汽车研发：车门限位器设计解析！

小姐姐们都喜欢扒在车门上拍照，这样及性感又有意境，你看下面这位小姐姐就是。车子也因为有限位器，而不会让小姐姐摔倒，更不会让车门无限制的打开。

今天

漫谈君就带你一起来看看

车门限位器设计解析 

漫谈君说 

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车门开度限位器（Doorcheck）的作用是限制车门打开的程度。一方面它可以限制车门的最大开度，防止车门开得过大，另一方面，它可在需要时使车门保持开启，如汽车停在坡道上或刮一般的风时，车门也不会自动关上。接下来就由漫谈君带大家一起来了解下车门限位器设计上如何来考虑及注意事项。

一

车门限位器的主要形式

车门限位器主要有限位盒、限位臂式、扭杆式、弹簧式几种形式。

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限位盒、限位臂式

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扭杆式

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弹簧式

弹簧式的车门限位器采用与铰链一体式，利用弹簧和限位杆的结构来实现对车门的限位。

二

汽车限位器的设计

由于目前限位臂限位盒式车门限位器应用最为广泛，故只介绍限位臂限位盒式车门限位器的设计。

1

车门限位器的布置

车门限位器一般布置在车门上下铰链之间，当然一体式的车门限位器布置在车门下铰链上，也有的布置在下铰链的下方。

限位器布置的具体位置可以通过在开门的过程中整个开门系统的受力分析获得，因铰链中心线通常有点偏斜（通常2度左右，最大不能超过4度），这样造成限位器的在布置在不同的位置的时候，对开门系统贡献的力矩也不尽相同，但相差并不是很大，可以根据实际情况计算。

另外，车门限位器的布置还要考虑门的空间，尽量布置在空间比较大的地方，避免车门限位器在开门过程中与玻璃导轨、玻璃干涉，或者在车门玻璃下降的时候与玻璃等零件在某个状态干涉或者空间太小。

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车门限位器的开启角度

车门限位器的最大开启角度一般在60－65度之间，它的开启角度与铰链的开启角度有很大关系。

限位器为了实现其限位作用，它的开启角度要比铰链角度偏小，铰链的开启角度一般在70－75度，公差在±3度；限位器的开启角度一般在65±3度，考虑公差的情况下，限位器的开启角度比铰链至少少2度，这样才能保证限位器充分发挥作用。

在设计中可以综合考虑限位器的开启角度，同时要考虑限位器一挡开启时人上下车的方便性。一挡的开启角度开启的车门间隙一般不小于550mm。

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车门限位器的材料

1）车门限位器限位臂/限位盒/安装支架的材料

2）其它零件材料

• 弹性橡胶块是车门限位器中比较重要的零件，因工作环境比较恶劣，又要考虑橡胶的低温特性、弹性、耐油脂性等，一般材料丁腈橡胶。

• 导向块，因导向块与限位臂材料摩擦，故导向块的材料一般为POM。

• 有些车门限位器不采用导向块的结构，而采用滚针的结构，滚针的材料一般采用35钢。

• 铆钉，车门限位器的限位臂与车门限位器安装支架用铆钉铆接在一起，铆钉的材料一般为45钢。

• 限位盒运动到限位器的最后开启角度后，通常有一个缓冲块、一个限位用的钢板和一个限位铆钉，缓冲块的材料通常采用丁腈橡胶，限位钢板的材料一般采用DC01，限位铆钉的材料通常Q235，也有的限位器没有这些零件。

限位器的各个部件的材料并不是只有一种选择，特别是金属材料，在满足要求的情况下，材料和料厚都能选择其他的材料和牌号。

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车门限位器的表面处理

车门限位器的工作环境比较恶劣，按照相关标准要求，车门限位器要能承受5%中性盐雾试验144小时，这对限位器提出表面处理的要求。

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车门限位器的密封

因车门限位器限位盒内部涂有很多润滑脂，以保证限位器在使用的过程中噪音低。限位器的密封就很有必要，否则经过一段时间使用，限位器限位盒内进入灰尘，油脂的可搅拌性降低，限位器就会出现发涉、异响等现象，限位器的寿命降低。

