目 录
1 车门限位器的主要形式 ………………………………………4 1.1 限位盒、限位臂式 ………………………………………4
1.2 扭杆式 ……………………………………………………4
1.3 弹簧式 ……………………………………………………5
2 车门限位器的设计 ……………………………………………6 2.1 车门限位器的布置 ………………………………………6
2.2 车门限位器的开启角度 …………………………………6
2.3 车门限位器的材料 ……………………………………… 6
2.3.1 车门限位器限位臂材料 ……………………………6
2.3.2 车门限位器限位盒材料 ……………………………6
2.3.3 车门限位器安装支架的材料 ………………………6
2.3.4 其它零件材料
………………………………………6
2.4 车门限位器的表面处理 …………………………………7
2.5 车门限位器的密封
………………………………………7
2.6 车门限位器的操作力矩 …………………………………7
2.7 车门限位器的曲线设计 …………………………………7
3 车门限位器的优化 ………………………………………………9
3.1 车门限位器曲线的优化 …………………………………9
3.2 车门限位器限位臂的优化 …………………………………9
3.3 车门限位器内部结构优化 …………………………………9
4 限位器的失效模式 ……………………………………………… 10
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5 车门限位器的发展趋势 …………………………………………11
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1 车门限位器的主要形式
目前市场上的车门限位器有以下几种: 1.1 限位盒、限位臂式(见图 1、图 2)
图 1 图 2
它的工作原理为:限位器支架通过一安装螺栓紧固在车身上,限位盒通过 两个安装螺钉紧固在车门上,当开门的时候,限位盒便会沿着限位臂进行运动。 由于限位臂上做有高低不同的结构,弹性橡胶块便会有不同的弹性变形,这样 就需要人在开门的时候用不同的力进行关门。在每一个限位的位置点,便能起 到对车门的限位作用。
这种结构是目前应用最广泛的,它的具体形式还有很多种:有的限位臂是 冲压的结构,有的限位盒内采用滚针,有的限位盒内采用滚珠,有的限位盒内 采用导向块……但是限位的原理同出一辙。
这种结构的优点是结构简单,成本低,占用空间小,免维修。缺点是对钣 金的要求偏高,如果铰链强度不够,车门下沉,很可能产生异响,运行一段时 间后,限位力矩降低很快。
这种结构的车门限位器一般有两当或者三挡,它的最大力矩在 35Mm 左右, 长度一般在 60mm 左右,最大开启角度一般在 70 度以下,耐久试验后,扭矩变 化大概在 30%-40%。
1.2 扭杆式(见图 3、图 4)
它的工作原理是:与铰链一体,通常安装在下铰链上,在关门的过程中, 通过扭杆变形,产生不同的力,来达到限位的目的。
这种结构多用在欧洲车市场,因为是爱德夏的专利,目前我公司车上还未 成运用。
这种结构的优点是噪音低,寿命强,限位效果好。缺点是占据空间大, 结构复杂,维修成本高等。
这种结构的限位器一般有两挡或者三挡,它的开门力矩最大为 45Nm,关门
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力矩最大 50Nm,最大开门角度在 60-65 度左右,耐久试验后,扭矩变化大概 在 15%左右。
图 3 图 4
1.3 弹簧式
弹簧式的车门限位器采用与铰链一体式,利用弹簧和限位杆的结构来实现 对车门的限位。见图 5,图 6。
轴承 连接车门 限位杆 连接车身 弹簧 图 5 图 6
它的工作原理为:在车门开启的时候,连接车门的部分跟随车门旋转,带 动限位杆旋转,限位杆便会摩擦轴承部分的外套,由于限位杆上有高低不等的 结构,靠弹簧的弹力便产生了不同的限位力,达到限位车门的目的。
在目前的市场上,该结构应用不是很多,主要原因是它的很多缺点导致的。 跟上述两种限位器的结构对比,该结构占用空间在两者之间,但是由于铰链的 旋转中心轴在限位部分为悬臂,限位器的限位扭矩不能过大,否则悬臂的强度 存在风险;另外这种结构在限位处有轴承,轴承的工作环境很恶劣,很容易受 到损害,产生异响。由于上述的诸多原因,该结构限位器应用不是很广泛。
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这种结构的限位器优点是限位挡位比较清晰,限位力矩容易调整等。 2 车门限位器的设计
由于目前限位臂限位盒式车门限位器应用最为广泛,故在本设计指南中, 只介绍限位臂限位盒式车门限位器的设计。 2.1 车门限位器的布置
车门限位器一般布置在车门上下铰链之间,当然一体式的车门限位器布置 在车门下铰链上,也有的布置在下铰链的下方。限位器布置的具体位置可以通 过在开门的过程中整个开门系统的受力分析获得,因铰链中心线通常有点偏斜 (通常 2 度左右,最大不能超过 4 度),这样造成限位器的在布置在不同的位置 的时候,对开门系统贡献的力矩也不尽相同,但相差并不是很大,可以根据实 际情况计算。
另外,车门限位器的布置还要考虑门的空间,尽量布置在空间比较大的地 方,避免车门限位器在开门过程中与玻璃导轨、玻璃干涉,或者在车门玻璃下 降的时候与玻璃等零件在某个状态干涉或者空间太小。 2.2 车门限位器的开启角度
车门限位器的最大开启角度一般在 60-65 度之间,它的开启角度与铰链的 开启角度有很大关系。限位器为了实现其限位作用,它的开启角度要比铰链角 度偏小,铰链的开启角度一般在 70-75 度,公差在正负 3 度;限位器的开启角 度一般在 65 正负 3 度,考虑公差的情况下,限位器的开启角度比铰链至少少 2 度,这样才能保证限位器充分发挥作用。在设计中可以综合考虑限位器的开启 角度,同时要考虑限位器一挡开启时人上下车的方便性。一挡的开启角度开启 的车门间隙一般不小于 550mm。 2.3 车门限位器的材料
2.3.1 车门限位器限位臂材料
为了满足限位器的过载开门试验,限位臂的材料一般是 Q235+PA66,Q235 的 料厚一般为 3mm。
2.3.2 车门限位器限位盒材料
考虑限位盒的冲压要求,车门限位器限位盒的材料一般为 DC03,限位盒盖的 材料一般为 DC01,料厚分别为 2.0mm 和 1.5mm。 2.3.3 车门限位器安装支架的材料
因车门限位器支架是把限位器安装在车身上的唯一一个零件,故它的材料 及强度要求比较高,通常采用 B450NQ,料厚通常为 2.0mm。 2.3.4 其它零件材料
弹性橡胶块是车门限位器中比较重要的零件,因工作环境比较恶劣,又要 考虑橡胶的低温特性、弹性、耐油脂性等,一般材料丁腈橡胶。
导向块,因导向块与限位臂材料摩擦,故导向块的材料一般为 POM。有些车 门限位器不采用导向块的结构,而采用滚针的结构,滚针的材料一般采用 35 钢。
铆钉,车门限位器的限位臂与车门限位器安装支架用铆钉铆接在一起,铆 钉的材料一般为 45 钢。
限位盒运动到限位器的最后开启角度后,通常有一个缓冲块、一个限位用 的钢板和一个限位铆钉,缓冲快的材料通常采用丁腈橡胶,限位钢板的材料一 般采用 DC01,限位铆钉的材料通常 Q235,也有的限位器没有这些零件。
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