐久性通不力；力；过 , 表 面 磨2、 改 进 限2、改进限位损严峻；位臂表面耐臂 表 面 耐 磨磨性差；性差；5 车门限位器的进展趋势目前市场的车门限位器主要仍是限位盒、限位臂的结构,进展趋势向更 牢靠、更安全来的趋势进展；在欧洲市场上扭杆式应用也得到推广,特殊是大众体系的产品,几乎都是 扭杆式；另外在宝马等豪华汽车上气弹簧和限位杆协作也有应用,这种结构对 噪音、牢靠性、限位器寿命等都有很大的改观；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页