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車門限位器設(shè)計解析 

車門開度限位器（Doorcheck）的作用是限制車門打開的程度。一方面它可以限制車門的最大開度，防止車門開得過大，另一方面，它可在需要時使車門保持開啟，如汽車停在坡道上或刮一般的風時，車門也不會自動關(guān)上。接下來就由漫談君帶大家一起來了解下車門限位器設(shè)計上如何來考慮及注意事項。

車門限位器主要有限位盒、限位臂式、扭桿式、彈簧式幾種形式。

彈簧式的車門限位器采用與鉸鏈一體式，利用彈簧和限位桿的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對車門的限位。

由于目前限位臂限位盒式車門限位器應(yīng)用最為廣泛，故只介紹限位臂限位盒式車門限位器的設(shè)計。

車門限位器一般布置在車門上下鉸鏈之間，當然一體式的車門限位器布置在車門下鉸鏈上，也有的布置在下鉸鏈的下方。

限位器布置的具體位置可以通過在開門的過程中整個開門系統(tǒng)的受力分析獲得，因鉸鏈中心線通常有點偏斜（通常2度左右，最大不能超過4度），這樣造成限位器的在布置在不同的位置的時候，對開門系統(tǒng)貢獻的力矩也不盡相同，但相差并不是很大，可以根據(jù)實際情況計算。

另外，車門限位器的布置還要考慮門的空間，盡量布置在空間比較大的地方，避免車門限位器在開門過程中與玻璃導軌、玻璃干涉，或者在車門玻璃下降的時候與玻璃等零件在某個狀態(tài)干涉或者空間太小。

車門限位器的最大開啟角度一般在60－65度之間，它的開啟角度與鉸鏈的開啟角度有很大關(guān)系。

限位器為了實現(xiàn)其限位作用，它的開啟角度要比鉸鏈角度偏小，鉸鏈的開啟角度一般在70－75度，公差在±3度；限位器的開啟角度一般在65±3度，考慮公差的情況下，限位器的開啟角度比鉸鏈至少少2度，這樣才能保證限位器充分發(fā)揮作用。

在設(shè)計中可以綜合考慮限位器的開啟角度，同時要考慮限位器一擋開啟時人上下車的方便性。一擋的開啟角度開啟的車門間隙一般不小于550mm。

1）車門限位器限位臂/限位盒/安裝支架的材料

2）其它零件材料

• 彈性橡膠塊是車門限位器中比較重要的零件，因工作環(huán)境比較惡劣，又要考慮橡膠的低溫特性、彈性、耐油脂性等，一般材料丁腈橡膠。

• 導向塊，因?qū)驂K與限位臂材料摩擦，故導向塊的材料一般為POM。

• 有些車門限位器不采用導向塊的結(jié)構(gòu)，而采用滾針的結(jié)構(gòu)，滾針的材料一般采用35鋼。

• 鉚釘，車門限位器的限位臂與車門限位器安裝支架用鉚釘鉚接在一起，鉚釘?shù)牟牧弦话銥?5鋼。

• 限位盒運動到限位器的最后開啟角度后，通常有一個緩沖塊、一個限位用的鋼板和一個限位鉚釘，緩沖塊的材料通常采用丁腈橡膠，限位鋼板的材料一般采用DC01，限位鉚釘?shù)牟牧贤ǔ235，也有的限位器沒有這些零件。

限位器的各個部件的材料并不是只有一種選擇，特別是金屬材料，在滿足要求的情況下，材料和料厚都能選擇其他的材料和牌號。

車門限位器的工作環(huán)境比較惡劣，按照相關(guān)標準要求，車門限位器要能承受5%中性鹽霧試驗144小時，這對限位器提出表面處理的要求。

因車門限位器限位盒內(nèi)部涂有很多潤滑脂，以保證限位器在使用的過程中噪音低。限位器的密封就很有必要，否則經(jīng)過一段時間使用，限位器限位盒內(nèi)進入灰塵，油脂的可攪拌性降低，限位器就會出現(xiàn)發(fā)涉、異響等現(xiàn)象，限位器的壽命降低。

