王祥林，赵贝贝Wang Xianglin，Zhao Beibei

汽车车门系统开闭耐久性试验方法

王祥林，赵贝贝
Wang Xianglin，Zhao Beibei

（北汽福田汽车股份有限公司，北京 102206）

在汽车车门系统开闭耐久性试验中，有多项关键试验条件，包括开闭耐久的总次数、开关门速度以及外部环境等；通过对用户市场、用户人群、市场环境的分析，明确各项关键试验条件，使所有试验工况贴近用户实际使用工况，真实地反映产品使用寿命。

车门系统；开闭耐久；用户工况

0 引 言

汽车车身系统的试验条件与用户的使用习惯、使用环境密切相关，以汽车车门系统耐久性试验为例，建立一套基于用户使用习惯和使用环境统计的试验方法。

车门系统耐久性试验主要用于验证在高温、低温、高湿、粉尘、盐雾等各种可能的环境条件下，汽车白车身、车门及周边系统，包括铰链、锁闩、锁扣、气弹簧支撑杆、密封件、缓冲件、内外饰件、前照灯、电子电器部件等附件经受反复开闭的能力。

1 影响车门耐久性的关键条件

车门系统的使用寿命主要与承受关门时的能量冲击以及周边的使用环境相关，具体包括以下方面。

1.1 关门速度

关门速度决定了单次冲击车门系统的能量大小。

1.2 开闭耐久总次数

车门系统在单次冲击能量确定后，模拟环境下其能够承受开闭耐久的总次数反应了产品的使用寿命。

1.3 温湿度环境

车门系统需要具备在常温常湿、极限高温、极限低温、高温高湿等各种温湿度环境下的正常运行能力。

1.4 粉尘环境

车门系统需要具备在粉尘浓度高的环境下正常运行的能力。

1.5 盐雾环境

车门系统需要具备在高盐碱的环境下正常运行的能力。

2 关门速度

根据我国目前的汽车消费人群分布特点，从汽车消费热度高的地域抽样20人。其中，北部沿海京津冀鲁地区3人、东部沪苏浙沿海3人、南部闽粤琼沿海3人、东北辽吉黑地区2人、黄河中游晋陕豫内蒙古地区3人、长江中游鄂湘赣皖地区3人、西南云贵川渝桂地区3人[1]，其中抽样男女比例为7∶3，年龄段中青壮年与老年（50岁为界）比例为8∶2。每人测试关门速度10次，其中外开内关5次，内开外关5次，得到200个关门速度，统计结果见表1。

表1 各关门速度的次数统计表

假设测得的关门速度服从正态分布N（，），为总体均数，为总体标准差。假定参与测试的用户数量为，每人关闭车门次，则采集的测试数据个数为=×，测试数据分别为1、2……V[2]。

为了保证采样数据的可信度，在条件允许的前提下、取值应尽可能大，个测试数据的均值和标准差分别为

将表1中数据代入式（1）、式（2），计算得到=2.03，=0.25。

为了保证所测试的关门速度能够涵盖大部分消费者实际用车过程中的关门速度，定义耐久试验中车门关闭速度分布在90%置信区间，如图1所示，则

－1.64≤≤+1.64（3）

即1.62≤≤2.44。

将极少数用户的较大关门速度定义为滥用，其占比虽低，但对车门系统寿命影响大，试验时必须涵盖。在耐久试验最后阶段进行一定次数的滥用试验，以保证车门在各种工况下性能完好。滥用试验所选择的车门关闭速度滥用分布在99%置信区间以外，即

滥用＞+ 2.58（4）

即滥用＞2.68。

较小关门速度对车门系统寿命影响小，不作强制要求。

图1 各关门速度人数占比分布

由图1可知，将关门速度分成3个区间段，分别为：（1）关门速度为1.0～1.5 m/s的人群定义为小力关门人群；（2）关门速度为1.6～2.5 m/s的人群定义为中力关门人群；（3）关门速度为2.6～3.0 m/s的人群定义为大力关门人群。

由抽样用户的关门习惯分析得出，小力关门人群占比5%，中力关门人群占比94%，大力关门人群占比1%。

如果要覆盖所有用户情况，会导致试验中频繁切换关门速度，所以为使试验更具实施性，约定如下：（1）小力关门人群中关门速度1.5 m/s占40%，占比最大，此区间按1.5 m/s关门速度实施；（2）中力关门人群中关门速度2.1 m/s占31%，占比最大，此区间按2.1 m/s关门速度实施；（3）大力关门人群中关门速度3.0 m/s占50%，其对车门能量冲击最强，此区间按3.0 m/s关门速度实施[3]。

