汽车开闭件系统功能与管理

汽车开闭件系统功能与管理

陈立锋 龚广喜

无锡英捷汽车科技有限公司 江苏无锡 214000

摘要：汽车系统表现出整体性，系统范围内的开闭件也是重要部分。与此同时，制作开闭件的相关工艺包含了复杂的多流程，例如冲压和焊接、各类零件装配、组装和总成加工。从车身整体来看，开闭件相关的工艺和装配都尤为严格。开闭件应当符合特定的稳固性要求，严格密封并且可以灵活运转。由此可见，开闭件的总体质量密切关系到整车的工艺水准，有必要设置优良的开闭件性能，同时强化日常管理。

关键词：汽车；开闭件；系统功能；管理

中图分类号：U462文献标识码：A

1、系统的功能

1.1发动机盖

在车身前侧设有发动机盖，通过发动机盖铰链和锁固定在白车身上。发动机盖系统用来防尘防水、隔音隔热，提高驾驶舱乘坐舒适性；发动机盖与下部的护板一起保护机舱部件，尤其保护发动机等重要零部件，提高机舱零部件使用寿命。发动机盖还有一个重要作用：行人保护。它为低速碰撞时，避免行人直接撞击到机舱的坚硬零部件上，吸收撞击产生的能量，保护行人安全。从系统总体来看，发动机盖除了铰链、前盖锁，还布置有密封条、支撑杆（或气撑杆）、隔热垫、缓冲块（调节装配间隙面差）等部件，这些部件共同构成了机盖系统。

1.2天窗

天窗种类：作为重要的一类开闭件，汽车天窗是基本的构件。天窗分为两大类，普通小天窗和全景式天窗。其中普通小天窗又分手动天窗和电动天窗；全景天窗分开启式全景天窗（通过电机驱动链条将前部一块玻璃运动到另外一块后部玻璃上，完成开启动作，遮阳帘通过电机驱动链条完成遮阳帘的开启）和固定式全景天窗（玻璃顶盖通过粘接工艺完成在车身上的固定，不能开启，遮阳帘通过电机驱动链条完成遮阳帘开启动作）；开启式全景天窗中又分外开式全景天窗和内藏式全景天窗。根据成本、功能、造型，它们各自有各自的优缺点。

天窗功能分类及介绍：①换气功能：汽车天窗系统的作用是利用车辆行驶时负压换气（即利用负压原理），天窗通过传动机械组将玻璃车后移动或玻璃起翘，按要求玻璃停留在任意位置，汽车行驶中气流在天窗上的快速流动形成负压区，而将车内空气抽出，达到换气目的。②增加视野开阔度：天窗玻璃具有较高的透光率，打开遮阳帘状态下能让乘员透过天窗观看到外界，提高视野开阔度，提升乘员舒适性。

天窗玻璃一般采用钢化玻璃，透光率为18.5%或8%，玻璃厚度为4.0mm厚，如果是固定式天窗，采用的是夹层玻璃，玻璃厚度为4.96mm(2.1mm玻璃+0.96mm膜+2.1mm玻璃)。天窗导轨一般采用阳极氧化铝材料，耐腐蚀性能较好。遮阳帘总成由遮阳帘横杆、侧张紧条、面料、卷轴等组成，如果是固定式天窗一般布料选择全遮光面料，开启式天窗一般采用半遮光面料，面料的遮光度其实根据卷轴的形式有关系，全遮光面料不适用于卷簧结构的遮阳帘。

1.3车门

所有类型的汽车都必须配备车门，然而车门也属于较复杂的一类开闭件。车门除了钣金件、车门饰板外还包含较多车门附件，一般分为如下几类：（1）开闭保持系统，包括车门铰链、限位器、门锁、开启把手；（2）升降密封系统，包括玻璃、升降器、水切、密封条、防水膜等等；（3）车门电子功能件，包括后视镜、扬声器、车门氛围灯等部件。整个车门系统，通过车门钣金（主要是防撞梁）和车门饰板可以抵抗和吸收碰撞时产生的能量，保护驾乘人员；通过升降密封系统，防尘防水隔音，提高驾乘舒适性；通过车门电子功能件，实现驾驶、娱乐的舒适方便性。

