CN109484145A - 一种机动车车门 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车车门，包括组合连接在一起的车门外板与车门内板，所述车门外板与车门内板均由铝合金板材冲压成型；本发明的机动车车门，采用铝合金板材冲压成型的车门外板与车门内板替代传统钢材组合连接成车门，由于铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好、回收利用耗能小等优点，使本机动车车门能实现轻量化的目的，降低了机动车车身的整体重量，不但使机动车的行驶消耗更少的电能、利于节能环保，而且减轻驾驶室重量、延缓机件和发动机的磨损、延长了机动车使用寿命；此外，具有耐磨涂层的车门外板具有较优的耐老化性能及耐磨性能。

Description

一种机动车车门
技术领域
本发明涉及机动车领域，特别涉及一种机动车车门。
背景技术
车门有多种类型，不同类型的车门可分为车门本体、车门附件两部分。车门本体属白车身范畴，指作为一个整体涂漆、未装备状态的钣金总成，包括车门内外板、加强板和窗框等，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。而附件则是为满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的零件及总成，其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、操纵钮、出风口、密封件及内外饰件等，另外还有一些其它的在车门上装备的附件如扬声器、放物袋、限位块和行程开关等。一方面，车门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺性等必须满足车身整体性能的要求；另一方面，车门结构自身的视野性、安全性、密封性等性能不仅对整个车身结构性能影响较大，而且也是车门功能要求的重要部分。
在国家政策和全球低碳节能环保的大趋势下，人们对于降低交通工具的燃油排放性能要求越来越明确，车身轻量化已成为车身发展的大趋势。研究表明，每100kg的车身质量的燃油消耗量为0.3～0.7L，因此为了改善燃油消耗率，在机动车设计中必须在保证其承载安全性的前提下降低自身质量。然而，传统的车门多采用钢板冲压、焊接制成，其密度高、耐腐蚀性能差，增加了车身整体的重量，不但使机动车的行驶需要消耗更多的能源、不利于节能环保，而且造成驾驶室过重、加速机件和发动机的磨损、降低了机动车使用寿命。
因此，需要对一种机动车车门进行改进，利用更为轻量化的材料替代传统钢材，以减轻车门重量，降低能源消耗率的同时延长机动车使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种一种机动车车门，利用更为轻量化的材料替代传统钢材，以减轻车门重量，降低能源消耗率的同时延长机动车使用寿命。
本发明的一种机动车车门，包括组合连接在一起的车门外板与车门内板，所述车门外板与车门内板均由铝合金板材冲压成型；铝合金作为轻量化材料，在保持相同的机械性能和原材料成本的情况下能有效降低一种机动车车门的重量，减少机件磨损和维修成本，延长使用寿命，提高机动车性能。
本发明的有益效果是：
本发明的一种机动车车门及其四轮车，采用铝合金板材冲压成型的车门外板与车门内板替代传统钢材组合连接成车门，由于铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好、回收利用耗能小等优点，使本机动车车门能实现轻量化的目的，降低了机动车车身的整体重量，不但使机动车的行驶消耗更少的电能、利于节能环保，而且减轻驾驶室重量、延缓机件和发动机的磨损、延长了机动车使用寿命；将该车门四轮车上，能达到减排废气、节能环保的效果，尤其适合于应用到以电池为动力源的电动四轮车上。
优选地，所述车门外板的外表面设有耐磨涂层；
所述耐磨涂层由耐磨涂料喷涂而成；所述耐磨涂料的质量份组成如下：改性环氧树脂乳液60份、萜烯树脂16份、聚氨酯树脂11份、纳米非晶氮化硅粉体13份、无机填料17份、有机溶剂25份、成膜助剂4.5份、流平剂1.9份、表面活性剂0.7份和消泡剂0.8份；
