【文章內(nèi)容簡介】 體式窗框在一些較早的車型上出現(xiàn)，成型工藝簡單，但是裝配誤差不容易控制。 滾壓窗框（如圖 所示）的滾壓截面較為復(fù)雜，而且歐美日德的結(jié)構(gòu)各不相同，如很多日系車沒有 belt pnl，即窗框加強板，前后兩個腳沒有加強板連接，剛度和安全性都不太好；歐美系車大多數(shù)車窗框都帶有加強板窗框。 滾壓窗框一般要經(jīng)過滾 壓、拉彎或扭彎、沖切、點焊或氬弧焊（焊接總成）。一般后門獨立窗框的滾壓件較難，因為大多數(shù)車型在 C 柱有很大的彎曲弧度，超過 90 度，有的是分成兩件滾彎，再焊接，容易造成焊接面的面差，批量生產(chǎn)難以滿足；有的是一道彎曲，但是受材料流動和成型工藝控制影響，會有縮頸或擴口，修整調(diào)整模具也很難解決問題，除非更改造型或更換材料。 16 (a) 窗框（滾壓） (b) 玻璃導(dǎo)槽 圖 滾壓窗框 車門機能件 車門機能件包括車門鎖、車門外手柄、車門內(nèi)手柄、車門玻璃、玻璃升降器、車門限位器、車門鉸鏈等。 1)車門鎖 一個完整的汽車門鎖系統(tǒng)必須能實現(xiàn)內(nèi)開啟、外開啟、內(nèi)鎖止保險、外鎖止保險及鎖緊車門的功能，因此汽車門鎖是 一個結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能要求多的組合系統(tǒng)。門鎖看成是由多個構(gòu)件組成的運動鏈系統(tǒng)，應(yīng)用機構(gòu)運動簡圖測繪法畫出在鎖緊狀態(tài)的機構(gòu)運動簡圖，如圖所示，從而為機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析及力分析提供依據(jù)。 17 從圖 ： (1) 鎖緊機構(gòu)部分，即圖中鎖鉤 擋塊兒組成的機構(gòu)，當(dāng)關(guān)閉車門時，鎖鉤從擋塊兒的開口方向進入帶動鎖鉤擺動至圖示的嚙合狀態(tài)，實現(xiàn)鎖緊動作； (2) 外開啟機構(gòu)部分為外拉式手柄，是一鉸鏈四桿機構(gòu)，原動件 是外開啟手柄； (3) 內(nèi)開啟機構(gòu)部分，由構(gòu)件 11等機架組成，為一空間四桿機構(gòu)，內(nèi)開啟手柄與擺桿的運動處在兩個相互垂直的平面內(nèi)，原動件是內(nèi)開啟手柄。 門鎖是重要的安全件。由兩個零件構(gòu)成，一個零件固定在車門上，另一個零件固定在車身上，通過門閂阻止車門向外打開，通過簡單的杠桿運動或壓撳按鈕的動作將它們脫開。門鎖作為汽車車身上使用最頻繁的部件之一，具有功能性和裝飾性的雙重作用。隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對門鎖的安全性、輕便性、車門關(guān)閉和開啟無聲、美觀等方面不斷提出新的更高的要求，促使大量新型門鎖產(chǎn)生，如圖 所示。 外開啟機構(gòu) 鎖體機構(gòu) 內(nèi)開啟機構(gòu) 鎖緊機構(gòu) 圖 門鎖系統(tǒng)組成原理框圖 圖 鉤簧鎖結(jié)構(gòu)圖 18 圖 車門鎖系統(tǒng) 車門鎖的基本作用有兩點：其一是栓緊作用。門鎖必須工作可靠，在正常關(guān)閉車門后，除非轉(zhuǎn)動或拉車門手柄，以及按鈕等正常操作，否則用其它外力不能打開車門，因而在汽車行駛時不會因振動和沖擊使車門打開。其二是防止外人侵入的鎖緊作用。 車門鎖的性能要求： 1)易于制造，成本低； 2)車門開啟與關(guān)閉 輕便、靈活； 3)磨損小， 保證足夠的使用壽命； 4)工作可靠，門鎖必須可靠地將車門鎖緊，在汽車行駛時車門不允許自動打開； 5)操縱內(nèi)、外手柄時車門能輕便 打開； 6)設(shè)有鎖止機構(gòu)。當(dāng)鎖 止時，如按下鎖鈕或外手柄處于鎖止?fàn)顟B(tài)時，搬動車門內(nèi)、外手柄，不能打開車門。