车门控制

车门控制（精选10篇）

车门控制 篇1

引言

汽车,尤其是乘用车,对于整车密封性有严格的要求。整车密封性差将导致汽车出现漏水、漏灰、风噪等问题。其中,漏水问题仍是影响各乘用车汽车制造厂过程质量的主要问题。图1是某整车工厂四个月、三款车型淋雨测试合格率表现,根据该厂的日平均产量1000来计算,工厂的日平均漏水车辆的返修数量达到50辆,对生产运行带来了巨大的压力。

通过细致地对漏水位置进行观察与研究,80%以上的漏水问题集中在车门。因此对车门漏水的控制特性进行分析,某车漏水位置排列如图2所示,708件发生在C柱漏水,研究制定改进与控制方法是减少漏水、提升整车密封性的重要研究内容。

1 车门密封的原理

乘用车车门的密封均通过密封胶条与门内板或侧围接触、挤压胶条实现密封,根据位置的不同采用的胶条结构与密封结构稍有不同[1]。

大多数旋转式结构的前后侧门采用两道胶条密封形式:一是主密封,工艺是通过将胶条装配到门内板上,关门后胶条与侧围产生挤压形成密封;二是次密封,通过将胶条装配在侧围翻边上,关门后胶条与门内板产生挤压形成密封。结构示意见图3。

尾门一般采取的是一道密封的结构,胶条与门配合的机构与前后侧门次密封结构基本相同[2]。

2 漏水模式

对于漏水问题分析的第一步也是关键一步是对漏水模式、漏水路径的查找。通过大量对漏水故障车的分析,总结典型的漏水模式主要有两种:1)水从胶条与压紧面的间隙进入车内,即图4、图5中的路径A;2)水从胶条与安装面的间隙进入车内,即图4、图5中的路径B。

3 密封胶条的质量控制要点

车门密封胶条作为车门密封的关键零件,因其使用中应力在不断变化,也称动态密封胶。按密封条的材料、结构划分,车门密封胶条一般采用密实胶和海绵胶复合密封胶及密实胶-骨架单元和海绵胶三复合密封胶条,其中主密封胶条为密实胶和海绵胶复合密封胶,次密封胶条为密实胶-骨架单元和海绵胶三复合密封胶条,由于其结构及密封原理的差异,质量控制的要点也有所不同。

3.1 主密封胶条的质量控制要点

主密封胶条,与车门配合的不同位置采用不同的连接方式,主要有两种连接方式:1、通过尼龙扣钉装配到门内板孔内实现胶条与门内板连接,见图7;2、通过型面与型面配合实现卡紧,见图8。

3.2 主密封胶条的控制要点

(1)断面尺寸

胶条的断面尺寸对车门密封的作用至关重要,根据整车工厂的大量漏水问题分析初步估计约有40%-50%的胶条漏水问题是由于断面的不合格引起的,因此在胶条的生产过程及后续的检验中都应重点关注胶条断点的符合性[3]。影响胶条断面的常见原因有:(1)挤出孔模磨损;(2)成型滚轮位置偏移;(3)硫化时间及温度不合理;(4)半成品堆放方式不合理;(5)成品包装料架不合理。胶条断面符合性的检验方法:通过将断面投影进行10倍放大后与标准进行对比,通常我们称之为十倍放大图检测,见图9。

值得一提的是,大家往往更关注与泡管的断面尺寸是否超标,但在乘用车的漏水问题解决中我们发现ABC三处的角度、厚度及拐点的差异对漏水有重要的影响,见图10。

(2)胶条泡管的压缩负荷

胶条泡管的压缩负荷直接影响门关闭后胶条与钣金间的压紧力,压缩负荷过低将导致漏水[4]。反之,压缩负荷过高将导致关门力过大,因此压缩负荷的控制要严格按照控制要求执行。图11是某车型的主密封胶条断面的典型压缩曲线。

(3)尼龙扣钉的安装位置

在前面已经提到,主密封的下部一般通过尼龙扣钉将胶条与门内板连接,并通过密封唇边与门内板的配合实现安装面的防水。

图12及表1是某车型后侧门漏水故障车的胶条尼龙扣钉的间距测量值,故障件在超标的区段胶条比车门孔距长,胶条出现翘起不贴合的情况,水从这些区域进入到车内。

由于尼龙扣钉的安装间距普遍为非等距设计,因此加工胶条安装孔的工艺大多数采用手工打孔的方式,精度较差,因此需特别关注孔距的控制及检验。

3.2 次密封胶条尾门胶条的质量控制要点

(1)断面尺寸

对于次密封胶条,断面尺寸的重要性在前面已经提到,此处不再赘述,需要重点说明的是AB处的胶条角度、厚度及拐点对漏水问题起到至关重要的作用,见图13。

(2)插入力及保持力

与主密封胶条不同的是,次密封胶条由于其与门翻边连接的方式是通过骨架与密封唇边将车身翻边钣金进行夹紧[5]。因此,还需关注胶条的插入力和保持力,即装配过程的反作用力和保持拔出过程的拉紧力,插入力过大会导致胶条难装配到位,保持力过小将导致装配面配合不良致进水。表14是某胶条生产厂家对某密封条插入力和保持力的试验报告。

4 白车身的质量控制要点

与密封胶条紧密配合的白车身作为密封的关键件,其重要性不言而喻。对于白车身的质量控制要求本文只对整车工厂最常发生问题的几项要点进行阐述。

4.1 门内间隙

门内间隙即关门后对胶条泡管进行挤压的安装面到压紧面的间距。对于前后侧门,门内间隙有主密封面内间隙及次密封面内间隙。

由于内间隙的控制涉及到门、侧围型面、铰链孔位置、门盖调整等多因素的影响,制造的变差因素多;且无法实现快速的检测,大多数整车厂均采用抽检的方式;因此,内间隙超差占漏水的因素比例较大。控制好内间隙是提升车门密封性的重要内容。

4.2 翻边内外板错位、高度差、内外板离空

对于次密封及尾门密封,白车身的翻边尺寸是主要的控制要点,常见的故障模式及控制要求为:1、内外板错位:一般的设计状态要求翻边位置外板应长出内板1~1.5mm,实际控制中我们要求外板应不低于内板。2、不同位置翻边存在高度差,一般要求高度差不应大于2mm,具体还需要根据胶条断面设计时翻边的顶部到骨架预留的间隙而定。3、内外板离空,由于钣金型面、焊接及涂胶的影响,内外板出现离空导致漏水的情况较多,一般要求离空量不大于1mm,具体位置还需根据胶条骨架的设计宽度进行定义。

5 结束语

综上所述,乘用车车门密封的形成是一个复杂的过程,所涉及的工艺繁多、过程制造变差因素复杂,因此要对所有相关的质量控制特性进行严格地控制。任何一个环节的失控均会导致漏水问题的发生,对具体控制特性的控制方法目前还是整车工厂不断摸索的重要方向。

参考文献

[1]徐建.汽车橡胶密封条的挤出工艺[J].世界橡胶工业,2006,11.

[2]燕来荣.车用密封胶条的产品与技术详解[J].现代橡胶技术.2012,01.

[3]陈海燕.汽车橡胶密封条技术概述[J].橡胶工业.2003,01.

[4]杜克强.张海华.车门密封胶条漏水因素以及解决方法[J].装备制造技术.2013,11期.

[5]莫记燕.某车型后门框胶条和后侧窗玻璃质量改进[J].企业科技与发展.2011,9.