其中，所述改性环氧树脂的制备方法为：称取质量为环氧树脂乳液12％的2，4-二羟基二苯甲酮并将之溶解在醋酸乙酯中，加热至55℃，并超声搅拌40min，所得记为混合组分；在氮气的保护下将混合组分转入环氧树脂乳液中，并向其中加入质量分别为环氧树脂乳液4.8％的聚乙二醇200和5.6％的过氧化苯甲酰，超声分散35min后，在温度为60℃的条件下恒温反应200min；再经减压蒸馏回收醋酸乙酯，即得改性环氧树脂乳液。
由该耐磨涂料所形成的耐磨涂层具有较优的耐老化性能及耐磨性能，且耐磨涂层的附着力大大增强；具体原因包括：
第一，在聚乙二醇200作为分散剂，过氧化苯甲酰作为引发剂的条件下，通过2，4-二羟基二苯甲酮对环氧树脂进行改性，在聚乙二醇200的作用下，2，4-二羟基二苯甲酮能分散得更加均匀，再配合氮气的作用下，使得2，4-二羟基二苯甲酮能充分地分散在环氧树脂乳液中，增加其与环氧树脂碰撞的几率。其中环氧树脂中活泼的环氧基团与2，4-二羟基二苯甲酮内的羟基发生交联反应，生成三维网状结构的高聚物，由于2，4-二羟基二苯甲酮和环氧树脂之间形成比较牢固的化学键，使得2，4-二羟基二苯甲酮能牢固的结合在环氧树脂的表面，从而显著地增强了涂料的抗紫外能力，改善了涂层的耐老化性能，提高了涂层的寿命；
第二，采用萜烯树脂、聚氨酯树脂和纳米非晶氮化硅粉体作为制备涂料的原料，其中萜烯树脂和聚氨酯树脂的混合使用，不仅增强了涂料的耐磨和耐紫外线老化性能，还使得涂料的附着能力得到很大程度的提高。另外，纳米非晶氮化硅粉体的使用不仅使得制备的涂料的紫外线屏蔽效率达到90％以上，而且显著提高了涂料的耐磨性能。萜烯树脂、聚氨酯树脂和纳米非晶氮化硅粉体三者之间相互配合大幅度改善了涂料耐磨和耐老化的性能；
第三，无机填料与纳米非晶氮化硅粉体之间相互配合，不仅增强了涂料的耐磨性能，提高了漆膜抗刮伤性。而且，也大幅度提高了漆膜附着力、耐候性和杀菌性能，使得制备的涂料的使用寿命得到延长，也提高了涂料的保质期。
优选地，所述无机填料为纳米碳酸钙、氧化铝和气相纳米二氧化硅按照质量比2:1:2混合而成；有机溶剂由松节油、醋酸乙酯和二甲苯按照质量比2:5:1混合而成；成膜助剂选用醇酯十二；流平剂选用聚醚改质聚硅氧烷；表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚；消泡剂选用有机硅消泡剂。
优选地，所述车门内板上设有多个用于与所述车门外板进行固定连接的连接孔，所述车门外板与车门内板之间形成封闭腔；连接孔分散分布在车门外板与车门内板除边沿外的主体位置，用于将车门外板与车门内板固定；车门外板和车门内板之间的非连接点部位形成封闭腔，在该封闭腔内通过设置一些加强板结构来强化本一种机动车车门的刚度和强度，从而弥补铝合金车门的缺陷，以满足性能需求以及相关法规要求。
优选地，所述连接孔为铆接孔；由于铝合金存在焊接难点，即使采用较为先进的焊接工艺，铝合金中含有的低沸点元素在高温电弧作用下也极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分、使焊缝性能下降；因此，选择铆接方式将车门外板与车门内板固定连接，能适应铝合金门板的连接需求，而且其过程简单、连接强度稳定可靠、检查和排除故障容易。
优选地，所述车门外板的边沿向内翻折形成折边，所述车门内板通过所述折边与所述车门外板相连接；本一种机动车车门由车门外板与车门内板通过包边工艺包合而成，边沿包边与铆接孔一同用于将车门外板与车门内板固定。
优选地，所述车门内板嵌入所述折边中并通过密封胶与所述车门外板粘接；因为折边的宽度较小，不适宜采用铆接方式，选择通过密封胶将车门外板和车门内板粘接在一起是较为理想的连接方式。
优选地，所述车门还包括用于增强所述车门内板强度的内板加强板，所述内板加强板在所述封闭腔内并固定在所述车门内板上；在车门附件连接部位设置内板加强板，可增加连接部位的强度、使附件正常工作。
优选地，所述车门还包括用于强化车门刚度和强度的加强梁，所述加强梁在所述封闭腔内，所述加强梁中间突起、两端固定在所述内板加强板的腰部位置；中间突起的加强梁能提高封闭腔的抗凹刚度，同时还能够提高该一种机动车车门外板的局部固有模态，从而可以有效降低行车时由于车门尺寸较大原因而可能带来的振动噪音。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明右车门外板的结构示意图；
