张忠春 关云霞

摘要：本文对影响车门关闭力的因素进行了介绍与分析，并对气压阻力的形成及影响因素进行了详细分析，结合实际，提出基于气压阻力的改善车门关闭力过大的策略。

关键词：气压阻力;改善策略;车门关闭力

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）08-0093-02

一、概述

随着科技的发展、人们生活水平的提高，顾客对汽车产品各方面的使用性能的要求提高了。作为使用频率非常高的车门，其开关的轻便性是顾客关注度颇高的项目之一。根据国外的一家调研机构J.D.Power的一项关于新车质量调研中显示，汽车车门的关闭力过大一直是顾客抱怨最多的问题之一[1]。而空气阻力的大小很大程度上决定了车门关闭力的大小，根据福特公司的相关研究表明，在车门关闭过程中，空气阻力所消耗的关门能量通常占整个关门能量的30%～50%。

二、影响车门关闭力的因素

在关门过程中，影响车门关闭力大小的因素有限位器、门锁总成、铰链及重心变化、密封条、气压阻力。

1.密封条。车门与门框在设计时存在一定的间隙，需要通过密封条来实现密封作用，车门关闭过程中，密封条会产生阻碍作用，关门阻力随着密封条压缩量的增大而增大。

2.气压阻力。在车门关闭过程中，车门区域扫过的空气被压入车内，车内气压瞬间升高，车内空气通过车内前后的空调泄压阀以及车门缝隙流出，但在关门瞬间，空气的压入量远大于空气的压出量，导致关门阻力变大。

3.限位器。车门限位器是限制车门的最大开度，在车门关闭过程中，限位器提供一个阻力矩，每越过一个档位都要消耗一部分关门能量。

4.铰链及重心变化。铰链在旋转的过程中，与固定机构之间产生摩擦阻力，消耗关门能量，关门重心的下移会提供一部分关门能量，减少关门力。

5.门锁总成。车门锁总成主要分为两部分：一部分是门锁本体，安装于车门侧边上，一般采用的是棘轮式的锁紧机构;另一部分是锁扣，安装在侧围上。门锁本体和锁扣之间的精准配合，对锁扣以及车门铰链等的装配精度提出了较高的要求。

三、基于气压阻力的改善策略

根据参考文献[2]得出的实验结论，密封条的压缩阻力和气压阻力是影响车门关闭力的主要因素，而车门限位器、门锁、车门铰链及重心变化在影响因素中只占1.4%，故本文主要考虑气压阻力对车门关闭力产生的影响。

1.气压阻力的形成原理。在车门关闭过程中，车门区域所扫过的空气被瞬间压入到车厢内，车厢内气压瞬间升高，在气压升高的同时，被挤压的空气会通过车内前后的空调泄压阀以及车门缝隙流出，但在关门的瞬间，空气的压入量远大于空气的压出量，从而使得车内气压瞬间升高产生气压阻力，从而导致关门阻力变大，影响关门能量，根据能量守恒定律，在车门关闭的过程中，消耗了关门能量，从而促使车门关闭力的增大。

2.气压阻力的影响因素。根据气压阻力的形成原理[3]，影响气压阻力大小的因素主要为空气的压入量和空气的压出量，当空气的压入量大于空气的压出量，则会产生气压阻力。

3.气压阻力的减少措施。根据以上可知，减少气压阻力的途径为：减少空气压入量和增大空气压出量，由于影响空气压入量的因素与汽车的造型设计、车门布置等因素有关，故一般不能轻易更改，只能从影响空气压出量的因素考虑。①增加受控空气的泄露量。通过增加受控空气的泄露量来减少车门关闭力。过大的增大泄压阀的面积会降低车内空调的制冷和制热性能，延长车载空调的制冷和制热时间，增加油耗损失。此外，风噪可能通过空调泄压阀传入车内，影响整车NVH性能，故空调泄压阀数量需权衡多方面因素进行确定，具有一定的复杂性，故该方案不做考虑。②减少不受控空气泄漏路径上的阻力。在不额外增加空调泄压阀的泄露量的情况下，通过疏通不受控空气泄露路径，减少不受控空气在泄露过程中的阻力，有利于增加不受控空气的泄露量，从而减少车内的气压阻力。汽车内的气压阻力的泄压通道主要为空调泄压阀，其安装位置根据车型种类的不同略有差异，三厢车一般安装在行李舱的左右侧，而两厢车则安装在行李舱的后围。空调泄压阀的泄压路径上的阻力主要来源于行李舱隔板、隔音棉、行李舱左右侧装饰毯等，通过对标国外合资车，对吉利某款车型的泄压通道进行排查和分析，找出减少其不受控空气泄压阻力的策略。行李舱隔板内隔音棉的优化。通过观察行李舱隔板下的钣金件，在安装扬声器的位置处设有泄压孔，但位于钣金上的隔音棉将该泄压孔遮挡，造成泄压路径被堵塞，使得车内的气压阻力很难降低，增大了车门的关闭力。

改进方案：优化行李舱隔板内隔音棉的形状，除去遮挡泄压孔的隔音棉。

效果验证：将优化前后的隔音棉先后在同一辆车上，且保证其他零部件及车辆状态不变的情况下进行装配，同一个测力计测量5次前后车门关闭力大小，如表1所示。

从试验结果中可以得知，对比隔音棉改进前后，前门关闭力平均减少3.6kg，后门关闭力平均减少2.5kg，改进后的隔音棉能有效的促进乘员舱内空气顺利排至行李舱内，气压阻力减小，从而改善了车门关闭力过大的问题。行李舱侧边装饰毯的优化。当车门关闭过程中，驾驶室内的空气四处逃窜，大部分进入行李舱内，由于行李舱内两侧装配有装饰毯，使得泄压通道被阻挡，气压阻力增大，增加了车门关闭力。

改进方案：在行李舱侧边装饰毯上增设通气格栅，且格栅位置位于空调泄压阀处。

效果验证：将改进前后的行李舱侧边装饰毯先后在同一辆车上，且保证其他零部件及车辆状态不变的情况下进行装配，并用同一个测力计测量5次前后车门关闭力的大小，测量数据如表2所示。

从试验结果中可以得知，对比行李舱侧板装饰毯改进前后，前门关闭力平均减少5.0kg，后门关闭力平均减少3.5kg，故在行李舱侧边装饰毯增设通气格栅，能有效的促进行李舱内的空气排出车外，从而降低车内的气压阻力，进而改善了车门关闭力过大的问题。

四、结论

本文通过对影响车门关闭力因素的分析和研究，提出了基于气压阻力大小控制的改善车门关闭力过大的改善策略，通过实车测试验证了改善策略的可行性，并得出了以下结论。

1.在影响车门关闭力的各种因素中，气压阻力和密封条所占的比重最大，是最主要的影响因素。

2.在车内体积一定的条件下，可以通过减少通气孔的泄压路径上的阻力来减少气压阻力，从而改善车门关闭力过大的问题。

参考文献：

[1]Raviraj Nayak，KeeLm. OPtimization of the Side Swing Door Closing Effort. In：SAE TECHNICAL PAPER SERIES.Detroit，Michigan：SAE，2003.

[2]杨蕾，张淑敏，李应军.面向最优关门能量的轿车车门设计[J].机械制造，2006，（03）.

[3]刘海琳.车门关闭过程中空气压阻的分析及有效控制[J].上海汽车，2012，（08）.