掀起你的车门来！ 篇2

是的，一辆车门向上掀起的汽车会使人不由自主联想到豪华、稀有等名词，也是车主个性的彰显。所以，这期我想和大家讨论在汽车历史上所出现的各种与众不同的车门开启方式。

剪刀式

一提到向上开启的车门，相信大家最先能想到的便是“兰博基尼/ Lamborghini”跑车了。“兰博基尼”的剪刀式车门确实给人留下了深刻的印象，之所以称为“剪刀式”车门，就是因为其车门是竖直向上打开的，像一把剪刀一样，所以得此“剪刀门”之名。

“兰博基尼”的剪刀式车门最早是在其旗下生产的经典车型“康塔什/ Countach”上实现批量生产的。“康塔什”是兰博基尼公司最具代表性的车型之一，也是当年与法拉利在跑车市场竞争抗衡的重型武器。车子由“博通/ Bertone”公司的才子“马赛罗·甘迪尼/ Marcello Gandini”设计完成。其向上掀起的车门在当年可以说是最为招眼的一个设计重点，从“康塔什”最初的型号“LP400”一直沿用到“康塔什”最终的型号“25th Anniversary/25周年纪念版”。另外，极为成功的“康塔什”车型接班人——在上世纪90年代面世的“魔鬼/ Diablo”车型，其外形设计也同样是由奇才“马赛罗·甘迪尼”完成，所以其著名的“剪刀式”车门也名正言顺地得到了延续，从而也逐渐演变成了“兰博基尼”这个品牌的代名词。与此同时，“兰博基尼”也对于其与众不同的“剪刀式”车门极为自豪，乃至在此以后面世的所有安装有V12发动机型号的“兰博基尼”跑车全部采用了“剪刀式”车门这项设计，包括“魔鬼”车型的接班人“蝙蝠/ Murcielago”，以及现在正在生产的“大牛”——“Aventador LP700”。

在垂直向上开启式“剪刀门”的基础上，也演变出了另一种开启时偏带角度的车门。这种车门在开启时，会带有稍微偏向外侧的角度向上掀起，以进一步方便车主与乘客的出入。采用带有这种角度的剪刀式车门其典型的车型便是著名跑车品牌“世爵/Spyker”所生产的车型了，包括C8与 C12 车型。

呈45度夹角向前开启式

“呈45度夹角向前开启式”，一个听起来好繁琐的名字。呵呵，其实这也是对于这种车门开启方式做出了最好的阐述。这种车门设计最早起源于赛车，其车门大都有两个连接杆，其中一个是连接在车子的A柱上的，所以在车门打开时，整个车门会向前方成45度角往上掀起。如果这样说您还是有点迷惑的话，那我就以一部最典型的车型举个例子好了，那就是上世纪90年代以最高速而著称的“迈凯轮F1”超级跑车！抛去其最高速、最快提速、用料最考究和售价最昂贵的特点不提，单是其特别的车门开启方式已经能够瞬间吸引到人们的眼球。在21世纪的今天，当“朗恩·丹尼斯/Ron Dennis”决定再次生产新款的“迈凯轮”跑车时，依旧坚持采用这种独特的车门开启方式，而这也就是新款“迈凯轮MP4-12C”跑车所采用的车门开启方式。

自从上世纪“迈凯轮F1”的诞生，各汽车生产厂家也都看到了这种车门的实用性。其车门的大幅度开启，不但能使乘客进出车厢更加方便，而车子看起来也更酷！这促使了各个厂家都开始争相拷贝这种设计。跑车巨头法拉利也将这种设计应用在了当代其旗下所生产的最稀有最快速的跑车“恩佐/ Enzo”之上。除此之外，另外几款采用了这种车门开启方式的车型还包括有：“萨伦/ Saleen S7”，以及“奔驰SLR”等等超级跑车。

鸥翼式车门

“鸥翼式”车门可能是汽车设计历史上最重要的设计元素之一，其最著名的体现便是上世纪60年代由“梅赛德斯-奔驰/Mercedes-Benz”公司所生产的“300SL”车型，而这部车也被绝大部分车迷称为“鸥翼”。顾名思义，这种车门就是由车身两侧向车顶展开。在完全打开时，两侧车门就好像海鸥的一对翅膀，因而得“鸥翼”之名，也寓意着展翅飞翔。

上世纪60年代的“300SL”车型取得了空前成功，而其中的一部分原因就要归功于这种独特的车门设计。这种“鸥翼”式车门一直在车迷们的脑海中留下了深深的印记。如此成功，乃至于奔驰公司在旗下所生产的新款跑车“SLS”上，再次采用了这种“鸥翼”式的车门，来表示对一代经典车型“300SL”的尊敬，也唤起了人们对于其前辈“300SL”车型的回忆。除了著名的“300SL”车型之外，一些别的品牌的车型也采用了这种独特的车门开启方式，例如“德劳瑞恩/DMC-12”，以及“布瑞克林/Bricklin SV-1”等等。

自杀式车门

看到标题后可千万不要被它吓到，“自杀”式车门其实指的就是车门由前向后打开的方式。这种方式恰恰与普通的由后往前的车门打开方式相反，这种设计的车门大部分都是应用在早年一些古董车上，例如“捷豹/Jaguar”，以及“劳斯莱斯/Rolls-Royce”等等。这种设计的车门曾被指责有太多的危险之处，例如有时在高速行驶时会被风吹开，又例如乘客在出入车子时被后面的车子撞到车门而卡到车门与车身之间等危险因素，所以这种设计逐渐地退出了汽车设计的历史舞台。新式车子就较少采用这种设计了，除了新款“劳斯莱斯”之外。“R-R”旗下的新款汽车又重新采用了“自杀式”车门这种复古的设计元素，唤醒了人们对于上世纪早期“劳斯莱斯”车型的回忆。

整体掀起式车门

除了以上介绍的种种奇特车门开启方式之外，其实还有许多更为少见的车门开启方式。例如1969年由“霍顿/Holden”公司生产的“飓风/Hurricane”型概念车，这款车并没有车门，所以当驾驶员进出车子的时候，整个前挡风玻璃连带车顶会一起升起，十分之奇特！同样类似的设计也包括了许多的迷你小型汽车，例如“宝马依赛塔/BMW Isetta”，以及德国著名的“梅塞施密特/ Messerschmitt”微型小车。

由不同车门的开启方式，我们可以看到在不同时代背景下汽车外形设计的飞跃，也能使爱车的人更有兴趣去翻阅汽车设计的历史。而对于普通的人们来说，一辆汽车有着与众不同的开启方式，也是一处赏心悦目的美景。在车门向上掀起的那一刻，你的心也就被占据了。好吧，我要继续做我在文章开头时的美梦了。朋友们，我们下期见！

谭虎

哥伦比亚理工学院毕业， 北美资深汽车工程师与爱好者。拥有超过20年汽车书籍、杂志、模型、赛车零件等一切与汽车有关物品的收藏。 现藏有中外汽车相关书籍上万册， 并逐渐形成了对汽车文化独到的见解。

车门控制 篇3

随着时代的进步,各种现代化技术迅速发展,公交票务系统的廉价、乘客可以随时享用免费的无线WIFI以及公交专线的出台,进而受到了广大民众的青睐。

城市的发展速度早已超出最初建设者的构想。城市道路交通网遭受到了严峻的考验,此时,大力推动“公交优先”是必然的趋势,每天公交车的人满为患,车内还堵得水泄不通的现状导致了新的问题出现。乘客下车经常会出现被门夹的现状屡屡发生,这问题大部分并不是公交司机的失误而是公交系统设计的缘故使得这一现象屡次发生。

总体设计

本文采用三菱FX系列PLC(FX2N-48MR-D)与欧姆龙E3NC-S型光电传感器结合公共汽车自带气路系统进行对公交车门的安全控制设计。门上配备有从上至下3个光电传感器,当传感器未检测到物体,公交车门运转正常;当光电传感器检测到物体时,通过PLC使得气路断开,从而公交车门保持在打开状态,并且装载的蜂鸣器伴随鸣叫声,直到传感器检测不到被测物公交门关闭,如图1所示。

程序控制

该系统由三菱公司FXGP-WIN编程软件进行编程,首先进行I/O地址分配,如表1所示。

绘制梯形图,先打开编程软件,点击“新建”图标,选择“FX2N FX2NC”进行程序的绘制,详细程序见图2。

结束语

车门控制 篇4

关键词：汽车车门；密封条；系统结构；功能研究

汽车的封条能够让汽车的结构更加紧密，这是一种使用大量橡胶的部位，封条作用在门窗以及前后盖之间部位之中，主要功能是为了减震和隔音，有时也会起到密封的作用。在密封封条的作用下，汽车的舒适性和安全性得到了提升，一辆汽车中所使用的密封条大约需要20公斤左右，基于此，本文对汽车车门密封条系统的结构与功能进行分析和研究。