限位器的密封一般在限位盒与钣金安装面之间添加一片带有单面胶的海绵，来保证车门限位器的密封，减少灰尘进入限位盒，增加限位器的使用寿命。

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车门限位器的操作力矩

门限位器的作用是对车门的一些特定的位置进行限位，这样就要求车门限位器有一定的限位力矩或者开关门力矩的要求。

车门限位器的操作力矩是可以计算出来的。因整个车门开启系统均是相对铰链旋转中心进行旋转，故可以针对铰链中心线做一个力矩平衡。

车门限位器的操作力矩计算过程中要考虑整车在下面几个特殊状态下对车门限位器限位力矩贡献。

除此之外，车门铰链的倾斜，内开外开力也要考虑。因车门的操作力矩经过一段时间后会降低，故在设计的过程中，在不影响整车开关力的要求下，一般采用集中情况综合下最大的力矩。

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车门限位器的曲线设计

在设计的过程中，车门限位器的很多零件均可以沿用，例如限位器安装支架，车门限位器限位盒等。限位器的设计要注意以下几点：

车门限位器曲线的设计通常采用微积分近似方法进行。设计方法按照如下步骤进行：

1）根据整车的布置做出限位器部分的断面图，如下图所示。

2）假如车门限位器的开启角度为68度。我们把车门开启角度等分成17个等角度，每个角度为4度，如下图所示。

3）各个圆截得一段曲线，如下图所示。

4）把各段曲线连接起来便得到了限位器的曲线。

三

车门限位器的优化

车门限位器设计过程中，每一个阶段都需要对车门限位器进行优化，保证下一步的工作能够正确的开展。车门限位器的优化可以分为以下三种。

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车门限位器曲线的优化

车门限位器曲线设计完成后，可以根据曲线对车门限位器曲线进行运动分析。如果出现车门在运动过程中距离相关零件之间的间隙太小，可以根据实际情况对车门限位器曲线进行优化。在优化的过程中要考虑以下几点：

车门限位器曲线验证符合实际要求后，可以根据曲线进行建模。在考虑关门的情况下，可以把限位臂在一挡的位置有个倾斜的角度，来配合自动关门的趋势。

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车门限位器限位臂的优化

车门限位器数模完成后，仍有必要进行运动分析，来验证整个开门系统是否满足整车整车设计要求，当限位器限位臂不能满足要求时，对限位器本身进行优化。运动分析过程中要考虑以下部分的内容。

限位臂本身可以进行以下简单的调整，但是一般要要求为：

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车门限位器内部结构的优化

在车门的限位器的限位力矩不能满足要求时，可以对弹性相交块进行优化，更改橡胶的配方，或者直接更改限位块的硬度，来满足不同的限位力矩要求。

在运动分析过程中，如果限位器本身干涉，可以调整限位器的曲线，也可以更改限位盒，在限位盒空间或者强度允许的情况下，增加限位器限位盒的开口，但是一定要注意限位盒的密封。如果限位器经过调整后，限位盒内的滚针与限位臂之间的角度过小，可以调整限位盒内支架的角度来满足限位臂在限位盒内的运动的空间。

四

限位器的主要失效模式

根据车门限位器的使用，限位盒限位臂式车门限位器的失效模式主要有以下几种，具体见下表。

五

结语

目前市场的车门限位器主要还是限位盒、限位臂的结构，发展趋势向更可靠、更安全来的趋势发展。在欧洲市场上扭杆式应用也得到推广，特别是大众体系的产品，几乎都是扭杆式。另外在宝马等豪华汽车上气弹簧和限位杆配合也有应用，这种结构对噪音、可靠性、限位器寿命等都有很大的改观。