1.3.1车门铰链和车门限位器

车门铰链和车门限位器一般是配合使用。车门铰链主要包括活动机构、固定机构、转动轴三部分,活动机构和车门连接,固定机构和门柱连接。铰链有明铰链和暗铰链之分,其中暗铰链比较常用，且有内开式和外开式两种铰链的结构型式很多,主体采用冲压件的较多。车门是靠两个铰链悬挂在A柱上,铰链不但起到支撑固定车门的作用,还要防止车门下沉的作用。由于车门的重量加载在铰链上并不断旋转,所以铰链必须要满足强度高、质量轻、结构紧凑的特点。车门限位器主要采用拉杆式,包括限位臂、安装支架、弹簧、罩盖、橡胶垫等组成,车门限位器一般有三个开度，也有个别车有两个开度，主要取决于车门开启大小来设计限位臂档位的个数。车门限位器主要保证车门具有必要的开度,并能使车门停在开度上,以保证乘客上下安全,它配合车门铰链共同作用,以达到固定车门位置,防止车门自动关闭的作用。

现在有一种新型的限位机构,即铰链和限位器是集成在一体的,在齿板边缘开出每级限位的限位槽,滚柱沿齿板滚动并卡在相应的限位槽里,从而控制车门的开度位置，这种结构装配容易,较易满足力矩要求和开启角度要求,以及实现关门力的要求。它的基本原理是用齿板和滚柱来限位的,其缺点是铰链的占用空间较大,需要充分考虑铰链和限位器的布置空间。

1.3.2车门玻璃

车门玻璃一般为钢化玻璃,是指将玻璃加热到软化点附件骤冷而制成的,是采用平板玻璃或浮法玻璃经过二次加工而成的高强度玻璃,它具有良好的光学和力学性能,同时具备耐磨性、耐热性、安全性、密封性、隔音性等性能,当门玻璃被外力破坏时,碎片会成类似蜂窝状的碎小钝角颗粒,不易对人体造成伤害,保障了乘员的驾驶和乘坐安全。现在高端车型上车门夹层玻璃使用的也越来越多了。

1.3.3玻璃升降器

车门升降器按照驱动形式，分为手动和电动升降器；按照结构形式分为臂式和绳轮式升降器。

手动玻璃升降器：以人为动力的玻璃升降器。手动升降器一般都有安装手动摇柄，汽车乘员通过转动手动摇柄来驱动升降器传动机构，通过玻璃升降机构实现玻璃上下升降。手动玻璃升降器具有结构简单、成本低的优势，缺点是舒适性便捷性差。电动玻璃升降器：采用电机为动力源，通过电动机驱动玻璃升降器传动机构，最终实现玻璃的上下升降。和手动玻璃升降器相比，其结构较为复杂成本较高，其便利性和舒适性好。

臂式玻璃升降器：臂式玻璃升降器的传动机构为齿轮赤坂啮合传动，除齿轮外其他结构均为板式结构。（1）单臂式玻璃升降器结构的特点是只有一个升降臂，结构简单；（2）交叉臂式玻璃升降器：升降器的结构特点是具有两个升降臂，与单臂式升降器相比，双臂升降器本身可保证玻璃的平行升降，适用宽度大的玻璃。

柔式玻璃升降器：柔式玻璃升降器的传动机构为齿轮软轴啮合传动，故其设置、安装比较灵活方便。（1）金属导轨轮绳式玻璃升降器：金属导轨轮绳式玻璃升降器由直流电机驱动，玻璃托架安装在金属导轨上滑动，通过卷丝筒、绳索转动，使车窗玻璃沿滑动导轨上升或下降到需要位置的一种装置，根据导轨数量的不同，又分为单导轨和双导轨两种。其中单导轨升降器只有一根滑动导轨，体积紧凑，安装方便，成本低，一般用于车窗玻璃长度不大的车型。而双导轨轮绳升降器有两根相互平行的导轨，导向性好，成本相对较高，体积也较大，一般用在车窗玻璃较宽的车型上。（2）塑料导轨一体式模块化玻璃升降器：轮绳式玻璃升降器的一种，驱动和传动方式与金属导轨轮绳式升降器相同，其不同点为升降器导轨集成在升降器底板上，导轨与底板为一体注塑结构。此结构升降器运行平稳，密封性高，提升整车NVH效果，玻璃导轨采用全塑材料，与底板注塑一体，集成扬声器及线束的安装，降低车门重量，成本相对较高。