1 汽车车门中所涉及到的密封系统与材料的分析

汽车的整个车身位置都需要密封条，并且主要处于四周位置上，常见的位置是汽车的玻璃和门框上。经过本文作者的调查和研究，车门的密封条材料和位置可以有以下几点结论：

首先，汽车的玻璃导槽，需要在汽车的玻璃四周以及钣金的接触面上进行安置，材料为EPDM和TPE。

其次，内水切。主要位置是门内部和玻璃的接触面，主要使用的材料是EPDM；外水切，位置为门外板和玻璃的接触面，主要材料是EPDM[1]。

最后，门密封条，位置为门钣金周边以及车身的接触带，材料是EPDM；门槛条，位置为车门以及门槛的密封处，材料为EPDM。汽车密封条经常使用到的橡胶材料为三元乙丙橡胶，简称为EPDM，还有热塑性弹性体，简称为TPE。三元乙丙橡胶在汽车密封材料中使用比较广泛，这种材料一般是由乙烯、丙烯单体以及一些二烯径混合而成的。因此物理特性为耐热、对臭氧也有承受力、耐紫外线性强，并且在压缩以及永久变形方面有一定的特殊性。这成为生产密封条的最主要材料。热塑性弹性体，具有塑料和橡胶的双重特点，也节省了硫化的工序，这样，在断面控制上会体现更加精确的特点。此种材料在性能上具有加工便捷的特点，在条件允许的情况下，还能够回收利用，没有太高的污染和消耗。

2 车门位置上的密封结构以及密封功能分析

车门是汽车的重要位置，但是不同类型的汽车，其车门密封条的结构不同。本文所研究的是根据某品牌车型的典型结构，对车门密封系统的结构以及功能进行分析。

2.1 玻璃导槽的分析和研究

玻璃导槽的密封主要是在车门的玻璃周围位置上，紧紧地贴合在金属玻璃之上，与车门玻璃之间没有过多的缝隙，主要是依靠唇边的变形来对玻璃导轨进行作用，进而发生让玻璃的移动更加平滑。玻璃导槽在汽车中的主要作用就是引导，引导车门玻璃的升降，同时兼顾有防水防尘以及防噪声的作用。在汽车玻璃导槽的设计过程中，需要做好适当的密封以及滑动分析，若是密封不够紧密，那么所造成的后果就是汽车移动的过程中，玻璃发生晃动，甚至产生漏水现象，但是密封的紧实程度需要掌控在一定的范围内，不能过度，需要保持在一定的范围之内，否则汽车玻璃很难进行升降，阻滞性较强。要使玻璃导槽正常工作，减少因为摩擦力不正确而产生的偏移现象，在设计的过程中需要把唇边做好内外的校对，平衡玻璃内外的支撑力[2]。

2.2 内水切的分析和研究

内水切主要的位置是在汽车车门的内部，以用来隔离水分、尘埃以及噪声等等。内水切的密封条和车门装配过程中一定要做好牢靠工作，因此无论是尺寸还是材料方面都有一定的要求。汽车的内水切以及车门的钣金和玻璃之间会有不同程度的接触，那么设计人员在设计的过程中就需要考虑到这几种材料的受力情况以及相互之间的结构特点。节水切和玻璃的交界处需要有植绒的介入，这样做的目的是为了增加耐磨性，然后在内水切和钣金的交界位置处设计好唇边，以免出现钣金脱出的现象；内饰和内水切的接触位置上还要设计好沟槽，这样是为了进一步加强连接的程度[3]。

2.3 汽车的外水切分析

外水切的主要位置是在汽车车门以及车窗的外侧位置上，那么使用密封条，对车门进行安装的过程中必须做到牢固和可靠。在密封条的位置上和车窗玻璃之间需要在表面质量以及外观面方面做好材料尺寸以及材料外观质量等方面的衡量，汽车要做到安全舒适，这些方面都具有较高的要求。外水切和内水切相对比，结构上相对没有那么复杂，并且在和玻璃相交界的位置上本身就存在植绒，不像内水切需要单独设置。外水切和钣金接触的位置上会有唇边以及金属骨架的构成，以此增加外水切和钣金接触过程中的紧固性。因为外水切是汽车的一种外观条件，因此可以使用一些亮条来装饰，增强汽车外水切的美观效果[4]。

2.4 对汽车密封封条的分析

门密封条主要是在车门的前后位置上进行安装，在嵌接过程中，封条与钉要和汽车车门的下部凸起部分以及侧面做好连接，关门的过程中，让海绵胶唇因为受到压迫而产生变形，这样才能不断的迎合汽车后门下部和侧面与车框之间的密封，一般情况下，将这一工序叫做头道。这种产品在断面、接头以及扣钉和孔间的距离会有偏差感，因此对外观也有比较高的要求。车门的密封条断面非常容易，一般只要把扣钉在车门上进行固定就可以，关门过程中，唇边变形起到密封作用，在经过开关弹性变形以后，才能恢复最佳能力。

3 结束语

综上所述，本文对车门密封条中所涉及到的各个部门进行了分析和研究，尤其是对玻璃导槽以及内水切、外水切、车门等部分，在汽车的构造和设计过程中，无论是钣金或者其他制造都需要考虑到具体的功能和断面结构，这样才能在生产过程中起到一定的牢固作用，保障汽车的安全，进而增强汽车产业的经济效益与社会效益。

参考文献：

[1]戴元坎，关建民.CAE技术在汽车密封条结构优化中的应用[J].橡胶工业，2013，50（6）：354-356.

[2]蔡建华，刘伟华.汽车密封条在线喷涂技术[J].橡胶工业，2015，53（2）：95-98.

[3]王予刚.汽车密封条企业的营销管理研究[J].消费导刊，2015，12（9）：79.

车门控制 篇5

CAN总线最初是由德国Bosch公司提出的,是一种多主方式的串行通讯协议。随着汽车上的控制装置的增加,功能越来越复杂,传统的点对点通信方式带来汽车车身线束质量剧增、线路繁冗复杂等问题,CAN总线作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式,被广泛应用于车身控制系统中。LIN是专门为汽车开发的低成本串行通信网络。通常采用LIN总线作为CAN总线网络的扩充。在低速的车身控制条件下,与CAN总线相比,LIN总线控制方案成本较低,因为LIN硬件的实现是基于普通的串行通信接口,甚至在子节点中可以用普通的I/O口加上定时器进行模拟。另外,在LIN网络中只需要为主节点设置较高精度的时钟,从节点只需通过主节点发送的同步段就能获得位速率信息,这样一方面减少了高精度时钟数量,降低了成本[1];另一方面不需要仲裁,降低了软硬件设计的复杂度。采用 CAN/LIN混合网络,汽车结构设计可以更加灵活。

1 系统概述

系统的拓扑结构如图1所示,系统采用CAN总线和LIN总线相结合的混合网络,形成层次式和并列式混合的网络结构[2]。左前门、右前门、左后门、右后门四个车门节点组成并列式的CAN通讯网络,CAN总线可靠性好,实时性强,应用在控制功能比较复杂的场合,车门控制系统的主要功能是接收来自中控锁、玻璃升降器开关、车门锁等控制开关的信号,控制车窗、车灯、车门锁等执行器并记录其状态。由于左前门上的开关可以控制四个车门的车窗和车锁,功能比较复杂,将其作为控制节点,负责接收其他节点的状态信号并根据相应的状态给出控制信号。其他节点功能较简单,主要用来接收左前门发送的命令,对节点上的执行器进行驱动和状态反馈。LIN总线用于速度和可靠性要求不高的场合,连接后视镜、车内阅读灯、雨刷等从节点。LIN主节点由左前门节点来完成,与从节点进行数据传输,同时充当CAN和LIN网络连接的网关。