限位器的密封一般在限位盒與鈑金安裝面之間添加一片帶有單面膠的海綿，來保證車門限位器的密封，減少灰塵進入限位盒，增加限位器的使用壽命。

門限位器的作用是對車門的一些特定的位置進行限位，這樣就要求車門限位器有一定的限位力矩或者開關(guān)門力矩的要求。

車門限位器的操作力矩是可以計算出來的。因整個車門開啟系統(tǒng)均是相對鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心進行旋轉(zhuǎn)，故可以針對鉸鏈中心線做一個力矩平衡。

車門限位器的操作力矩計算過程中要考慮整車在下面幾個特殊狀態(tài)下對車門限位器限位力矩貢獻。

除此之外，車門鉸鏈的傾斜，內(nèi)開外開力也要考慮。因車門的操作力矩經(jīng)過一段時間后會降低，故在設(shè)計的過程中，在不影響整車開關(guān)力的要求下，一般采用集中情況綜合下最大的力矩。

在設(shè)計的過程中，車門限位器的很多零件均可以沿用，例如限位器安裝支架，車門限位器限位盒等。限位器的設(shè)計要注意以下幾點：

車門限位器曲線的設(shè)計通常采用微積分近似方法進行。設(shè)計方法按照如下步驟進行：

1）根據(jù)整車的布置做出限位器部分的斷面圖，如下圖所示。

2）假如車門限位器的開啟角度為68度。我們把車門開啟角度等分成17個等角度，每個角度為4度，如下圖所示。

3）各個圓截得一段曲線，如下圖所示。

4）把各段曲線連接起來便得到了限位器的曲線。

車門限位器設(shè)計過程中，每一個階段都需要對車門限位器進行優(yōu)化，保證下一步的工作能夠正確的開展。車門限位器的優(yōu)化可以分為以下三種。

車門限位器曲線設(shè)計完成后，可以根據(jù)曲線對車門限位器曲線進行運動分析。如果出現(xiàn)車門在運動過程中距離相關(guān)零件之間的間隙太小，可以根據(jù)實際情況對車門限位器曲線進行優(yōu)化。在優(yōu)化的過程中要考慮以下幾點：

車門限位器曲線驗證符合實際要求后，可以根據(jù)曲線進行建模。在考慮關(guān)門的情況下，可以把限位臂在一擋的位置有個傾斜的角度，來配合自動關(guān)門的趨勢。

車門限位器數(shù)模完成后，仍有必要進行運動分析，來驗證整個開門系統(tǒng)是否滿足整車整車設(shè)計要求，當限位器限位臂不能滿足要求時，對限位器本身進行優(yōu)化。運動分析過程中要考慮以下部分的內(nèi)容。

限位臂本身可以進行以下簡單的調(diào)整，但是一般要要求為：

在車門的限位器的限位力矩不能滿足要求時，可以對彈性相交塊進行優(yōu)化，更改橡膠的配方，或者直接更改限位塊的硬度，來滿足不同的限位力矩要求。

在運動分析過程中，如果限位器本身干涉，可以調(diào)整限位器的曲線，也可以更改限位盒，在限位盒空間或者強度允許的情況下，增加限位器限位盒的開口，但是一定要注意限位盒的密封。如果限位器經(jīng)過調(diào)整后，限位盒內(nèi)的滾針與限位臂之間的角度過小，可以調(diào)整限位盒內(nèi)支架的角度來滿足限位臂在限位盒內(nèi)的運動的空間。

根據(jù)車門限位器的使用，限位盒限位臂式車門限位器的失效模式主要有以下幾種，具體見下表。

目前市場的車門限位器主要還是限位盒、限位臂的結(jié)構(gòu)，發(fā)展趨勢向更可靠、更安全來的趨勢發(fā)展。在歐洲市場上扭桿式應(yīng)用也得到推廣，特別是大眾體系的產(chǎn)品，幾乎都是扭桿式。另外在寶馬等豪華汽車上氣彈簧和限位桿配合也有應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)對噪音、可靠性、限位器壽命等都有很大的改觀。