在車外只有使用鑰匙才能打開車門，在車內(nèi)只有先拉起鎖止按鈕才能打開車門； 7)當(dāng)車門開著，鎖止按鈕按下時，此時關(guān)閉車門撞動鎖爪，即可通過聯(lián)動桿來解除鎖止?fàn)顟B(tài)，同時可以防止由于鑰匙遺忘在車內(nèi)而打不開車門； 8)當(dāng)車門處于全鎖緊狀態(tài)時，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 ； 根據(jù)車門鎖的結(jié)構(gòu)類型，門鎖按其結(jié)構(gòu)大致可分為舌式、棘輪式和凸輪式。舌式鎖結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，易于制造，對車門 的安裝精度要求低，常見于載荷汽車和大客車，如 CA1 EQ1 NJ130 等。但由于彈簧力大，操縱笨重，不能承受縱向載荷，僅能承受開門方向的載荷，故現(xiàn)已在汽車上淘汰。 棘輪式門鎖的特點是鎖內(nèi)有一套制楔機構(gòu)，它由鎖鉤 (棘爪 )、棘輪組成。按門腔外部的鎖拴與門柱上的擋塊形式不同，又可分為轉(zhuǎn)子鎖和卡板鎖。在選擇門鎖時，應(yīng) 19 考慮新車型及使用條件，對于輕型客車，一般在較好的路面上行駛，并且制造條件也較好，故可選用操縱輕便的轉(zhuǎn)子鎖和卡板鎖。對于越野車，主要是在不平路面上行駛，道路條件不好，主要考慮可靠性，可選卡板鎖。對于 載貨車，除了滿足門鎖的一般要求外，應(yīng)選用工藝簡單，成本低的結(jié)構(gòu) 。 2)車門內(nèi)外手柄 外手柄有旋轉(zhuǎn)式、掀拉式、按鈕式、手摳式等。旋轉(zhuǎn)式外手柄結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，但手柄易歪斜，脫落，影響汽車外形美觀。按鈕式外手柄結(jié)構(gòu)可靠，零件數(shù)稍多，同時當(dāng)車門鎖開啟力大時，手指明顯有開啟沉重感。掀拉式外手柄平時隱藏在車門外板內(nèi)，不易被碰壞，但轉(zhuǎn)軸易壞。手摳式外手柄是近年來出現(xiàn)的新款式，可以安裝的與外板齊平，使其不產(chǎn)生危險性，也有利于減小空氣阻力，如圖 所示。門鎖的內(nèi)手柄有旋轉(zhuǎn)式、掀拉式、按鈕式和手摳式。從安全考慮，最好 內(nèi)手柄布置在車門內(nèi)飾里或扶手下面不易碰到的位置。手摳式內(nèi)手柄就是凹進車門內(nèi)板之內(nèi)而與內(nèi)飾板平齊，外觀漂亮，不會碰開車門，安全可靠，如圖 所示。 圖 掀拉式車門外手柄 圖 手摳式車門內(nèi)手柄 3)車門玻璃 目前幾乎所有車門玻璃都采用鋼化曲面玻璃。曲面玻璃在轎車上得到了廣泛的應(yīng) 20 用，曲面玻璃可以有效的利用車內(nèi)空間，減少車門厚度，并且外形美觀，使車身更趨于流線型，車室內(nèi)的寬度也有所增大。但曲面玻璃在制造上有一定的難度，并且在升過程中容易發(fā)生卡滯，一般將曲面玻璃的球面弦高控制在 4mm 以下。 轎車車門玻璃面主要分為五種類型： a)圓柱面玻璃 ——這種玻璃生產(chǎn)的工藝比較簡單，但是對整車的造型美觀方面影響 較大，不夠美觀； b)斜圓柱玻璃 ——在布置玻璃圓斷面方向時盡可能與玻璃導(dǎo)槽的方向 保持 一致，導(dǎo)槽的模擬就是一個 圓弧 ，玻璃的升降 過程 比較順暢 ，運行流暢； c)圓環(huán)面玻璃 ——這種玻璃的滑槽的設(shè)計相對比較簡單一些，因為切出來的曲 線的曲率變化相對較小 ， 所以運行簡單； d)啤酒桶面玻璃 ——很多玻璃均采用這種形式，相對于 b)和 c)，玻璃的生產(chǎn) 工 藝相對復(fù)雜 很多 ，但 能提升車體的美觀； e)任意的 A 面 ——對于這種 曲面的玻璃，主要就是去近似擬合一下滑槽，只要滿足相應(yīng)的要求就好了，但是自由曲面玻璃在制造上有一定的難度，并且在降過程中容易發(fā)生卡住現(xiàn)象。 