2 系统硬件设计

2.1 CAN节点和LIN节点设计

CAN节点采用飞思卡尔MC9S08DZ60单片机作为主控芯片,该芯片是基于HCS08内核的高度集成的高性能8位单片机,具有很强大电磁兼容性。其主要功能模块包括24路12bitA/D采样口;1路MSCAN模块兼容CAN协议2.0A/B;2路串行通信接口模块(SCI),支持LIN2.0协议;1路串行外围接口模块(SPI);2个定时器模块等,能完全满足系统的功能需求,且片上资源能够得到充分利用。以左前门为例,图2为主控芯片的硬件原理图。

对于LIN节点,由于左前门节点使用的MC9S08DZ60芯片的串行通信SCI模块支持LIN2.0协议,可以直接使用MC9S08DZ60作为LIN主节点控制器。从节点采用微芯的PIC16F886芯片作为控制器,PIC16F886带有增强型UART模块,支持LIN2.0协议,并能实现自动波特率检测和校准、接收到间隔字符时唤醒、13 位间隔字符发送等附加功能,简化了LIN总线系统的实现。

汽车的电池一般提供的电压为12V直流,而控制芯片的供电电压一般为5V直流,同时输入信号调理电路也需要5V的电压,因此需要进行电平转换[3]。采用LP2985-50稳压芯片提供稳定的5V电压。

2.2 CAN&LIN收发电路设计

CAN收发器集成了CAN协议中物理层的部分功能。采用TJA1040收发器,每个节点通过收发器物理连接到CAN总线线路,收发器能够驱动CAN总线所需的大电流,并具有对故障CAN或故障节点的电流保护。MC9S08DZ60单片机有一个MSCAN模块,用于控制CAN报文的收发处理,该模块用单片机外部的两个引脚,包括一个CANRX和一个CANTX引脚。在CAN总线上,CANTX输出的电平0表示显性,电平1表示隐性。

在每个LIN节点都采用TJA1020收发器作为LIN协议控制器与LIN物理总线之间的接口。TJA1020能支持最好至20 Kbps的波特率,具有很好的EMI特性,为LIN总线的从节点集成了终端电阻,具有睡眠模式,能有效减少功耗[4]。TJA1020与TJA1040收发电路如图2所示。主节点中MC9S08DZ60的SCI2模块中的TxD2和RxD2与从节点中PIC16F886的Tx与Rx分别连接到相应的TJA1020的TxD和RxD端,LIN总线的输出引脚通过一个内部的终端电阻被拉高。收发器在LIN总线的输入引脚检测数据流并通过引脚RXD发送到微处理器。

2.3 信号调理电路设计

车窗升降开关和后视镜控制开关的输出信号是模拟量,在开关内部不同档位对应不同大小的电阻,通过开关进行切换。在开关内部没有分压电阻,需要在输出信号端加入上拉电阻,将输出信号连接到的MCU管脚上拉。当开关没有动作时,A/D管脚采集到上拉电平;当开关有动作时,电阻分压得到相应的模拟电平。在A/D管脚处连接一个4.7 V的稳压管,减小电压波动,避免对MCU造成破坏。

车门锁接触开关信号是开关量信号,高电平为12 V,低电平为0 V,需要采用一个电平转换电路对开关量信号进行调理,否则电压值会超过I/O口能承受的最高电压。当开关没有按下时,输入为高电平,二极管和三极管都截止, I/O口的电平被拉低为低电平。当开关被按下时,输入为低电平,二极管和三极管导通,输出电平为高电平(5 V)。这样的转换电路减少了外部开关信号对内部微处理器系统的干扰。输入信号调理电路如图4所示。

2.4 系统执行器的驱动

系统所用的玻璃升降器电机的正常工作电流在10 A一下,约为3~5 A,考虑到其带动的玻璃重量、运动过程中遇到的阻力,峰值电流在15 A左右。由于单片机的输出功率不能直接驱动电机,因此需要采用专用的电动玻璃升降器驱动芯片VNH3ASP30-E[5]。使用VNH3ASP30-E的驱动电路如图5所示。

图5中来自MCU的控制信号有INA/INB、ENA/ENB以及PWM。两路输出分别用于控制车窗的上升和下降。VNH3ASP30-E内部集成了电流反馈电路,能够在CS管脚输出一个与输出电流成正比的反馈电流,反馈给MCU的信号为CS经低通滤波后的信号。MCU根据采样到的MCU值判断玻璃升降器的工作状态:正常运行、遇到阻力或堵转,可以进行防夹设计。

与车窗类似,车锁和后视镜的驱动采用L9949驱动芯片,该芯片通过SPI与MCU连接,获得控制字。LIN节点控制的车内阅读灯的功率为5 W,其驱动也选择高侧开关集成芯片VND5E050AK-E来完成。VNH3ASP30-E能提供的驱动电流可达30 A,驱动电压可达41 V;L9949的直流供电电源电压可达28 V,片内有一个最大输出电流为6A的全桥驱动电路;VND5E050AK-E最大瞬态供电电压为41 V,正常操作电压在4.5 V-28 V,最大输出电流为27 A,驱动电压、电流、功率完全能够满足系统需求。

3 系统软件设计

在CAN节点的程序中,首先对系统的时钟模块、A/D模块、TPM模块、MSCAN模块、SPI模块等进行初始化。程序进入循环主体检测各自节点的状态量、等待其他节点发送的CAN报文。对于检测到的开关输入信号,按照主节点的功能要求进行相关报文的逻辑组合,进行CAN报文的发送,如果有对LIN节点的控制,则进行LIN报文的发送[6]。对于其他节点发送的CAN报文采用中断接收方式,在中断程序中先根据相关报文的意义对标志位进行设置,退出中断后再根据标志位对节点的执行器进行驱动。

在LIN主节点和从节点的程序中,首先进行SCI端口一些标志位等参数的初始化。主节点在检测到开关状态变化时,向从节点发送报文头,依次发送间隔场、同步场和ID场,之后等待从节点响应数据的状态,接收到数据后相应地修改状态标志位。

从节点负责发布或者接听帧的应答,包括两个部分:检测同步间隔和同步场、帧处理。帧处理包括接收并分析帧ID,按照事先的设计,选择是发送应答、接收应答(为数据提供缓冲区)或者既不接收也不发送应答。这里采用主节点发送报文头并接收从节点的应答,从节点发送相应的状态信息的方式。从节点采用中断的方式来接收LIN报文并响应,PIC16F886有间隔场自动唤醒功能,只要检测到间隔场就会进入中断服务程序,因此将控制程序放入中断服务程序。根据接收到的帧ID判断是否接收报文,对室内灯、雨刷或后视镜进行控制,并将执行器的状态反馈到数据场中,发送给主节点[7]。程序流程图如图6所示。

4 结束语

本系统采用CAN/LIN混合网络,实现了以左前门为主的汽车车门控制系统,表明利用多种现场总线可以代替传统的控制方法,并且可以改善控制效果,提高控制系统的性能,同时也能有效地减少成本。本系统已经在实验台架上调试完成,可以可靠地完成控制功能。

参考文献

[1]汪淼,吴云,常安云.基于LIN总线的车身控制系统的应用研究[J].计算机工程与设计.2009,30(13):3094-3096.

[2]龚进峰,吴正,曹健,等.CAN/LIN混合网络在轿车车门控制系统中的应用[J].汽车工程,?2006,28(06):578-581

[3]张虹.基于LIN总线的车身电控系统设计[J].仪表技术与传感器,2009,46(7):57-59.

[4]车勇,李百川,彭贤武.LIN总线技术在汽车中央集控门锁上的应用[J].山西电子技术,2006,34(3):43-44,53.

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[6]华韬,阳宪惠,宋明浩.基于CAN/LIN网络的汽车门锁控制系统[J].电子技术应用,2005,31(11):29-32.