图2为图1中的A-A剖面图；
图3为本发明右车门内板的外表面结构示意图；
图4为本发明右车门内板的内表面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示：本实施例的一种机动车车门，包括组合连接在一起的车门外板1与车门内板2，所述车门外板1与车门内板2均由铝合金板材冲压成型；本一种机动车车门采用模块化结构形式，车门划分为内、外两大模块，外模块主要包括车门外板1，内模块主要包括车门内板2，车门外板1与车门内板2均为非承载件；此外本机动车车门还包括气撑安装支架、锁块、铰链、限位板、门窗玻璃、玻璃导槽等常见的车门部件，可以通过使用诸如焊接、折边、粘接等方式将以上这些部件装配组合形成一个整体，此为机动车领域的公知常识，在此不再赘述；车门外板1与车门内板2均由铝合金板材而不是传统钢材冲压成型，由于铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好、回收利用耗能小等优点，使本机动车车门能实现轻量化的目的，降低了机动车车身的整体重量，不但使机动车的行驶消耗更少的电能、利于节能环保，而且减轻驾驶室重量、延缓机件和发动机的磨损、延长了机动车使用寿命。
本实施例中，所述车门内板2上设有多个用于与所述车门外板1进行固定连接的连接孔，所述车门外板1与车门内板2之间形成封闭腔；连接孔分散分布在车门外板1与车门内板2除边沿外的主体位置，用于将车门外板1与车门内板2固定；车门外板1和车门内板2之间的非连接点部位形成封闭腔，在该封闭腔内通过设置一些加强板结构来强化本一种机动车车门的刚度和强度，从而弥补铝合金车门的缺陷，以满足性能需求以及相关法规要求。
本实施例中，所述连接孔为铆接孔21，通过相应铆钉将车门外板与车门内板固定连接；由于铝合金存在焊接难点，即使采用较为先进的焊接工艺，铝合金中含有的低沸点元素在高温电弧作用下也极易蒸发烧损，从而改变焊缝金属的化学成分、使焊缝性能下降；因此，选择铆接方式将车门外板1与车门内板2固定连接，能适应铝合金门板的连接需求，而且其过程简单、连接强度稳定可靠、检查和排除故障容易。
本实施例中，所述车门外板1的边沿向内翻折形成折边11，所述车门内板2通过所述折边11与所述车门外板1相连接；此处的“向内”指向驾驶室方向；车门外板1冲压成型后，其周边有一圈宽10mm～12mm、与外板本体成90°的翻折的折边11，本一种机动车车门由车门外板1与车门内板2通过包边工艺包合而成，折边11向内翻折90°包实车门内板2边缘，然后通过使用诸如铆接、粘接的方式将车门外板1与车门内板2的边沿固定；边沿包边与铆接孔一同用于将车门外板1与车门内板2固定。
本实施例中，所述车门内板2嵌入所述折边11中并通过密封胶与所述车门外板1粘接；因为铝合金存在焊接难点，且折边11的宽度较小、不适宜采用铆接方式，选择通过密封胶将车门外板1和车门内板2粘接在一起是较为理想的连接方式。
本实施例的一种机动车车门还包括用于增强所述车门内板2强度的内板加强板3，所述内板加强板3在所述封闭腔内并固定在所述车门内板2上；由于车门内板2是车门附件主要的安装基体，许多主要受力件均安装在车门内板2上，为增加连接部位的强度、使附件正常工作，须在连接部位设置内板加强板3，内板加强板3通过粘接和/或铆接配合的方式固定在车门内板2上。
本实施例的车门还包括用于强化车门刚度和强度的加强梁4，所述加强梁4在所述封闭腔内，所述加强梁4的中间突起、两端固定在所述内板加强板2的腰部位置；腰部即车门中部位置；中间突起的加强梁4能提高封闭腔的抗凹刚度，同时还能够提高该一种机动车车门外板1的局部固有模态，从而可以有效降低行车时由于车门尺寸较大原因而可能带来的振动噪音。
本实施例中，所述车门外板1的外表面设有耐磨涂层(图中未示出)；
所述耐磨涂层由耐磨涂料喷涂而成；所述耐磨涂料的质量份组成如下：改性环氧树脂乳液60份、萜烯树脂16份、聚氨酯树脂11份、纳米非晶氮化硅粉体13份、无机填料17份、有机溶剂25份、成膜助剂4.5份、流平剂1.9份、表面活性剂0.7份和消泡剂0.8份；
所述改性环氧树脂的制备方法为：称取质量为环氧树脂乳液12％的2，4-二羟基二苯甲酮并将之溶解在醋酸乙酯中，加热至55℃，并超声搅拌40min，所得记为混合组分；在氮气的保护下将混合组分转入环氧树脂乳液中，并向其中加入质量分别为环氧树脂乳液4.8％的聚乙二醇200和5.6％的过氧化苯甲酰，超声分散35min后，在温度为60℃的条件下恒温反应200min；再经减压蒸馏回收醋酸乙酯，即得改性环氧树脂乳液。
