Выбор типа силового каркаса дверей

Выбор конструкции дверей.
При проектировании данного узла автомобиля необходимо учитывать не только эргономические стороны вопроса. То, к чему необходимо стремиться в первую очередь – соблюдение норм пассивной безопасности при боковом ударе. Также, дверь в закрытом состоянии оказывает влияние на жесткость кузова автомобиля. Подробно стоит отметить петли и механизм фиксации промежуточных положений при открывании. Все эти вопросы необходимо учитывать при проектировании, не забывая об удобстве пользования.
В кругу большинства автопроизводителей вопрос пассивной безопасности при ударе сбоку решается наличием косого несущего профиля, идущего от верхней петли к нижнему краю по диагонали. Примеры можно увидеть на картинках ниже.

С первого взгляда, становится непонятно — почему именно так. Но логически становится ясно, что профиль, пущенный наискось, предотвращает проникновение в салон элементов другого автомобиля, столба или отбойника любой высоты. То есть, задача — не дать объекту любой высоты и конфигурации попасть внутрь кокпита. Почему именно от верхней петли вниз, а не наоборот? Ответ в точках фиксации двери. Спереди она весит на двух петлях. Сзади — по середине или ближе к верхнему краю расположена петля замка. Очевидно, для более хорошего восприятия нагрузки нужен мощный нижний порог, переходящий далее в пол. Именно это место, а не стойка дольше воспримет нагрузку до деформации при ударе. Именно так поступают большинство автопроизводителей. На картинке внизу показаны несущие элементы дверей в составе универсала Volvo.

Но не стоит забывать о других возможностях получения определённых несущих характеристик двери. Тем более для спортивных автомобилей есть свои нюансы. Одним из таких является размер двери в высоту. Для примера можно рассмотреть дверь Lotus. Сама по себе она узкая и компактная. На картинках видно, что у двери есть один несущий алюминиевый экструзионный профиль и одна мощная петля. При этом, внутренняя карта двери и внешняя панель выполнены из углепластика. Это даёт относительно высокую прочность двери в целом, малую массу и простоту конструкции. Но не стоит забывать, что у Lotus довольно высокие и мощные пороги, которые по сути и воспринимают на себя нагрузку от бокового удара.

В нашем случае необходимо найти баланс между удобством, технологиями и ценой. Приоритетным направлением нашего проекта является цена и доступность. Очевидно, что экструзионные технологии и углепластик довольно сильно удорожат автомобиль, поэтому было решено прорабатывать вариант двери со стальным каркасом и изготовленными из стеклопластика внутренними и внешними панелями. При этом, не надо забывать обо всех выше описанных требованиях. Также, задачей является уместить в дверь механизмы замка, подъёма стекла и само стекло. Ниже представлены эскизные варианты конструкции двери.

Уточнённая конструкция будет определена после проведения виртуальных краш-тестов бокового удара. Также, стоит отметить, что замок двери в нашем случае находится недалеко от моторного щита, который соединяет левую и правую сторону автомобиля, что говорит о хорошей жесткости этого места при боковом ударе. Это, в свою очередь, говорит о возможности пересмотра расположения силовых профилей в структуре двери. В любом случае, конечный выбор конструкции будет продиктован расчетами виртуального краш-теста.
Важным вопросом в проектировании двери является выбор петель. Одним из основных требований – способность нести нагрузку без провисания, а также выполнение требований фиксации двери в трёх промежуточных положениях при открывании. В нашем случае напрашивается вариант изготовления собственной петли. Но также не исключается возможность использования покупных изделий. Например довольна интересна продукция одного из российских производителей, включающего в свой ассортимент композитные петли для спецтехники.
Еще одним вопросом, который не следует оставить без внимания, является встреча двери низкого автомобиля с бордюром. Интересное решение предложила фирма Mazda в своём патенте.
auto.mail.ru/article/6601…ry_ot_bordyurnoi_bolezni/
Этот параметр в конечном итоге будет зависеть от высоты порогов. Но не исключается вариант размещения петли таким образом, чтобы кромка двери уходила вверх при максимальном открытии.