车门控制 篇6

1 基于CAN/LIN网络的车门控制系统概述

在车身网络中,车门控制系统是其中的一部分。利用CAN总线,就能够完成系统主体网络的构建。而利用LIN总线,则能够实现模块的通信和控制。所以在车门控制系统中,LIN总线是CAN总线的辅助网络,可与CAN总线一起为车门控制系统通信提供支持。而主控单元位于驾驶室内,可以利用CAN总线与其他模块通信,并且利用LAN总线与车镜、车窗和车灯受控部件通信。根据各个控制开关的状态,主控单元将制定相应的控制策略,并且通过串口发送控制命令,从而使各模块得到控制。

2 系统主控单元的硬件设计

2.1 主控芯片选取

主控芯片是系统主控单元的核心组成部分,只有得到合理的选择才能够确保整个系统设计功能的顺利实现。考虑到车门控制系统的功能需要,还要选用8位单片机。而M68HC08系列单片机不仅是8位单片机,还具有性能高和成本低的特点,并且能够为系统提供多种集成模块。分析车门控制系统的功能需求可以发现,系统需要利用LIN总线与下位机通信,并且需要通过CAN总线与其他模块通信,所以需要同时拥有LAN接口功能和CAN接口功能。通过综合考虑功能、成本和IO口数量等问题,则需要选择M68HC08中的GZ系列8位控制器。而为使主控单元能够与PC界面和CAN/LAN总线通信,并且进行LCD显示,还要使其能够容纳较多的系统代码。所以,还要选用具有较大存储量的单片机。而单片机MC68HC908GZ60具有60K的Flash存储空间和2K的RAM,能够满足这一要求。

2.2 LIN接口通信设计

在设计LIN接口通信模块时,可以利用MC33689芯片与模块通信。该芯片本身自带电压转化功能,是为汽车辅助总线LIN专门设计的基础芯片,能够满足LIN总线通信规范要求。而该芯片将受到SPI控制,对LIN收发器进行了集成,并且包含MCU系统的常用功能。由于该芯片对5V、50m A的电压调整单元进行了集成,所以可以为车镜和车窗的控制提供电源。同时,利用该芯片进行接口通信设计,能够使LIN收发整形电路在高数据速率时保持原有状态。此外,由于带有具有保护功能的高边开关,因此利用该芯片能够驱动阻性负载和感性负载。

2.3 组合开关检测设计

在设计系统主控单元时,将会遭遇节点开关器件数量过多的问题。所以,还要设计组合开关检测模块,以便对汽车的开关器件进行检测。为节省大量微处理器I/O接口,可以使用由多路开关检测接口集成的芯片MC33972。利用该芯片,可以利用四个CPU口线对22路开关量进行检测,并且能够实现多级连接。利用高速串行链路SPI,该芯片能够将检测得到的信号传输至MCU。在输入端增加静电放电电容,则能够保护电路不受瞬间干扰。此外,利用该芯片的模拟量输出和恒流源,将能够实现线性检测。值得注意的是,由于该芯片内部能够进行恒流源的提供,所以能够为开关的可靠闭合提供保护,并且能够使金属触点的氧化物得到去除,继而使系统部件数量得到减少。

2.4 故障报警显示设计

在系统故障报警显示模块设计上,可以使用负责进行汽车负载驱动的芯片MC33888。利用该芯片能够对4个高端负载和小电流低端负载进行直接控制,并且能够使12个继电器、线圈或灯等感性负载得到驱动。所以,利用该芯片进行白炽灯泡的驱动,就可以亮灭指示系统进行车门工作状态的显示。如果发现系统发生故障,则会驱动蜂鸣器报警指示。在该芯片内部,还拥有看门狗定时器。在芯片与MCU通信中断的情况下,其将利用高速串行接口关闭器件,从而为系统提供保护。

2.5 CAN接口通信设计

在设计CAN接口通信模块时,考虑到主控芯片输出信号无法与CAN总线直接连接的问题,还要进行CAN总线收发器的使用。作为CAN控制器与总线间的物理接口,收发器能够对CAN总线信号进行差动发送和接收。针对不同的总线输出状态,接收端将呈现出隐性或显性两种状态。而利用收发器实现总线通信,则能够使通信距离得到增长,并且使系统的瞬间抗干扰能力得到提高。此外,为使CAN驱动器适应强干扰环境,还要使用光耦合器技术对CAN总线的各通信节点进行电气隔离。

3 系统主控单元的软件设计

在对系统主控单元的软件进行设计时,可以使用C语言和Code Warrior开发工具。完成软件安装后,可以选择HC08系列的单片机模板,然后进行工程的建立。将建立的模板保存到相应文件夹后,可以选择模板中使用的芯片类型,然后进行使用的编程语言的选择。完成所有编程工作后,可以利用C程序代码进行初始代码的替代,然后对应用程序进行编译和调试。通过将程序下载到单片机,则能够对单片机的功能进行利用。值得注意的是,在设计通讯软件时,需要完成软件驱动程序和用户应用程序的编写。其中,软件驱动程序负责进行信息的接收、发送和过滤,能够实现总线通信连接和监测。在实现通信之前,需要对完成节点类型、寄存器、端口等内容的设置,从而实现总线的初始化设置。

4 结论

总之,在对基于CAN/LIN网络的车门控制系统进行开发和设计时,还要做好系统主控单元的软硬件设计,以确保系统通信和控制功能能够实现。因此,相信本文对车门控制系统主控单元设计问题展开的分析,可以为相关工作的开展提供指导。

参考文献

[1]张昱,鲁睿婷,唐厚君等.基于CAN/LIN混合网络的车门控制系统[J].电气自动化,2013(03):36-38.

[2]郭峰,赵璇,汪颖.基于CAN/LIN总线的智能车身控制系统设计[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2011(05):705-707+720.

车门控制 篇7

汽车车门外水切装配于车门钣金窗台部位,主要功用为密封、降噪及美观作用。

本文针对一种典型结构的外水切在实际生产中装配存在问题进行浅析,总结车门窗台钣金相关尺寸对外水切装配质量影响因素及外水切与钣金匹配装配控制要点。

2分析

在实际生产装车中某一款车型出现后门外水切与玻璃缝隙大故障,使外水切无法起到密封作用并对车身外观存在影响。故障现象如图1所示。

针对此问题对外水切装配环境进行分析并对涉及到外水切断面、车门钣金窗台相关尺寸进行测量分析。

2.1外水切装配环境分析

汽车车门外水切一般采用钢骨架与PVC复合挤出结构。其中车门外水切与车门钣金装配采用外水切刚性骨架与车门钣金卡爪倒钩固定结构,外水切PVC植绒唇边与车门玻璃配合起到密封作用,外水切PVC其他包塑部分起到降噪及外观美观作用。下图2所示为车门外水切与周边零部件配合典型结构示意图。

2.2外水切断面分析

针对车门外水切断面(图3)采用10倍放大投影核对外水切断面尺寸,经对比分析车门外水切尺寸符合设计确定公差要求。

2.3车门窗台钣金尺寸分析

汽车车门窗台部位为保证一定刚度和强度由车门外板和窗台内板钣金组成,外板与内板之间一般采取扣合方式完成外板与内板钣金包边贴合。扣合后外板扣合高度和厚度直接影响车门窗台扣合质量(图4)。

2.3.1车门窗台钣金尺寸分析

车门窗台处钣金扣合方式采用斜楔推动扣合模结构(图5)。工作原理:在车门外板窗台处已实现翻边基础上,斜楔推动扣合凸模与水平运动方向成30°夹角运动,将有预弯扣合的水平运动与垂直运动合二为一,在斜楔运动过程中扣合凸模连续实现预扣合和终扣合,最终达到外板与内板压合。此扣合模结构在扣合中仅有一个合边镶块,模具结构简单,模具调整空间充裕。

随机抽取生产中扣合模完成的左右后门钣金总成各5套。分别选取左右后门窗台处装配外水切5个卡爪处的钣金高度及厚度进行测量对比分析,根据测量数据显示由于在扣合中外板出现一定卷曲,实际扣合模生产出产品高度比设计高度值均偏小(图6)。由于扣合模采用斜楔推动扣合起始位置与终止位置高度差,实际扣合模生产出产品厚度比