作为优选，所述无机填料为纳米碳酸钙、氧化铝和气相纳米二氧化硅按照质量比2:1:2混合而成；有机溶剂由松节油、醋酸乙酯和二甲苯按照质量比2:5:1混合而成；成膜助剂选用醇酯十二；流平剂选用聚醚改质聚硅氧烷；表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚；消泡剂选用有机硅消泡剂。
该耐磨涂料可采用下述制备方法进行制备：
S1、准确称取上述各组分，并将无机填料研磨至细度为200目，保存备用；
S2、将称量好的萜烯树脂和聚氨酯树脂加入反应釜中，升温至萜烯树脂和聚氨酯树脂融化，然后向其中加入纳米非晶氮化硅粉体和无机填料，超声搅拌50min后，得混合组分；
S3、将S2所得的混合组分转入改性环氧树脂乳液中，混合搅拌均匀，然后采用喷雾法将表面活性剂和消泡剂加入混合组分和改性环氧树脂乳液组成的液相中，微波加热至95℃，保温55min，同时进行超声波分散处理，所得记为混合组分A；
S4、将剩余组分加入S3中所得的混合组分A置于超声波乳化设备中，超声乳化45min，然后静置至均匀稳定状态后，密封保存，即得汽车用耐老化耐磨涂料成品。
将采用上述步骤制备的耐磨涂料(实施例)和市售的现有汽车涂料(对比例)的耐磨、抗老化、耐腐蚀、抗菌和附着力等性能进行测试，所得数据如下表所示：
从表格中的数据可以看出，本耐磨涂料在耐磨、抗老化、耐腐蚀、抗菌和附着力方面的性能均优于市售汽车涂料，具有该耐磨涂层的车门外板1具有较优的耐老化性能及耐磨性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种机动车车门，包括组合连接在一起的车门外板与车门内板，其特征在于：所述车门外板与车门内板均由铝合金板材冲压成型。
2.根据权利要求1所述的一种机动车车门，其特征在于：所述车门外板的外表面设有耐磨涂层；
所述耐磨涂层由耐磨涂料喷涂而成；所述耐磨涂料的质量份组成如下：改性环氧树脂乳液60份、萜烯树脂16份、聚氨酯树脂11份、纳米非晶氮化硅粉体13份、无机填料17份、有机溶剂25份、成膜助剂4.5份、流平剂1.9份、表面活性剂0.7份和消泡剂0.8份；
所述改性环氧树脂的制备方法为：称取质量为环氧树脂乳液12％的2，4-二羟基二苯甲酮并将之溶解在醋酸乙酯中，加热至55℃，并超声搅拌40min，所得记为混合组分；在氮气的保护下将混合组分转入环氧树脂乳液中，并向其中加入质量分别为环氧树脂乳液4.8％的聚乙二醇200和5.6％的过氧化苯甲酰，超声分散35min后，在温度为60℃的条件下恒温反应200min；再经减压蒸馏回收醋酸乙酯，即得改性环氧树脂乳液。
3.根据权利要求2所述的一种机动车车门，其特征在于：所述无机填料为纳米碳酸钙、氧化铝和气相纳米二氧化硅按照质量比2:1:2混合而成；有机溶剂由松节油、醋酸乙酯和二甲苯按照质量比2:5:1混合而成；成膜助剂选用醇酯十二；流平剂选用聚醚改质聚硅氧烷；表面活性剂选用烷基酚聚氧乙烯醚；消泡剂选用有机硅消泡剂。
4.根据权利要求1或者2或者3所述的一种机动车车门，其特征在于：所述车门内板上设有多个用于与所述车门外板进行固定连接的连接孔，所述车门外板与车门内板之间形成封闭腔。
5.根据权利要求4所述的一种机动车车门，其特征在于：所述连接孔为铆接孔。
6.根据权利要求5所述的一种机动车车门，其特征在于：所述车门外板的边沿向内翻折形成折边，所述车门内板通过所述折边与所述车门外板相连接。
7.根据权利要求6所述的一种机动车车门，其特征在于：所述车门内板嵌入所述折边中并通过密封胶与所述车门外板粘接。
8.根据权利要求7所述的一种机动车车门，其特征在于：该车门还包括用于增强所述车门内板强度的内板加强板，所述内板加强板在所述封闭腔内并固定在所述车门内板上。
9.根据权利要求8所述的一种机动车车门，其特征在于：该车门还包括用于强化车门刚度和强度的加强梁，所述加强梁在所述封闭腔内，所述加强梁的中间突起、两端固定在所述内板加强板的腰部位置。
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