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汽车车门铰链设计规范模板
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汽车车门铰链设计规范
1 范围
本规范规定了汽车门铰链的设计要点及其判定标准等。 本规范适用于新开发的M1类和N1类汽车侧门铰链设计。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是不注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 15086-2013 汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法
3 术语和定义
3.1 侧前门
从侧面看，当驾驶员座椅靠背调节到最垂直和最靠后位置时，车门50%或以上的开启面是位于该座椅靠背最后点的前方。
3.2 侧后门
从侧面看，当驾驶员座椅靠背调节到最垂直和最靠后位置时，车门50%或以上的开启面是位于该座椅靠背最后点的后方。
3.3 门铰链装置
确定车门与车身的相对位置，并能控制车门运动轨迹的装置。
3.4 门铰链
与车门和车身相联接，能够绕上下方向的同一轴线回转且相互结合部件的总称。
3.5 纵向
当门锁处于锁紧位置时，在锁体和挡块（或锁扣）的啮合点和门铰链旋转中心线所确定的平面内，并与门铰链旋转中心线垂直的方向。
3.6 横向
当门锁处于锁紧位置时，垂直于锁体和挡块（或锁扣）的啮合点和门铰链旋转中心线
所确定的平面的方向。
4 技术要求
4.1 门铰链支架可靠性好，满足重复试验要求，且碰撞或受冲击后不脱落。 4.2 门铰链衬套转动灵活，不滞涩。
4.3 两铰链轴的轴线必须在一条直线上，为了使车门有自动关闭的趋势，铰链轴线应有一定的内倾角度（一般为0°~4°）和前、后倾角度（一般为0°~3°），但不宜过大（图1为某一款车的倾角设计）。
4.4 两铰链的间距应尽量大，一般不小于车门总长度的1/3或不小于300mm，以减小铰链的受力。
4.5 铰链轴线应尽量布置得靠车门外板和车门前端，以减少车门旋转时铰链轴前面的车门的旋入量。
4.6 铰链要固定牢固，活动件间隙尽量小，避免车门下沉。
图 1
5 车门铰链设计要点
5.1 铰链的结构形式
表1 铰链的结构形式 分类 结构特点 事例图片 备注 1
冲压铰链具有质量小， 冲压 式 低等优点，但其缺点主要有制造一致性不易保证，承载能力较铸造铰链弱。 铸造铰链可以将结构做铸造 加工 方式 式 得比较复杂，能够保证良好的制造精度和一致性。缺点是质量大，成本高。 型钢铰链结构简单，尺寸较小，布置空间较小。但其加工控制的精度要型材求较高，产品强度要求式 较高（能承受较重的车门，一般40Kg以上）。国内该类产品开发能力较好的厂家不多 装配方式 螺接铰链采用螺栓安装的方式连接车门和车体。螺栓安装可以避免焊接过程中产生的热变 焊接铰链主要集中在欧美车型上，其特点是连接强度可靠。由于其产生热变形的缘故，越来 焊接 越多的欧美车开始放弃铰链 这种安装方式。 螺接 形及应力集中，安装工铰链 艺简单，得到广泛应用。 1
该种型式铰链包括固定在车门上的门铰链座，固定在车身上的门柱铰 新型铰链(带链座，铰链销轴，其特征限位功能的铰在于，在所述的铰链座链) 上设有限位器。这样可以取消单独的车门限位器以及零部件，整车结构简单，成本低，安装维修方便。 5.2 铰链轴心线的布置
在进行铰链回轴心线的布置时，应尽量把轴心线布置的靠近车门外板和车门前端，以减少车门旋转时铰链轴前面的车门的旋入量，见图2。在布置铰链回转轴心线时，减小c和b的尺寸，可以减少铰链轴心线前面的车门的旋入量d和e，从而降低车门布置的难度。考虑其前倾角和内倾角，要保证当车门打开60°时，在离铰链轴线垂直距离为762mm处的门下边缘点升起的高度值，一般为15~30mm。
图2 铰链回转轴心线的布置
5.3 铰链与周边布置关系
为了避免车门在开关（铰链过开2度）过程中发生动态干涉，建议在进行车门系统布置时应满足以下的要求（如图3所示）。