3 车门开闭耐久总次数

根据商务部、发改委、公安部、环境保护部令2012年第12号《机动车强制报废标准规定》，国内载货汽车的使用年限为15年60万公里。

结合国内用户的使用习惯，通常早晨用车时左前门关门4次、右前门关门4次；中午用车时左前门关门6次、右前门关门4次；下午用车时左前门关门6次、右前门关门4次；晚上用车时左前门关门2次、右前门关门2次。统计每天各车门的关门次数，计算车门系统在整个生命周期中承受开闭的总次数，见表2。

表2 国内用户开闭车门次数

4 外部环境

确定每个循环的车门开闭次数后，需要考虑外部环境条件，包括温度、湿度、粉尘、盐雾、车窗开闭状态、关门速度等，并需要明确各外部环境所对应的开闭次数。

4.1 温、湿度

目前，国内用户的使用工况主要包括常温常湿、高温高湿、极限高温、零度工况、极限低温[4]。根据既往用户使用环境统计，每年常温常湿环境下的使用次数占比50%，高温高湿环境下的使用次数占比20%，极限高温环境下的使用次数占比10%，零度工况下的使用次数占比10%，极限低温环境下的使用次数占比10%。以左前门为例，每年开闭6 570次为1个循环，整个试验为15个循环。试验中每个循环的温、湿度工况占比与分布如图2所示。

图2 左前门在各温、湿度下的运行次数

4.2 关门速度、车窗开闭状态、粉尘、盐雾

除温、湿度外，还需明确关门速度、车窗开闭状态、粉尘和盐雾工况在每个循环的分布。

各关门速度试验分布如图3所示。

图3 左前门在不同关门速度下的运行次数

车辆使用过程中，车窗关闭状态占比50%，半开状态占比35%，全开状态占比15%。在每个循环周期进行一次盐雾喷洒和粉尘喷洒，用于模拟沿海高盐碱工况和西北地域沙尘工况。以左前门为例，在各工况下的运行次数如图4所示。

图4 左前门在不同车窗状态下的运行次数

车门开闭时，外开内关、内开外关各占50%[5]。按照图2、图3、图4的试验要求变换温湿度、开关门速度、车窗开闭状态、粉尘和盐雾等外部环境，如此往复15个试验循环。其他车门的试验条件参考左前门，按总次数比例分配各环境工况下的试验次数，保证所有车门的试验过程覆盖用户工况。

5 试验过程参数控制

在试验过程中，为了实时反应车门系统的状态，需对多项参数进行定期监控，以了解各部位的功能和性能衰退情况，具体见表3。

表3 试验过程参数控制

续表3

15个试验循环完成后，根据记录数据对汽车的车门开闭耐久性给出综合性判定；如果出现产品故障，可根据故障所对应的工况有针对性地整改。

6 结束语

为了解决现有试验标准与车门系统的关联性和适用性较差问题，设计了汽车车门开闭耐久试验方法，通过收集消费者数据或市场调研分析，获取与用户的使用习惯及环境强相关的数据信息，梳理出最适合车门系统的试验条件及试验方法。

试验可根据车门系统所面向的不同消费人群、不同市场特点进行调整，贴近实际用户工况。

当汽车智能网联发展到一定程度，直接由车载T-BOX（Telematics BOX，远程信息处理器）调取数据进行分析处理将更为精准，可逐步取代市场调研。

[1]傅连学，陈陌. 基于消费人群属性和分类的汽车安全性影响力分析[J]. 上海汽车, 2016(9):24-30.

[2]漆晖. 汽车车门开闭耐久的试验标准与方法研究[J]. 上海汽车, 2019(4):7.

[3]王作兵，张光银，陈云涛，等. 浅谈汽车车门闭合力控制模式[J]. 汽车实用技术, 2019 (3):154-155.

[4]索乾，朱天军，孔现伟，等. 车四门两盖试验台的设计[J]. 河北工业科技, 2013(6):445-448.

[5]董天放，陈德立. 汽车车门耐久试验台的设计[J]. 汽车零部件, 2017(10):5.

2021-07-22

1002-4581（2021）06-0030-04

U463.83+4.07

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.06.009