車門玻璃（如圖 所示）的形狀、大小、位置的確定是順利實現(xiàn)玻璃升降布置的前提，也是車門布置的重要內(nèi)容。玻璃形狀和窗口處造型形狀及窗框結(jié)構(gòu)密切相關(guān)確定時應(yīng)本著盡量逼近外形的原則，并保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升降。逼近外形是指車門玻璃的大小、形狀與車身造型所要求的窗口一致，并盡量使玻璃外表面與車身外表面貼近。首先玻璃中心線的曲率和趨勢應(yīng)逼近外表面線，其次是保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升降， 玻璃前后兩邊導(dǎo)軌平行且具有足夠的導(dǎo)向段，并要求導(dǎo)軌的曲率保持不變。 傳統(tǒng)的柱面汽車車門玻璃（調(diào)質(zhì)玻璃，曲率 R=1210 mm）配合柱面導(dǎo)軌，其導(dǎo)軌為單一半徑圓弧，前后導(dǎo)軌為柱面上的等距線；其設(shè)計簡單，運動校核方便。 圖 車門玻璃 21 4)車門玻 璃升降器 在車門及其附件設(shè)計中，車門玻璃及玻璃升降器是占有空間最大的部件，也是最重要的一個子系統(tǒng)。玻璃升降器的功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降，門窗能隨時并順利的開啟和關(guān)閉。它有著本身獨立的運動機構(gòu)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。玻璃升降器主要有驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、止動機構(gòu)、平衡機構(gòu)等幾大部分組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同，升降器可以分為繩輪式 ， 軟軸式 ， 叉臂式（如圖 所示）。 a)繩輪式 由開關(guān)控制直流電動機極性，使其做正反向旋轉(zhuǎn)帶動機構(gòu)做上下運動，通過中間 各傳動裝置起到升降玻璃的作用 。 特點；重量輕，噪音小，設(shè)計也相對簡單，制 作容易，同時還有多種滑道進行選 擇 .使用廣泛 ,大眾多款汽車使用此裝置。 b)叉臂式 由開關(guān)改變直流微電機極性，由電機傳動軸上的小齒輪帶動長臂上的扇形齒輪在一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而改變長臂與短臂的夾角，起到升降玻璃的作用。 特點；適用于負(fù)載較大的車門玻璃，相對來說成本較低，豐田汽車多種車型應(yīng)用此設(shè)計。 c)軟軸式 由開關(guān)控制直流電動機極性使其正反向旋轉(zhuǎn)帶動機構(gòu)做上下運動，再通過中間傳動結(jié)構(gòu)帶動螺旋形鋼絲軟軸，使其帶動玻璃上下運動，起到 升降玻璃的效果。 特點；雖然結(jié)構(gòu)簡單，但制作工藝較復(fù)雜，大型車應(yīng)用較多。 玻璃升降器是車門上主要附件之一，它帶動玻璃上下運動占據(jù)門內(nèi)大量空間，在選擇玻璃升降器時應(yīng)考慮以下因素：車門造型特點、車窗開口大小、玻璃形狀和安裝方式等。大致有以下幾種類型：繩輪式、齒輪叉臂式、齒輪式和軟軸式等。 本設(shè)計采用齒輪交叉臂式玻璃升降器，如圖 。 其 結(jié)構(gòu) 優(yōu)點是 比較 堅固、使用壽命 相對較 長，運行穩(wěn)定（雙玻璃導(dǎo)軌設(shè)計）， 缺點是 噪音相對較大。 圖 齒輪交叉臂式 22 5)限位器 車門限位器是車門運動開啟與關(guān)閉過程中的定位裝置，同樣是不可忽視的部件。