胡峥楠 刘天才 汤小生

（吉利汽车研究院）

在车辆选购过程中，人们一般会在品牌、价格、空间、动力、油耗、外观及配置等影响因素中，根据个人的实际需求进行选择，但除了上述主流因素外，车辆精细化设计的诸多细节，也潜移默化地影响着消费者的判断，开关门品质便是其中之一。乘客在下车开启车门时，如车门开启力过小，开启挡位不清晰，会给人一种廉价感，且在大风天容易造成人员受伤，引起客户抱怨；如开启力过大，会造成老人、小孩下车不方便，且在狭小空间内不易控制开启角度，引起客户抱怨。因此，车门系统整体开关品质的控制对车辆的品牌形象及客户的使用感受都有着重要影响。

1 车门系统的组成

汽车车门系统主要由钣金件及车门附件两大系统组成，其中钣金件为车门系统的基础[1]，为车门附件提供安装位置及支撑，同时其需要满足安全碰撞等法规要求，对零件强度要求较高；附件系统主要为功能件，实现车门运动、锁止及密封等相关功能，附件系统的设计合理性对开关门品质影响较为关键。图1示出车门系统的简要组成。

图1 车门系统组成示意图

2 开关门品质主观评价要素

2.1 开启关闭力

车门系统设计时，具有厚重感的车门更容易给人一种安全感及豪华感，但车门较重，开关相对费力；而较轻薄的车门则更易给人一种廉价感，但开关省力。因此，综合考虑车门在使用过程中的开启关闭力，是开关门品质精细化设计的重要组成部分。

2.2 声品质

声音的评价标准一般包含声压等级、响度及尖锐度[2]。声音大小对人耳的影响，如图2所示。优良的车门系统在开启及关闭过程中，应无明显的金属撞击形成的脆响，而应给人一种沉闷厚重的声音，理想的声音品质对开关门品质的提升尤为重要。

图2 声音大小对人耳的影响

3 开关门品质优化设计关键点

3.1 限位器挡位及功能设计

限位器挡位的设计一般为2挡或3挡设计，挡位的选择与车门的开度相关联。为满足车门的更大开度，实现更好的上下车方便性，通常选择3挡限位器，在挡位工作原理限位臂上设计不同程度的凹槽，限位器盒体在限位臂上滑动时，与限位臂主体为过盈配合，滑动至限位臂凹槽时，脱出凹槽需要较大的力，从而实现限制车门自由移动的目的。图3和图4分别示出限位器剖面结构及运动状态。

图3 车门限位器剖面结构

图4 车门限位器运动状态

根据限位器的实现原理，由于限位器凹槽的设计及限位器盒体内部结构与限位臂配合形式的不同，限位能量的大小及挡位清晰感也不尽相同，因此，合理地选择限位器的内部配合形式是提升开关门品质的重要因素。目前限位器的基本配合形式，如表1所示。

表1 车门限位器形式及优缺点

为满足开关门力的质感，综合性能表现，在满足布置要求的情况下，优先选用高储能结构限位器。

3.2 铰链形式及倾角设计

铰链设计对开关门品质影响的因素为铰链的刚度及倾角。目前市场上车门铰链主要有冲压铰链、型钢铰链、L型铰链3种，如表2所示。其中，型钢铰链强度较高，不易造成车门抖动，因此设计时，尽量选用型钢铰链。

表2 车门铰链主要类型

铰链轴线倾角的设计是为了使车门在限位器未限位的情况下具备一定的自关性，从而减小车门的关闭力。按照一般的设计要求，在满足与造型面间隙的情况下，内倾角要求为 0～3°，后倾角要求为 0～1.5°。

3.3 密封条压缩负荷设计

密封条是车门系统品质提升的关键零件，密封条的数量、断面、材质的选择均对车门整体系统的品质具有较大影响。对于现代车门的设计，1道密封条的形式对限位器等无密封保护作用，易造成限位器进灰尘，引起开关门卡滞异响等问题，已逐渐不能满足使用要求。为提升开关门品质，选用2道密封条的形式，即车门密封条与门框密封条配合使用。门框密封一般为主密封，门框密封条的压缩量为6 mm左右。为确保门框密封的效果，应合理定义密封面。密封面的宽度一般定义为20 mm左右，密封面应平滑光顺，无突然变化，面与面之间用大圆角过渡，圆角半径一般应大于50 mm。车门密封为辅助密封，密封条的压缩量一般定义为3～5 mm；同时要考虑门洞焊接面与门框密封面之间的距离，一般定义为12～16 mm。密封条与密封面之间应有明确的位置关系（即密封条有明确的变形方向性），以确保密封条的使用寿命与良好的密封效果。可以额外再增加1道门缝密封条，这样对声品质也有部分提升。

对密封条的材质选择应进行区分，安装结构可以选择较硬的材质，如密实体橡胶，压缩泡位置应为海绵体橡胶或其他软制材料。在保证密封条的压缩量满足防尘、防水的密封性能的条件下，应控制密封反力，使得车门的关闭力在合理的范围内呈线性分布。

3.4 门锁解锁力及静音设计

现代汽车的门锁设计不仅需要满足法规中对车门保持件的要求，如载荷1、载荷2及耐惯性要求等硬性指标，门锁自身的声品质及操作力也是衡量锁体好坏的重要评价标准。为满足日益严格的声品质要求，对锁体的咬合、限位等逐渐增加了静音处理。例如，通过对锁舌进行包塑改进、对棘轮和棘爪增加包塑处理，棘爪增加限位缓冲块以及阻尼结构等[3]，优化行驶声及关门声；门锁的开启力及关闭力一般设计在20～30 N。

3.5 内外开启力及声控制

车门内外开启手柄是人手操作的直接接触零件，因此人们对此处反馈的声及力的大小更为敏感。手柄总成在设计时，行程及开启力参数应与锁体相匹配，即手柄开启力可线性变化且与锁体开启力相近，不应出现开启力突变现象。例如：在300 N密封反力的情况下，锁体开启力为25 N，手柄设计开启力上限值应在30～35 N，如超过50 N则台阶感明显。为获得更好的开启手感，外开手柄拉钩与底座配合位置可采用POM护套，增加自润滑性，防止出现耐久卡涩现象。

手柄在回位过程中，易与钣金发生撞击，产生撞击声。在设计手柄结构时，限位结构应增加减振胶垫，在不影响外观尺寸的前提下，尽量增加胶垫厚度，以增强缓冲作用。同时，为避免密封垫与缓冲垫产生粘连声，可采用双料注塑密封垫，或在缓冲垫上增加凸点结构，避免大面积接触粘连，如图5所示。

图5 车门手柄密封垫示意图

3.6 其他细节优化设计

除上述主要优化点外，还包含以下可提升点，如采用一体式成型车门，减小关车门时窗框的抖动量；增加玻璃与导轨的加持面积，使得玻璃下降到底或在下降途中无振响；在密封条顶部设计缓冲结构，降低玻璃上升冲顶声等。

4 结论

现今，汽车已成为生活中不可或缺的部分，人们对汽车设计品质的要求也是与日俱增，尤其是对于国产汽车的要求更是严苛。为满足不同客户的使用需求，扎实做好每个细节品质的把控，既是一个企业的做事态度，也决定了其在汽车发展的历史舞台上的行走距离。开关门品质的控制是一项复杂的系统匹配工作，是一辆精品车型不可或缺的重要一环。文章针对一些基本影响要素，提出了优化措施，更多的细节控制，需要每个汽车设计人员在实际工作中去实践。