背门设计指南-R.docx

背门设计指南目录1 .概述22 .背门的结构型式22.1 上开式22.2 侧开式33 .背门设计流程44 .背门设计要求54.1 法规要求54.2 人机要求74.3 性能要求74.4 工艺性要求74.5 轻量化设计85 .背门附件布置和典型断面设计85.1 背门附件布置85.2 典型断面设计136 .背门密封面设计146.1 背门密封面定义146.2 背门密封面的基本要求146.3 背门密封面设计要点157 .选材建议201 .概述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；需要满足相关法规要求，模态、刚度应达到设定目标，满足制造工艺要求，在满足性能的前提下重量尽可能轻背门总成与外造型息息相关，需要从造型效果图阶段就开始介入分析，保证满足造型意图的前提下，相关工程结构能实现2 .背门的结构型式2.1 上开式背门较链布置在背门顶部，开启时背门绕较链轴线向上举升（如图1所示）这种开启方式的背门一般由背门焊接总成、背门钱链总成、背门锁总成、背门护板总成及一些背门附件、线束等组成图1上开式背门典型的上开式背门焊接总成结构如图2所示背il内布营门外由胃口说铛加胃行（左，韦:营门可弹蜚加理根!左，£）图2上开式背门结构2.2 侧开式背门较链布置在背门侧面，常见于背门上挂备胎的SUV车型。

由于备胎置于背门外，影响后部碰撞，另外背门较链布置在侧面，侧围后立柱需要加强，导致侧围、背门结构左右不对称，会增加设计难度及成本这种开启方式的背门一般由背门焊接总成、背门钱链总成、背门锁总成、背门护板总成、备胎和护罩总成及一些背门附件、线束等组成（如图3所示）图3侧开式背门典型的上开式背门焊接总成结构如图4所示图4侧开式背门3 .背门设计流程本文就上开式背门展开论述，其设计流程如下：车身、内外饰、电器总布置反馈造型问题NOOK细化背门内板、外板，增加各功能件安装、固定点工艺、CAE反馈设计、细化各加强板，增加加强筋、焊接定位结构等4 .背门设计要求4.1 法规要求4.1.1 外部凸出物背门外部型面需要满足以下法规：国内GB11566-2009《乘用车外部凸出物》欧洲ECER26《就外部凸出物方面批准车辆的统一规定》74/483/EEC《机动车辆外部凸出物》法规要求如下（详见GB11566-2009）:除以下零部件外：— —高于地面1.8m的零部件；— —低于底线的零部件；— —在工作状态或静止状态下，均不能被直径为100mm的球体所触及的零部件；凸出车身外表面不到1.5mm的零件以及凸出车身外表面1.5mm以上、5mm以下但零件朝外的步伐是圆滑的零部件。

其余车身外表面凸出零件的圆角半径不应小于2.5mm如图5所示图5外部凸出物要求4.1.2 对于后牌照安装在后背门外板上面的，需根据以下法规要求进行校核：国内GB17541-1995《汽车和挂车号牌板（架）及其位置》欧洲70/222/EEC《机动车辆及其挂车后牌照板的固定及其安装空间》北美SAEJ686-1999《机动车牌照板》后牌照的尺寸具体如下：1）,国内：440mmX140mm2）,欧州：520mmx120mm（一般采用此种）340mmx240mm后牌照的安装位置要求如下：1），后牌照板的中点不要处于车辆纵向对称平面的右方；2），后牌照板及号牌架不要超出车辆后端左边缘；3），后牌照板下边缘距离地面不小于0.3m；4）,后牌照板上边缘不要高于地面1.2m,如果不能满足，则尽可能靠近1.2m,但不能超过1.2m；5）后牌照板的垂直度的范围为±5°，如果由于车身后部形状的设计原因，不能满足此要求，则：上边缘不超过1.2m,向上的倾斜角度不超过30°,如上边缘超过1.2m,则向下倾斜角度不超过15°后牌照可视角度要求（在如下空间可见）：1），从后牌照两侧向外的可视角度为30°；2），从后牌照的上边缘向上的可视角度为15°；3）,如果后牌照上边缘离地高度大于1.2m,通过牌照板下边缘的水平面，则上边缘向下的可视角度为15°。

