某轻客车型匹配电动门的方案设计

赵海龙，徐金梅，迟玉华，李印鹏，张龙，胡建锋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

开发车型与基础车型的车身尺寸保持一致，将右前门改为电动门；开发车型的车身结构在基础车型上不做大的结构变更，即参考标杆车型结构，整车的 A柱、B柱断面结构不做更改，B柱后移205mm，来满足门洞尺寸要求；动力匹配与基础车型一致，发电机更换为150A；底盘系统沿用现有成熟结构，管路随车身结构做适应性修改；重新设计右前门控制开发及线束布置，取消右前门扬声器及其支架，暖风管路重新布置以避让踏步；闭合件系统的电动门重新设计开发。

1 技术要求

对国内较先进的轻型电动门样车门系统尺寸参数及性能进行全面的测试，了解其密封性、开启方便性、振动、噪声、上下车方便性、可靠性、车身模态、刚度等各项性能指标，指导开发车型电动门产品的开发设计，确保电动门产品门系统各项性能达到或超过国内较先进的同类产品水平。

底盘系统：整车配置添加电动门后，对动力匹配和传动系没有影响，动力性能仍为2.8L国四发动机+5MT变速箱，发舱结构同基础车型发舱结构一致，不变动。由于电动门装置与国四排气系统的催化器发生干涉，对排气装置和踏步装置进行设计路线优化。

电器系统：电动门采取手动及遥控两种控制方式，具备自检及防夹功能，取消右前门扬声器及门锁联动控制功能。其他电器配置保持不变。

安全装置：整车选配安全气囊及预紧式安全带，选配倒车雷达。

闭合件系统：右前门由外开门变更为电动门，门体由铝合金门框加钣金蒙皮加粘接式玻璃组成，门锁由门泵加限位块锁紧，门开启关闭过程由转动臂控制，配置内外应急开启，门密封由内外双层密封组成。

2 可行性分析

2.1 造型对比

开发电动门车型在基础车型的基础上整车长宽高均未发生变化，造型主要变动为在现有的基础车型基础上将右前门外开门换成电动门，如图1所示。

图1 造型对比

2.2 车身结构分析

2.2.1 侧围总成设计

2.2.1.1 结构说明

开发车型车体侧围总成大部分沿用基础车型侧围结构，仅右前门门框位置钣金改为电动门侧围门框结构，出于造型一致性的考虑，侧围造型分缝与基础车型保持一致，侧围内板和加强板在原有结构上做适应性修改，如下图。

图2 结构说明

2.2.1.2 加强结构

为保证车体强度，门框部分采用方钢骨架结构，材料采用50mmx50mmx2mm和50mmx30mmx2mm两种规格方钢焊接，方钢外部由钣金焊接成腔体将方钢包裹起来，如下图。

图3 加强结构

2.2.2 前围设计

开发车型前围基本沿用基础车型前围结构，仅前地板踏步兜处发生变化，具体变化如下图所示。

图4 前围结构

2.2.3 车架设计

2.2.3.1 结构说明

开发车型车架总成部分右前踏步兜及周边钣金发生变化，主要是右前裙边上段总成（钣金结构）改为右前裙边上段总成（方钢骨架），如下图；

图5 车架结构

2.2.3.2 加强结构说明

右前裙边上段总成（方钢骨架）用于固定电动门门泵总成、转臂、平衡杆，安装上车扶手和行人上下车用，为保证强度，骨架结构采用 20mmx20mmx2mm方钢焊接，骨架封板采用2mm铁板，如下图。

图6 加强结构

2.3 闭合件设计

2.3.1 开发车型闭合件结构最大化沿用基础车型闭合件结构

仅右前门由外旋转门改为电动门，电动门采用外后摆动运动方式，总成由门板、转臂、转臂支承、门泵泵体、平衡杆总成、门框型材、门板胶条、门框内装饰胶条等组成，如下图所示。

图7 电动门示意

2.3.2 关于电动门开度相关尺寸要求

在未考虑装配胶条的情况下：门洞高度为 1847mm，宽度为728mm，大于法规要求的最小尺寸，满足使用要求。在考虑装配胶条的情况下：门洞高度为 1811mm，宽度为672mm，大于法规要求的最小尺寸，满足使用要求，如下图。

图8 电动门开度尺寸

2.3.3 相关技术要求

电动门完全关闭状态时，主要靠门和门框左右上下共四个金属限位块来配合限位，以保证门在关闭状态下锁止；电动门完全打开状态时，主要靠旋转臂上的橡胶限位块撞击踏步兜钣金限位。电动门最大开度时门的旋转角度为 113°；电动门电路失效处于紧急状态时，主要靠紧急开关，内紧急拉手，外紧急拉手等机械结构手动打开电动门。

图9 电动门开关示意

2.4 整车电平衡

经计算，电动门车型怠速时和极限时整车电流值如下：

下图为某发动机所配发电机（13.5V，110A）热态输出特性曲线：

图10 输出特性曲线

根据现用的发电机（13.5V，110A）输出特性曲线得出发电机在怠速时（2044.5转）的输出电流为72A ＜ 整车所需电流86.5A。不满足使用要求。

根据现用的发电机（13.5V，110A）输出特性曲线得出发电机在极限时时（5875转）的输出电流为112A ＞ 整车所需电流103.33A。满足使用要求。

下图为某发动机所配发电机（13.5V，150A）热态输出特性曲线：

图11 热态输出曲线

根据现开发的发电机（13.5V，150A）输出特性曲线得出发电机在怠速时（2044.5转）的输出电流为92A ＞ 整车所需电流86.5A。满足使用要求。

根据现开发的发电机（13.5V，150A）输出特性曲线得出发电机在极限时（5875转）的输出电流为150A ＞ 整车所需电流103.33A。亦满足使用要求。

根据以上论述：现有发电机状态不满足整车电量平衡。需更换为150A大发电机，与其相匹配的发动机线束同步更换。

2.5 底盘方案

2.5.1 动力匹配

整车配置电动门后，对动力匹配和传动系没有影响，动力系统仍为基础车型动力总成，传动轴总成为 2200010X XXX，发舱结构同基础车型发舱结构一致，不变动。

图12 动力系统示意

2.5.2 排气系统

由于新配电动门装置与国四排气系统的催化器发生干涉，如下图：

图13 干涉示意

现对排气装置和踏步装置进行设计路线优化方案。

图14 需优化示意

图15 排气示意

三级踏步高度177mm缩短30mm，至137mm，法规规定最小值为120mm，满足要求；排气装置的催化器分段沿Z轴下降了17mm，沿Y轴向左侧移动20mm后催化剂与踏步兜最小间隙为36mm，与踏步板最小间隙为60mm。同时为了焊催化剂的吊挂，故在踏步兜内多加了一截矩形管，可以提高焊装吊挂的强度。前排气管和中间连接管总成根据催化器的位置变动，接口路线重新设计，如图15。

2.5.3 空调管路设计

国四空调管路与车身右前踏步兜骨架干涉问题，如下图：

图16 干涉示意

优化后，短路走向改变，消除干涉，如下图。

图17 优化后示意

3 结论

在基础车型上配置电动门，经初步方案评审，数据初步校核，车身、内外饰、电气及底盘设计方案可行。

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