2.3.2窗台高度和厚度对外水切装配影响分析

如前所述,车门外水切装配于车门窗台是通过外水切内部刚性骨架倒钩于车门钣金卡爪起到固定作用。为保证装配可靠性,外水切与钣金配合处设计1-2mm干涉量保持与钣金一定夹持力。正常卡爪处扣合厚度装配外水切后,外水切第二道唇边与玻璃一定干涉量,实现外水切与玻璃密封功能。对于窗台压合后高度较低和厚度较厚卡爪,外水切装配后在钣金干涉处受力围绕钣金支点旋转,导致外水切第二道唇边远离玻璃出现外水切与玻璃缝隙大问题(图8)。

2.4改善方案

2.4.1车门窗台钣金

根据前述分析结果此问题改善需从钣金窗台扣合高度和厚度进行改善。根据薄板扣合特性,扣合过程外板卷曲对高度影响不可避免,重点对扣合厚度进行改善,针对斜楔推动扣合模受力分析(图9)通过调整扣合力F及扣合起始θ角和位置,以其中一侧为例进行调整,测量数据显示在一定程度上可降低终扣合厚度如图10。

2.4.2车门外水切

针对薄板扣合过程外板卷曲导致扣合高度变量采取车门外水切断面更改进行补偿,特对车门外水切PVC复合挤出的内部断面进行优化,增加小凸台弥补外板扣合后高度偏差(图11)。

3结论

车门外水切在车门窗台钣金装配状态受到车门窗台钣金扣合后的高度和厚度质量影响。在实际生产中结合钣金生产工艺及匹配装配要求调整相关工艺参数,优化零部件结构,最终使零部件装配达到产品设计要求。

摘要：本文针对车门外水切与车门装配故障进行分析,确定车门窗台钣金扣合高度和厚度对外水切装配影响。结合实际生产工艺采取零部件相互匹配方案解决装配存在问题。

关键词：外水切,扣合模,斜楔推动,高度,厚度

参考文献

[1]魏敏.汽车门窗外水切密封条冲切模设计.广西轻工业,2009.8.

[2]徐新.汽车外覆盖件扣合质量影响因素分析,模具制作,2010.10.

[3]李华东.薄板预扣合质量研究.设计与研究,2011.3.

车门限位器布置设计 篇8

车门限位器作为车门系统的一个关键部件,对车门开关舒适性和驾乘人员出入车辆方便性起到重要作用,其一般安装在车门上下铰链之间,具有以下两个方面的功能:一是提供车门开关档位,使车门在开关过程中有2-3个定位点;二是保证汽车停在规定的坡道上时能保证车门在某一定位点停住,不自开不自关闭。

车门限位器一般由5部分组成:安装支架、轴销、限位器盒(包含弹性元件)、臂杆以及缓冲垫1,其结构如图1所示。

1安装支架2轴销3限位器盒4臂杆5缓冲垫

2、车门限位器设计

在进行车门限位器设计时,安装支架和限位器盒等零部件通常借用现有车型的成熟,只对臂杆新设计。限位器的设计是在车门钣金、A柱、B柱钣金以及铰链、玻璃升降器等零部件设计完成之后进行的,其涉及的内容主要有:

限位器的布置;

限位器臂杆轨迹设计;

限位器臂杆形状设计。

下面就从上述3个方面详细论述车门限位器设计方法。

2.1 车门限位器的布置

限位器的布置通常需要遵循以下原则2:

1)限位器旋转轴线与铰链轴线平行,且一般与铰链轴线距离在45mm以上;

2)限位器最大开启角度比铰链最大开启角度小3度;

3)限位器臂杆运动过程中与限位器盒夹角小于5度;

4)限位器盒与玻璃、导槽等部件间距不小于5mm;

5)限位器运动过程中相对于铰链轴线的力臂不小于60mm;

6)限位器臂杆运动过中程与车门玻璃等运动件间距不小于10mm、与玻璃导槽等固定件间距不小于5mm。

2.2 车门限位器臂杆轨迹设计

将车门限位器布置完成后,开始限位器臂杆轨迹设计。因为在车门开关过程中,限位器的臂杆绕自身的中心旋转,同时臂杆还随安装在车门上的限位器盒一起运动,所以限位器臂杆的轨迹是一条较复杂的复合曲线。通常利用3D软件(CATIA、UG等)采用有限元近似模拟得到,即将限位器臂杆轨迹按照车门旋转角度平均划分为若干段,然后分段拟合,最后求出完整轨迹曲线,划分的段数越大,最后得到的轨迹曲线越精确,下面按车门开启角度为70度,平均分为10段为例求取臂杆轨迹曲线:

在上图中,A为铰链轴线,B为限位器轴线,C为限位器盒中心点在车门关闭状态时的位置,DE为限位器盒安装平面方向,CF为直线DE的垂线(通常CF与BC重合)。下面详细描述限位器臂杆轨迹曲线求作过程。

1)将DE、CF绕A点旋转10等份(每次旋转角度7度,即限位器盒随车门一起绕铰链轴线旋转),得到D1E1、D2E2…D10E10和C1F1、C2F2…C10F10。

2)以B点为圆心通过C、C1…C10作辅助圆,分别与C1F1、C2F2…C10F10交于G1、G2…G10,剪除多余部分得到C1G1、C2G2…C10G10。

3)从C10F10开始,将C10G10绕B点旋转到C9点,依次类推得到折线CC10。

4)连接BC,将折线BC10光顺,得到限位器臂杆轨迹曲线(通常布置时使BC上DE)。

臂杆宽度与所选用限位器盒的限位器臂杆宽度相同,通常为12mm-14mm,得到臂杆轨迹后,进行限位器运动间隙检查(限位器臂杆运动过程中与车门玻璃等运动件间距不小于10mm、与玻璃导槽等固定件间距不小于5mm),如不符合要求,则需重新布置限位器,求取新的臂杆轨迹进行限位器运动间隙检查直至满足要求。

2.3 车门限位器臂杆形状设计及力学计算

限位器臂杆形状关键尺寸通常如下图3所示,通过控制θ和H数值确定限位器臂杆形状。

车门开关过程与限位器受力关系如图4所示。

车门重力在车门开启平面上的分解如图5所示。

G：车门关闭时重心位置G’:车门开启α时重心位置D:车门重心到铰链轴距离α:车门开启角度η:车门关闭时,重心到铰链轴的垂线与y平面的夹角G1、G2:车门重力在车门开启平面上的分力

根据以上受力关系,利用开启力矩平衡:F×S=Mc+Mg+2N

关闭力矩平衡:F×S=Mc-Mg+2N原理来计算设计限位器的臂杆形状。

具体设计过程及计算公式如下:

车门开启力:F=(Mc+Mg+2N)/S

车门关闭力:F=(Mc-Mg+2N)/S

限位器力:Fc=K(δH)(μ+θ)(-μθ)

限位器力臂:

限位器力矩:Mc=2LFc车门自关力:

α-车门开启角度

μ-限位器滑块与臂杆摩擦系数

β-铰链轴线后倾角

γ-铰链轴线内倾角

λ-驻坡角度

η-车门关闭时重心到铰链轴线与y平面的夹角

N-铰链单件转动阻力矩

Wc-轮距

Hcs-左右车轮中心高度差

下面就某一车型为例进行限位器臂杆形状设计及力学计算:此过程利用Excel表格的函数功能,将各参数及公式编写成Excel函数进行计算。

2.3.1 设计输入,如表1。

注:20%坡度约为11.3°。

2.3.2 设计计算及评价,如表2。

注:当F水平在目标值F范围内时,水平结论OK;当Mc>Mg驻坡时,驻坡结论OK。

2.3.3 设计计算结果,通过计算可输出满足要求的θ、H值,如表3。

通过以上θ、H数据即可通过CATIA等3D软件建立限位器臂杆形状模型。

3、结论

本论文概述了车门限位器的布置、轨迹设计及其力学的计算方法,并应用具体车型的具体实例阐述了在车门限位器的设计方法及思想。基于此设计方法,我们建立了车门限位器设计计算Excel模板,可以应用于此类型的所有车门限位器的设计及计算,方便我公司后期各车型车门限位器的设计与开发工作。

在本次论文中,借助了CATIA、Excel等应用软件。

摘要：车门限位器作为车门系统的一个关键部件,对车门开关舒适性和驾乘人员出入车辆方便性起到重要作用。本文主要结合自身设计工作经验,阐述了常用限位器的基本布置和设计原理及方法,充分利用CATIA及EXCEL等工具建立了设计计算标准模型,希望能够使大家在同类车门限位器设计方面的理解和掌握有所助益。

关键词：限位器,布置,轨迹

参考文献

[1]古正气.《轿车车身》[M].人民交通出版社.2002.144-147.