4.1.3 后视野要求后挡风玻璃透明区域要满足以下法规：国内GB15084-2013《机动车辆后视镜的性能和安装要求》欧洲2003/97/EC《间接视野装置和安装这类装置车辆的型式批准》法规要求如下（详见GB15084-2013）：驾驶员借助内后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为20000mm的视野区域，其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后60000mm处延伸至地平线在测量上述后视野时，允许头枕、遮阳板、后风窗刮水器、加热元件、S3类制动车灯，或车身构件（如：纵向基准面附近对开门的后窗立柱等部件）遮挡部分视野，但当遮挡部分投影在与汽车纵向基准面垂直的铅垂面上时，其总和应占视野的15%以下遮挡程度是在头枕处于最低位置，遮阳板处于收回位置时测定4.2 人机要求对于在背门牌照灯盖板区域布置外开扣手的，其离地高度推荐值为1000mm,以保证操作舒适背门开启和关闭力推荐值40WFW55N4.3 性能要求4.3.1 刚度刚度是物体抵抗变形的能力刚度有两种，静态刚度和动态刚度静态刚度一般包括弯曲刚度和扭转刚度两种背门总成的刚度应满足设计目标，以保证汽车在正常使用过程中不会产生过大变形，避免产生无法正常开闭、密封不良导致漏水等质量问题。

动态刚度用车身模态频率来衡量这个频率应该与载荷的激振频率相差较大才可以，以在汽车行驶过程中避免产生共振，提升NVH性能4.3.2 背门外板抗凹性背门外板平坦部位应有背门内板的撑脚或者补强板进行支撑，以满足抗凹性，避免当人手按压背门外板等情况时，产生过大变形，影响外观品质4.4 工艺性要求4.4.1 冲压工艺性首先要考虑的就是背门总成各零件的冲压工艺性比如对冲压方向，拔模角度，开孔方向，工艺缺口，零件最小圆角，孔边距等要有充分的考虑4.4.2 焊接工艺性在设计时要考虑到焊接的可行性和方便性比如对焊接顺序，焊接层数，焊接边尺寸，焊枪操作空间，焊接定位等问题的考虑4.4.3 涂装工艺性要在背门内板下部加漏液孔，在背门内板上部加排气孔，两个零件非焊接面之间的间隙应A3mm,考虑流液路线是否合理，涂胶间隙等4.4.4 装配工艺性满足背门总成相关附件及电器、内外饰等系统零部件的安装，且拆装方便4.5 轻量化设计在汽车行业，轻量化是趋式轻量化可以有两种方式，一是采用轻质材料来减少车身重量另一种是优化车身结构在这里我们主要谈的是第二种，我们在设计背门内板和加强板时要考虑到通过加加强筋或通过优化结构来加强强度，从而可以在不需要的地方做减重孔、减小零件尺寸来达到轻量化的目的。