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图3铰链处典型断面
（1）车门开关时，门内板与铰链的最小间隙A；【经验值为：车门侧铰链不可调，设定值≥3mm；车门侧铰链可调，设定值≥（3mm+调整量）】
（2）车门开关时，前门外板与翼子板、后门外板与前门的最小间隙；（经验值为：≥2.5mm）
（3）车门开关时，门边缘与A柱、铰链固定页、车身侧铰链安装螺栓的最小间隙；【经验值为：≥5mm（铰链过开2°）】
（4）铰链的安装工具与门边缘（静止或旋转）的最小间隙；（经验值为：≥2mm） （5）门的最大开度值；（考虑铰链的加工公差，最大开度一般增加2°）
5.4 铰链开度要求
（1）车门铰链最大开度由门的开度决定的；门的开度设定一般由总布置工程师来完成，在造型设计时初步的可行性分析时考虑上下车的空间是否足够、仪表板的进出的可行性、以及相应A、B柱结构的可行性时，即确定了门车的开启角度。
（2）根据总布置要求的门开度，确认铰链要求达到的最大开度。通常情况下我们选取铰链的最大开启角度要比门的开度大5度，即：最大开启角度≥门开度 +5°
（3）在门闭合的时候，铰链的不能自身干涉，通常情况下铰链也要有3度以上的夹角
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5.5 铰链的结构设计
5.5.1 铰链的材料
5.5.1.1冲压式铰链材料一般为SAPH440或QSTE420。 5.5.1.2型钢铰链材料一般为：Q345B 5.5.2 铰链的结构设计 5.5.2.1 冲压式铰链
（1）铰链的结构设计要满足两个要素：一个是重量最小，一个是刚度最大；这就要在满足刚度前提下，尽量缩减料边
（2）铰链的固定页翻边要满足铰链螺栓的极限调整情况下不干涉，并且有1.5mm的余量
（3）铰链的安装孔距料边最小距离为4.5mm
（4）通用化结构设计：左前上与右前上固定页是通用件，活动页是对称件；左前下与右前下固定页是通用件，活动页是对称件；左后上与右后上固定页是通用件，活动页是对称件；左后下与右后下固定页是通用件，活动页是对称件。
5.5.2.2 型钢式铰链
通用化结构设计：左前上、左前下、左后上、左后下固定页为通用件；左前上、左前下、左后上、左后下活动页为通用件；右前上、右前下、右后上、右后下固定页为通用件；右前上、右前下、右后上、右后下活动页为通用件；且左右为对称件。
5.6 常见设计问题
（1）铰链螺栓极限调整余量不足，与固定页翻边干涉 （2）铰链结构刚度不足，增加料厚、更改料边或者优化结构 （3）铰链安装工具空间不足
（4）铰链安装孔、轴距料边距离小导致的撕裂
（5）铰链相对与内板间隙小，满足不了单边2mm的极限调整量 （6）铰链角度定义不准确，与限位器角度定义不一致
6 评价标准
6.1 试验评价标准
6.1.1 静态纵向荷试验和静态横向载荷试验
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表2 试验要求 检测项目 静态横向载荷 静态纵向载荷 技术要求 载不得脱开。 应能承受11000N的纵向GB 15086—2013 负载不得脱开。 备注 应能承受9000N的横向负GB 15086—2013 6.1.2 车门下垂试验（如图4） 该试验应在以下条件下进行。
（1） 用螺栓分别把铰链臂、铰链座固定到刚性门和刚性支柱上； （2） 设置刚性门处于无载荷状态；
（3） 分别在车门开启15度和完全开启时，在刚性门的加载方向上加载1000N的力 （4） 分别测量两种开启角度下锁扣位置在车门自重、加载1000N和卸载三种状态下Z向的位移量。
车门开启状态 打开15度 完全打开 载荷 1000N 图4 车门下垂试验 考核内容 弹性变形目标值mm 塑性变形目标值mm 弹性变形目标值mm 塑性变形目标值mm 目标值 ≤10 ≤1.0 ≤10 ≤1.0
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