1.4背门/行李箱系统

一般来说，三厢车尾部定义为行李箱，两厢车定义为背门系统，下面我们重点以背门为例做相关说明。背门总成是位于车身后背部的开闭件，需要保证其基本的开关运动，打开时的支撑定位和关闭时的密封；背门一般由背门焊接总成、背门铰链总成、背门锁总成、背门玻璃、气撑杆、背门护板总成及一些背门线束、附件（牌照板、牌照灯、摄像头）等组成。有些背门系统因造型布置还有后组合灯。随着科技的发展，背门系统越来越多实现智能化，如电动背门系统，包含电动撑杆、脚踢感应器等智能部件，实现不用手来操作即可打开背门。

2、汽车开闭件的管理

汽车开闭件是汽车中最重要的系统之一,对其高效和科学的管理,是非常重要的,可以按照不同的类别进行分类管理。

2.1按照功能分类管理,分为电子件、运动件、保持件等系统

电子件系统包括天窗、门模块、后视镜、锁系统等,他们都通过电子系统的控制达到一定的功能,天窗通过控制电机控制天窗的开闭,玻璃升降机通过电机和控制玻璃的升降和防夹,后视镜通过电机和电加热实现镜片的电动调节和除霜除雾,锁系统通过微动开关和电机控制四门两盖的开闭。运动件系统包括玻璃、内外拉手、铰链等,它们都是通过上下或者旋转运动来实现功能的。保持件系统包括四门两盖饭金、车门限位器、密封条、气弹簧、车门装饰板等。四门两盖饭金起到保持车体造型、保护内部结构的作用；车门限位器可以保持车门的开度,方便人员进出；密封条可以防止雨雪、灰尘进入车厢，保持车内整洁；气弹簧一般用在前后盖上,保持前后盖的开度。

2.2按照材料分类管理

可分为非金属开闭件和金属开闭件系统汽车上所使用的材料分为金属材料和非金属材料两大类,开闭件系统也不例外。非金属开闭件主要包括天窗、门模块、后视镜、锁系统、玻璃、内外拉手、密封条等零件。天窗主要使用的玻璃等材料；门模块主要使用PP等材料,后视镜主要使用PP、PA、发泡、玻璃镜片等材料；内外拉手主要使用PP等塑料材料,密封条主要使用EPDM、TPV等橡胶材料。金属开闭件主要包括铰链、四门两盖饭金、车门限位器、气弹簧、等零件。铰链使用高强度成型钢，四门两盖饭金件主要使用冷轧镀锌钢板冲压成型、车门窗框主要使用冷轧钢板辊压成型。使用金属材料的开闭件多起支撑、固定作用,承重量比较大,如铰链和限位器支撑固定门和前后盖,四门两盖饭金支撑非金属功能件,气弹簧支撑前后盖,车门窗框导轨则起到支撑引导玻璃的作用。使用非金属材料的开闭件多是一些功能件,这样设计既可以实现汽车的功能,又能减轻整车质量。

结束语：

从现状看，汽车开闭件可分成不同材质和类型。确保开闭件可以正常运转，才能进而维持最优的整车性能。科学管理汽车系统中的开闭件，可在更大程度上延长开闭件的运转年限，防控突然性的整车故障。然而从目前看，开闭件系统配备的管理仍没能达到完善，有待长期的改进。未来的实践中，相关人员仍有必要不断摸索系统管理的经验，服务于汽车开闭件整体质量的提升。

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