一种集成多点位限位功能的车门铰链设计

张光宇，张仙彦，徐鹏，谭俊良

（1.陕西汽车集团汽车工程研究院，陕西 西安 710200；2.中集陕汽重卡专用车有限公司，陕西 西安 710200；

3.西安西沃客车有限公司，陕西 西安 710089）

一种集成多点位限位功能的车门铰链设计

张光宇1，张仙彦2，徐鹏3，谭俊良1

（1.陕西汽车集团汽车工程研究院，陕西 西安 710200；2.中集陕汽重卡专用车有限公司，陕西 西安 710200；

3.西安西沃客车有限公司，陕西 西安 710089）

常见的车门铰链和车门限位器都是安装在车门的不同位置上，本文所介绍的自带多级限位功能的车门铰链将车门的旋转和限位两个功能整合到一起，同时具有多点位的限位功能。该机构的设计既节省了空间，也简化了安装调试工序，非常适合于卡车车门，客车、校车应急门商用车辆。

商用车；车门铰链；多点位；限位

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

前言

铰链作为连接件在汽车车门系统中广泛应用，现有的车门大多采用铰链加限位装置的结构形式。这种形式的铰链相对较为简单可靠，但限位装置占有较大空间，空间布置较为困难，而具有限位功能的铰链能够使限位结构更为紧凑。具有限位功能的铰链在设计过程中通过什么结构实现车门铰链的限位功能是主要的难点，其次要对铰链的结构强度进行校核， 应满足QC/T 586-1999《汽车车门铰链》中的相关要求。

1、车门铰链的形式

1.1 车门铰链设计的工作内容

根据车门开启、关闭的具体要求及车门相关参数进行设计，具体包括：

（1）车门铰链刚强度的设计满足可承载相应车门重量100kg的车门，并能控制车门运动的轨迹；保证车门顺利平稳的旋转运动。

（2）车门铰链自带限位机构，通过形锁合保证车门开启最大角度60°时可限位；

（3）车门铰链自带两档开启机构。由关闭状态开启，一档开启角度30°，二档开启角度60°，各档位清晰，锁紧可靠不晃动。

1.2 具有限位功能的车门铰链工作原理

铰链体、铰链轴和轴套（见图1-1）为固定连接，当车门开启或关闭时驱动铰链轴运动，铰链轴带动轴套进行旋转运动，促使带压缩弹簧的限位体通过滚轴的滚动发生受压而压缩弹簧，此时滚轴离开轴套的卡槽，当轴套转过一定角度后，限位体推动滚轴又重新回到转轴的卡槽，车门停止运动，继续给车门施加作用力，轴套转过一定角度后，限位体推动滚轴又重新回到转轴的卡槽，车门停止运动。同时车门铰链通过形锁合保证车门开启最大角度60°。

1.3 车门铰链总成及各零部件

2、车门铰链的设计

2.1 车门铰链的强度要求

首先对车门铰链在车门受垂直载荷下进行受力分析（见图2-1）。车门开启时，车门重量对车门铰链产生相应的弯曲应力σ1，当σ1＞σs时，铰链产生永久变形，铰链失效。当σ1＜σs时，铰链满足要求。σs为材料的屈服限，为310N/mm2。车门质量为100Kg，a=620mm,F1=100N, d=892mm, b=401mm, h=134mm,t=10mm。

可见σ1＜σs，因此铰链的强度满足要求。

2.2 车门铰链自带限位机构的设计

车门铰链体A设计增加凸角，当铰链体A绕铰链轴旋转到一定角度时，凸角被铰链体B限制，不能继续旋转，实现形锁合。铰链体A旋转的角度由凸角的位置决定。

2.3 车门铰链自带两档开启机构的设计

车门处于关闭状态时，滚轴卡于轴套的卡槽中（见图2-3）。当车门开启时，车门驱动铰链轴运动，铰链轴带动轴套进行旋转运动，促使带压缩弹簧的限位体通过滚轴的滚动发生受压而压缩弹簧，此时滚轴离开轴套的卡槽，当轴套转过30o后，限位体推动滚轴又重新回到转轴的卡槽，车门停止运动（见图2-4）。继续给车门施加作用力，轴套转过60°后，限位体推动滚轴又重新回到转轴的卡槽，车门停止运动（见图2-5）。

3、结论

具有限位功能的铰链能够简化车门系统的结构，但提高了铰链本身结构的复杂程度。在铰链实现限位功能时，应充分考虑限位结构的强度和刚度以及可靠性，再根据车门开度满足人员上下车的要求合理选择限位角度，最终实现铰链的限位功能。

[1] QC/T 586-1999 《汽车车门铰链》.

[2] 李洪刚，《浅谈产品设计中的铰链连接结构》[J],艺术与设计（理论），2008（6）.

[3] 濮良贵等，《机械设计》 第八版，高等教育出版社.

The design for Door Hinge with Multi Point Limiting Function

Zhang Guangyu1, Zhang Xianyan2, Xu Peng3, Tan Junliang1
（1．Shaanxi Automobile Group Automotive Engineering Research Institute, Shaanxi Xi'an 710200; 2. CIMC- Shac Sepcial Vehicle Co.,Ltd., Shaanxi Xi'an 710200; 3. Xi'an Silver Bus Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710089）

Both the door hinge and the door limiting device installed on the different place of the door, this paper introduced A type of door hinge which contain revolution function and limiting function, it's also have multi point limiting function. The design of this device can save space and also convenient for adjusting, it's suitable for the door of truck, bus, school bus and so on.

Vehicle；Door Hinge；Milti Point；Fixed-point

U463.8

A

1671-7988(2015)03--

张光宇，就职于陕西汽车集团汽车工程研究院。