车门控制 篇9

摘 要：本文阐述了拉带式汽车车门限位器的布置与设计方法，介绍了限位器功能原理、结构形式，提出了限位器的布置要点，详细说明了限位器主臂轨迹的设计，对多种工况进行分析，介绍了限位主臂的形状设计的方法，对车门限位器零件的开发设计具有一定意义。

关键词：车门；限位器；布置与设计；限位器主臂

中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2016）06-0049-05

Abstract： In this paper， The method of layout and design of automobile door check was described， and introduced the function and structure of door check. Detailed on the check arm trajectory design and analyzed the various of working conditions. Introduced the limiting shape design method.

Key Words： Vehicle door； Door check； Layout and design； The check arm

1 前言

车门限位器是汽车车门系统的一个重要部件，对车门开闭舒适性与安全性有重要作用，限位器设计的好坏直接影响了整车的品质。本文阐述了一种限位器的布置与设计方法，主要包括限位器布置原则、限位臂轨迹设计、限位器力臂计算与验证、机构运动校核、限位器形状设计，对一般车门限位器的布置与设计有一定的指导作用。

2 车门限位器的功能与工作原理

2.1 车门限位器的功能

车门限位器布置在车门上下铰链之间，主要起到三部分功能：

1）在车门开闭过程中为车门提供2～3个限位档位；

2）保证汽车停泊在坡道（上坡/下坡）时，限位器能够保证车门至少停在某一档位，车门不自动开闭；

3）在操作车门开闭的过程中给予一定的阻尼，保证开关车门时具有良好的手感。

2.2 车门限位器的工作原理

车门限位器的工作原理是通过车门的开闭，带动安装在车门上的限位器盒，使限位器盒里的弹性元件与限位器主臂产生相对运动，靠主臂的形状使弹性元件产生或大或小的弹性力，挤压主臂产生摩擦限位力，最终达到开关门的手感要求和车门限位的目的。

2.3 车门限位器的结构形式

车门限位器的结构形式有很多种，使用最广泛的是拉带式限位器，除此之外还有铰链一体式限位器和限位钩+限位杆式限位器，本文仅对拉带式限位器的布置与设计方法进行讨论。

拉带式车门限位器结构如图1所示，一般包括限位盒、限位主臂、限位器安装支架和末端缓冲块四部分，其中限位主臂与限位盒是关键部件，设计难度较高。限位器安装支架和末端缓冲块一般可参考已有结构，设计难度较低。

限位主臂一般分为包塑和冲压件两种，包塑主臂具有美观、精度高、噪音小、成本较高的特点，主要用于乘用车；冲压件主臂成本较低，但精度低、噪音大且不美观，主要用于低成本的商用车。

限位盒根据限位元件的不同可分为橡胶块和金属弹簧两种，结构如图2所示，其中橡胶块式具有重量小、成本低、受温度影响大、性能不稳定的特点；金属弹簧式具有重量大、成本高、受温度影响小、性能稳定的特点。

3 车门限位器的布置

车门限位器的布置相对比较独立，在设计中需要保证限位器与其它部件的安全间隙，所以限位器的布置一般在其它部件布置完毕之后。限位器布置的输入条件包括所用限位器的结构类型、车门旋转中心线、玻璃导轨位置、车门玻璃运动包络、车门数据、侧围数据、密封条数据、车门护板数据。

3.1 车门限位器布置空间要求

为了减小车门限位器工作时的摩擦阻力，提高限位器的使用寿命，降低开发难度，一般要求限位器的布置位置远离车门铰链旋转中心，即铰链中心线的最小力臂尽量大。在总布置阶段，应保证车门的厚度能够满足限位器布置的空间要求。

3.2 与周边零件的安全间隙要求

为了保证车门限位器的运行可靠性，需要保证限位器与周边零件的安全间隙。

通常限位器的最大开启角度应比车门铰链的开启角度小大约5°；

限位器的旋转轴与铰链旋转轴线应平行；

限位器在Z方向上的布置应尽量布置在上下铰链的中间或靠下的位置，尽量在玻璃导轨最弯处；

限位器盒周边要留有足够的工具安装空间；

限位器主臂在运动过程中与玻璃运动包络面的安全间隙应保证在10mm以上；

限位器主臂在运动过程中与车门内板的安全间隙应保证在8mm以上；

限位器主臂在运动过程中与车门密封条以及车门内护板之间要有足够的安全间隙；

限位器主臂运动过程中与限位盒的夹角应尽量小，一般不大于8°；

车门内板需预留合适的开孔尺寸，以便于工人装配。

4 车门限位器主臂轨迹设计

车门运动时，车门限位器的限位盒绕着铰链轴线运动，限位器主臂绕着自身旋转中心运动，而运动过程中限位主臂与限位盒需保持稳定的相对运动，因此车门限位器的主臂轨迹是一条复杂的复合曲线，限位器主臂轨迹一般采用单元逼近法。

4.1 限位主臂轨迹设计方法

限位主臂轨迹设计一般采用单元逼近法，单元逼近法是将车门最大开启角度分为等角度的若干段，通过分段拟合的方法得到完整的限位主臂轨迹，其中分段数越多，所得到的主臂轨迹越精确，一般为了保证设计效率，分段数定义为10段即能满足轨迹精度要求。具体绘制步骤如图3所示：

1）将限位器盒简化为一条直线，直线中心点作为与限位器主臂曲线的交点；

2）将车门最大开启角度平均分为10段，将限位器盒绕铰链轴心旋转，分别和每段端点相交（如（a）所示）；

3）过限位器盒中心点作垂直于限位器盒的直线，直线长度为两圆之间的长度（如（b）所示）；

4）将步骤3）中所作直线，从最外侧一根直线开始，以限位器轴心为旋转中心，旋转至下一直线处，使其与之相接（如（c）所示）；

5）以此类推，最终得到限位器主臂曲线。

4.2 限位主臂轨迹验证

限位主臂轨迹验证主要包括限位主臂力臂验证和主臂运动空间验证，首先根据边界条件建立限位器主臂相对于铰链中心线的力臂模型，如图4所示：

一般要求限位器相对于铰链中心线的最小力臂X应大于60mm，而a一般应大于20mm，以方便限位器的安装。

对于具体车型可利用EXCEL软件根据公式（1）计算出车门不同开度对应的限位主臂力臂值，最终可作出如图5所示的力臂曲线，检查力臂曲曲线的最小力臂X是否满足设计要求。

完成限位力臂验证后，可利用CATIA中的DMU模块对限位主臂进行运动仿真，检查限位主臂运动过程中与周边零件的安全间隙是否满足3.2的要求。

5 限位器主臂形状设计

5.1 主臂限位档位分配

设计得到限位主臂轨迹后可进行限位角度的分配，分别将限位器盒中心点由车门各个开度位置，以限位器轴为旋转中心旋转，所得圆弧与限位主臂曲线的交点即为主臂限位档位的位置，如图6所示：

5.2 限位器力学计算

根据车辆实际使用环境，限位器力学模型需要考虑平路与坡路两种工况，平路工况用于确定限位器非档位角度的限位力，坡路工况用于确定限位器档位角度的限位力。

5.2.1 限位器受力分析

在平路工况下开闭车门过程中，限位器会给车门一定阻力，以保证操作舒适性，力学模型如图7所示：

5.2.3 限位器有效限位力的计算

根据公式（2）和公式（3）可分别算出平路工况下非档位角度下的限位力矩和坡路工况下档位角度的限位力矩，根据公式（1）可算出对应开度下的限位器主臂限位力臂，从而可得到限位器在各开门角度（包括档位和非档位）对应的限位力F2。