設(shè)計風(fēng)格的不一致，限位器的結(jié)構(gòu)型式也分為兩類，一類拉桿式限位器（傳統(tǒng)形式）是一個獨立的限位系統(tǒng)，由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低得到廣泛應(yīng)用，一般轎車上都使用此類，如圖 所示；另一類是凸輪機構(gòu)式限位器，限位器是與鉸鏈合在一起的，凸輪機構(gòu)式限位器可以更好的解決檔位不清，較易滿足力矩要求和開啟角度要求，以及實現(xiàn)關(guān)門力 的要求，而這種限位器的成本也自然高出很多。 兩種類型限位器的作用都是一樣的。限位器具有以下功用： a)保護車門前邊框，防止與車身板金接觸； b)實現(xiàn)一定角度區(qū)域內(nèi)的自動開啟定位與自動關(guān)閉車門； c)刮風(fēng)天，特別是車輛順風(fēng)開門時，它能保護車門，限制到一定程度、而不被損壞。 圖 拉桿式限位器 車門的開度限位器用以限制車門的最大開度，防止車門外板與車體相碰，還必須能使車門停留在最大開度，起著防止車門自動關(guān)閉的作用。目前應(yīng)用的限位器類型有兩種：拉 桿式限位器（傳統(tǒng)形式）和凸輪機構(gòu)式限位器（與鉸鏈一體）。本設(shè)計采用拉帶式限位器，由于彈簧力作用，滾輪壓在限位桿，當(dāng)門的開度到滾輪被拉過限位桿上的凸起時，由于限位桿端頭的橡膠緩沖塊與限位盒殼相碰而使門限制在最大開度。 圖 限位器結(jié)構(gòu)圖 23 限位器的具體結(jié)構(gòu)尺寸：限位拉桿長 280 mm、寬 12 mm、厚 10 mm，滾輪 D=15 mm2。 限位器的拉伸強度校核 由于限位拉桿圓孔對桿的截面面積的削弱，所以要對桿進行拉斷校核。為此，先將拉桿端部截開，在截開的截面上有拉應(yīng)力 σ，假定它是均勻分布的，其合力為 N1，由平衡條件可知： N1 = P 根據(jù)軸向拉伸強度校核公式： ][1 ?? ?? AN （ 38） 式中 A 是被切開桿的橫截面積的凈面積，為 )( dbA ??? （ 39） 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得： MPdb PAN 3 3 0][2 5 010)812(10 1 0 0)( 61 ?????????? ? ??? （ 310） 故所設(shè)計的限位桿滿足拉伸強度要求。 6)車門鉸鏈 車門鉸鏈主要包括固定部分 (即鉸鏈座，固定在門框上 )、活動部分 (安裝在車門上 )和鉸鏈軸。從結(jié)構(gòu)型式上區(qū)分，車門鉸鏈一般可以分為明鉸鏈和暗鉸鏈。 a)明鉸鏈 ——明鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸心在車身外表面的外面。 優(yōu)點：為結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；體積小、重量輕；調(diào)整車門和鉸鏈拆裝容易。 缺點：鉸鏈暴露在外，增大了風(fēng)阻系數(shù)；影響車的美觀，易刮碰。明鉸鏈在卡車、吉普車、軍車上都有應(yīng)用。 b)暗鉸鏈 ——暗鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸心在車身外表面的里面。 優(yōu)點：是結(jié)構(gòu)堅固，連接可靠，車門不易下沉；鉸鏈不外露，不破壞車身側(cè)面造型。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大、重 量重、安裝調(diào)整不方便。轎車的車門鉸鏈出于美觀和空氣動力學(xué)的要求，都采用暗鉸鏈。 暗鉸鏈又有臂式和合頁式之分。臂式鉸鏈的鉸鏈軸安裝在門柱上，要求門柱粗大，優(yōu)點是開門時車門外移，發(fā)生干涉的可能性小。合頁式鉸鏈的鉸鏈軸安裝在門柱之外，與臂式鉸鏈相比，具有質(zhì)量