5 .背门附件布置和典型断面设计背门附件布置和断面设计是同时进行的，初步布置附件后做出相应位置的背门结构断面，如果发现无法保证断面面积时就需要对附件位置进行调整5.1 背门附件布置5.1.1 背门铰链布置1）背门开度：背门开启时离地高度要保证满足人机工程要求，开启后的最低点要高于大多数人的头顶，保证人的头部不易碰到后背门下部最低点；最高点要保证关门时大多数人的手臂能够到背门开启时离地高度决定了背门的开启角度，而背门铰链的最大开启角度应该在背门开启角度的基础上，保证5°以上的余量2） 铰链间距：在考虑背门分缝、顶盖后部分块等情况下，背门铰链间距应尽可能加大，以保证背门连接稳定性3）铰链轴线位置：上开式背门铰链轴线沿Y向布置，X向、Z向位置与造型面、背门与顶盖分缝、铰链类型和尺寸、铰链处背门内外板断面面积等因素有关布置时，首先应满足背门与顶盖的最小运动间隙及背门最大开度时与铰链固定部分安全间隙；其次应满足背门内板在铰链处结构及顶盖流水槽的结构铰链在车体侧的安装面应该尽量与顶盖外表面和背门包边面平行，以保证背门在前后方向上调整时，背门与顶盖的段差在Z向不发生变化4）运动间隙：在背门开启过程中，应保证背门与周围零件（顶盖、侧围、铰链固定部分等）满足最小安全间隙要求。

背门与顶盖运动间隙三3.5mm（背门与顶盖分缝间隙8mm）背门与侧围运动间隙三4mm（背门与侧围分缝间隙4mm）背门与钱链固定部分运动间隙三4mm5）装配要求：应把安装工具装配到铰链安装位置进行校核，保证工具通过空间，拆装方便，钱链与车门内板间隙要求＞3mm,如图所示同时需满足背门内板冲压、涂装要求5.1.2 背门气弹簧布置5.1.2.1 气弹簧力学特性：1）开启背门时，气弹簧产生的力矩应略小于背门本身重量产生的力矩，这样可以保证在开门时，门不会自动打开以避免伤人这时需要施加一定开启力，使背门向上打开a）背门的重量对开启力和关闭力的大小影响最大，背门越轻则开启和关闭越轻便；b）一般情况下，背门重量在22.68千克以上时，开启力和关闭力在53.33~66.67N左右开启力和关闭力在66.67N~80N时也可接受，超过80N的话对操作的人比较困难2）当背门开启到一定的临界角度时（这个角度一般根据离地高度来定），气弹簧产生的力矩就会大于背门本身重量产生的力矩，这时背门就会自动往上打开，直到最大开度3）在背门最大开度时，气弹簧产生的力矩应比背门本身重量产生的力矩约大50N左右的力，也就是说关闭背门时需施加50N左右的力。

5.1.2.2 气弹簧布置原则：1）满足背门总成打开时的力学特性；2）保证气弹簧的结构能实现，主要是指气弹簧的伸长量加上压缩终了时气体的长度不要大于气弹簧的总长，且保证压缩终了时气体的长度不得小于10mm；3）布置空间足够，气弹簧拆装方便；4）保证气弹簧与侧围及背门内板、背门框密封条等周边零件的运动间隙A8mm；5）气弹簧安装点刚度满足要求6）气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方，这样可以减低摩擦和确保最好的阻尼质量及缓冲性能5.1.2.3 气弹簧布置方式根据气弹簧在背门上的安装方式可以分为反转式和倒立式1）反转式：背门关闭时，气弹簧在车体侧的安装点处于背门上的安装点的上方；背门完全开启时，气弹簧在车体侧的安装点处于背门上的安装点的下方即气弹簧上端安装点在车体侧如图6所示图6反转式2）倒立式：背门关闭时和完全开启时，气弹簧在车体侧的安装点都处于背门上的安装点的下方即气弹簧下端安装点在车体侧如图7所示图7倒立式这两种方式的优缺点：背门开启时，反转式在背门开口处没有气弹簧的干扰便于取放物品，而倒立式容易在取放物品时碰到气弹簧相同的背门开度，倒立式需要的摆转空间比反转式的小，但安装尺寸L一般比反转的长，倒立式的气弹簧活塞杆始终朝下，对其性能发挥有一定的好处。

当背门处于关闭状态时，如果气弹簧轴线的延长线在铰链轴线的前方，则气弹簧布置方式应采用反转式；如果气弹簧轴线的延长线在铰链轴线的后方，则气弹簧布置方式应采用倒立式由于气弹簧在车体的安装点一般。