对限位器进行受力分析，如图11所示，限位力F2可分解为分别与限位器盒中心线垂直和平行的分力F2x和F2y，其中F2x即为限位器的有效限位力。

5.3 限位器主臂形状设计

车门运动过程中限位盒内的弹性元件与限位器主臂发生弹性变形，对限位器主臂产生或大或小的弹性力挤压主臂产生摩擦力，即为限位器的有效限位力F2x，可用公式（5）表示。

6 结论

本文阐述了拉带式汽车车门限位器的布置要点，采用单元逼近法设计限位器主臂轨迹，分析车辆处于不同路况条件下的限位器的受力特点，建立了对应的力学模型，通过计算可得到限位器的有效限位力，根据限位器主臂与限位器盒的受力关系做出了限位主臂的形状。本文为拉带式车门限位器的开发提供了思路，具有一定参考意义。

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厢式货车车门的配装方案 篇10

关键词：厢式货车,车门配装,运输

封闭厢式货运汽车,起源于20世纪60年代的美国,自上世纪80年代开始在美国迅速普及。到了上世纪90年代,在欧美得到大面积推广。今天,发达国家的封闭式厢车使用已经占到货运汽车总量的90%以上。

近十几年来,我国经济高速发展,但运输方式依然处于原始与落后的阶段,封闭式厢车仅占货运汽车保有量的7%～8%。由于我国公路货运市场厢式货车少,公路货运事故频发,同时货物损坏、丢失现象严重。另外,厢式货车的厢体没有统一标准,一些厢体制造粗糙,抗震动、抗渗漏、耐损耗较差,给用户货物运输带来了不必要的损失。

近期这一情况开始有所转变,据有关部门统计,我国厢式车增长迅速。因此,探讨如何根据不同厢式货车的特点,设计合适的配载方案就显得尤为重要。

厢式货车特点

厢式货车是公路运输的重要工具,按其功能可以分为一般的厢式运输货车和特殊用途的厢式专用货车,如冷藏车、邮政车、保鲜车等厢式专用车。无论是中长途运输或短距离转运,厢式车都具有一般载货车不可比拟的特点:运输安全、可靠、卫生、美观,耐久(使用周期平均为25万公里,保证12年不生锈),对货物的包装要求低,不污染环境,可以降低运输成本,防止货物丢失。而且还可以针对货物的不同类别及货物的性质,进行特殊处理,如冷藏、保鲜、隔离等。

厢式货车与集装箱车的区别在于,集装箱车一般只在车厢尾部开设一个门,在运输中集装箱车是整箱运输,多适用于长距离、货物较多且货主对运输要求严格的情况。而厢式货车由于体积小,在道路上行驶灵活,多用于市内或短距离的城市间运输,厢式货车装卸货物频繁,因而多设置几个车门对厢式货车更好地发挥功能非常重要。

车门设置方法

把货物由一个地方运到另外一个地方,运输过程由两部分组成,即,在道路上所花费的时间以及装卸货物的时间。其中装卸货物时间长短与车门设置有关,因此研究厢式货车的不同车门开启情况,对整个运输过程具有重要意义。

1.单车门情况

厢式货车在最初发展时,一般是在车厢的后部开一个“双开的门”,如图1所示。

厢式货车的车门是装卸货物的进出口,一般来说,必须设置后门,这个门在发货地用来装货物,货物到达运送的目的地后也使用此门进行卸货。目前此种车型仍然普遍使用。这种车型的货车在搬运货物时采用条式配装方法即可。

此种车型车门的开启角必须达到一定的设计要求,才能保证货物的安全装卸,发挥厢式货车功能。按照ZB·T52006《厢式货车通用技术条件》的规定,厢式货车的侧门开启角为180°,后门开启角为270°厢门的开启角是根据其使用要求提出的。从使用安全性与充分发挥其使用功能来看,厢门打开后必须旋转到与侧围平行的位置,并用门挂钩挂上,不让其处于自由状态,这样装卸货物才能安全方便,适应于各种不同的装卸场地。这是因为一方面厢门打开后若不能固定而悬在中间,在装卸货物的过程中就可能会发生厢门自由摆动或自动关上的情况,造成意外的伤害或损失。

另一方面,货物运输中不可能在同一处完成装卸,在货场中也可能有临时行车的情况,这就需要把车开到几处才能完成装卸任务。因此,只有保证厢门打开后能固定住,行车才会安全,且下次装卸也不必重新开门,减少了开门次数,加快了速度。

2.双车门情况

随着运输行业的不断发展,厢式货车车型也在不断地改进。为了充分发挥厢式货车的使用功能,缩短装卸时间和搬运距离,减轻装卸工人劳动强度,对于稍长一点的货厢,为了卸货方便,有的厂家开始生产带有侧开门的厢式货车,如图2所示。

这种货车有两个门:车尾一个门,车厢的一个侧面同时也开厢门(一般在货车的右侧,装卸货时直接靠站停车,进行卸货,比较方便)。双开门的货车是为了适应“装卸货方便”的要求应运而生的。两个车门可同时装卸货物,缩短了时间,提高了效率,节约了费用,因而受到很多用户的欢迎。

针对这种车型,如果仍采用通常情况下的条式配装,显然不能充分利用新开的侧车门,所以需要对条式配装方法做一些调整。图3箭头所指和分区顺序就是这一车型配装时的先后顺序,即分区利用条式配装方法。

如图3所示,细实线所示为车厢的分区。本设计的配装方法把货车车厢分为三个区:1区、2区、3区。很显然,2区和3区距离车门都较近,装卸货物很方便,而1区相对而言不便装卸,所以在安排货物时要把“后卸先装”的货物放在1区,而“先卸后装”的放在2区、3区。其中体积长、大的货物应放在3区,因为后门比侧门更为宽大,便于装卸这类货物。

有时货车从甲库到乙库运送货物,甲库的设计适合于在车厢尾部车门进行装卸货物,而乙库设计的站台却适合在侧门卸货,实行站式服务(即到站装卸货,装卸完毕即走,就像公交车运送乘客一样),因此应该制定出适合不同情况的配装方案。

例如,现有一配送任务:从甲库运输货物,其中A、D货到乙库,B货到丙库,C货到丁库;甲、丙库适合后门装卸,乙、丁库适合侧门装卸;运输车辆从甲库出发后,将依次到达乙库、丙库和丁库。假设同一车恰好是用来运送A、B、C和D这四种货物的。货物在车厢内具体的装配分布情况如图4所示。

此案例中,如果货物A较多,为了装货时便于把握摆放位置以及车厢内货物堆放整齐的要求,还可采用图5方式进行装车。

由此我们可以发现仅仅是多了一个车门,但在针对某一次装卸货物时,却有不同的具体配装方案。根据实际情况选择合理的方案,是配装工作者的工作任务之一。

图中的箭头方向就是条式配装的配装方向,车厢内细实线的分区是动态的,也就是说可以根据实际需要进行前后左右调整。调整的原则是:

(1)尽量在有限的空间内多装货物,这是整体配装货物的指导方向。

(2)货物堆放所占空间要整齐、成块。

遵循这一原则的好处是,能为装卸货物提供方便,货物堆放整齐易于辨认,装卸时不易出现拿错的问题。这是因为货物收发地通常不在同一场所,装货人与卸货人一般不是同一人,如果在装货时同一种货物没有完全放在一起,那么就要在发货装配图中标注清楚。这会多出很多手续,而且即使标注后,卸货人据图寻找也很麻烦,稍不注意就会发生错误。所以货物在同一空间内堆放整齐很重要。

3.多车门情况

在双车门的货车出现之后,一些厂家又推出了各种形式的多开门货车(图6～8),目的都是为了装卸方便,提高装卸速度,节省时间。

(1)一个后车门,两个侧门(图6、图7)

(2)—个后车门,多个侧门(图8)

多车门厢式货车在具体装车环节中依然遵循“后送先装”的大原则。针对每一次装卸运输任务,需要具体分析,以找到合适的配装方案(图8中箭头方向为条式配装的方向)。