范明華，張玉魁，許陸歡，徐懷智，張鑫，張志奇，房長江

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汽車門鎖系統(tǒng)的設計與開發(fā)

范明華1，張玉魁2，許陸歡3，徐懷智4，張鑫5，張志奇5，房長江5

（1.奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 241009；2.北京汽車股份有限公司汽車研究院，北京 101300； 3.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241000；4.浙江零跑科技有限公司，浙江 杭州 310051； 5.博坦德工業(yè)工程技術（上海）有限公司長春分公司，吉林 長春 130013）

汽車門鎖系統(tǒng)是車門系統(tǒng)中最關鍵的性能部件之一，通過門鎖的工作可以實現(xiàn)了車門的鎖止、防盜、提升側碰安全性等。文章主要通過門鎖系統(tǒng)的布置、門鎖與門外開把手的匹配以及門鎖系統(tǒng)對車門開閉音質的影響等三方面對門鎖系統(tǒng)的設計與開發(fā)進行論述。

門鎖系統(tǒng)；門鎖布置；設計開發(fā)

前言

汽車門鎖是汽車附件中重要的組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響到汽車行駛過程中的人身和財產安全，因此，車門鎖的設計與開發(fā)對汽車性能的提高有著相當重要的意義。同時門鎖的結構是對于優(yōu)質的車門開閉聲音的品質提升也起到了非常大的作用。

1 門鎖系統(tǒng)的布置

1.1 鎖體的布置

為了確保門在關閉狀態(tài)下能夠平穩(wěn)的與門鎖扣相互匹配，在布置鎖扣時要保證鎖扣軸線相垂直，同時鎖舌內表面要與鎖扣安裝面平行且鎖舌內表面與鎖扣之間間隙不應小于3.5mm。

1.2 門鎖桿件、拉索的布置

桿件、拉索等屬于外開機構中的力和運動的傳遞部件，是外開機構布置的重點和難點。桿件又分為拉桿和撐桿兩種。

1.2.1門鎖桿件、拉索的選用

桿件自身具有剛性，可同時承受拉力和壓力；一般拉索只能承受拉力的作用，但由于其自身的柔韌性，其更易于在車身中進行布置?，F(xiàn)在一種新的拉索在汽車內鎖止機構中得到廣泛的應用，其具有拉索的柔韌性，同時能承受一定的壓力。

在易于布置的空間內，拉桿較拉索更有效地傳遞力和運動。拉索能避免拉桿遇到的各種干涉等的問題，特別在車門這樣緊湊的空間內，具有更多的優(yōu)越性。但其不可承受壓力的特性限制了它的應用，如果在外開機構中運用它，就要求外開門外開把手具有更大的回復力。

1.2.2門鎖桿件間隙的控制

桿件與靜止件之間的間隙至少控制在8mm以上，桿件與運動件之間的距離至少控制在16mm以上，才能保證二者之間不存在干涉。在外開拉桿和鎖芯拉桿的布置中更要注意這個問題，防止干涉產生誤開門行為的發(fā)生。

1.2.3門鎖連接部件的安裝

在設計初始，就應該考慮好安裝順序和安裝空間。有些連接部件可能從數(shù)據(jù)上看傳遞力和運動都沒有任何問題但卻無法實現(xiàn)裝配，所以在制定方案的時候就應該考慮應該以何種方式供貨、裝配空間的安排、裝配難易程度等。

2 門鎖與門外開把手的匹配

桿件外開把手和門鎖的匹配主要包含了外開把手行程和外開把手力的匹配，而外開把手行程和外開把手力的大小主要是根據(jù)人機來確定。

外開把手行程匹配時，首先應滿足的規(guī)則是：解鎖行程＜外開把手全行程＜門鎖全行程M。然后根據(jù)人機關系確定外開把手把手的拉出行程，將此作為輸入條件，得到外開把手撥桿的旋轉角度，此即為門外開把手的全行程。在門外開把手全行程已知的情況下，考慮門外開把手解鎖后的空行程（主要從人機角度考慮）及制造誤差，可得出門外開把手解鎖行程和門鎖全行程的大小。根據(jù)目前參考車的測量數(shù)據(jù)，外開把手的全行程一般選擇22-25mm。

下面介紹門外開把手力的匹配。外開把手解鎖過程中，解鎖力F包含了門外開把手回位彈簧的扭力F1、門鎖回位彈簧的扭力F2，而且有F=F1+(l2/l)F2。

F1和F2隨著門外開把手的向外開啟而逐漸增大，l和l2為門外開把手的等效力臂和鎖體的等效力臂。

在設計中，首先根據(jù)人機關系確定外開把手解鎖力F的大小。根據(jù)參考車測量的數(shù)據(jù)，外開把手解鎖初始負荷及全行程負荷應滿足在30N到45N的范圍內。在F確定后，通過合理分配F1及F2的大小及調整兩力臂的關系，使整個行程內都有F在人機最舒適的范圍內。最后做出門外開把手開啟力曲線。

3 門鎖系統(tǒng)對車門開閉音質的影響

根據(jù)國家標準的規(guī)定，車門鎖應具有兩級鎖止功能。當車門繼續(xù)關閉過程，使鎖體上的棘爪與鎖銷接觸時，鎖系統(tǒng)將產生聲響。車門對鎖銷初始的沖擊力取決于門鎖的彈簧靜載剛度和慣性產生的門鎖動剛度。降低初始沖擊力，可有效降低整個關閉聲音的響度和尖銳度。門鎖的動態(tài)力源自鎖在軸心附近的高轉動慣量，這是由多余的材料和質量相對于軸心的大回轉半徑引起的。高動態(tài)力表明強大的推力傳遞給鎖銷和車門，從而引起高頻噪聲。

門鎖一級鎖止后，棘爪便會進入主棘爪制動器，然后副棘爪制動器閉鎖，實現(xiàn)二級鎖止。對于一個1m/s的閉合過程，這個現(xiàn)象大概相隔10ms發(fā)生。由于此沖擊是金屬對金屬的沖擊，因此每次相互作用便導致了小的高頻能量脈沖。而撞擊傳遞到鎖機構的沖力將使門鎖內部機構產生振動和咔咔聲。車門聲音50%的尖銳度來源于門鎖和鎖銷。在優(yōu)質車門聲音中，門鎖的結構是最大的單個控制因素。進行門鎖系統(tǒng)優(yōu)化時，應當同時考慮由門鎖產生的聲音和結構所產生的聲音。

車門聲音50%的尖銳度來源于門鎖和鎖銷。在優(yōu)質車門聲音中，門鎖的結構是最大的單個控制因素。

4 結論

汽車門鎖系統(tǒng)對車門的正常關閉、防盜，提升側碰安全性等都有極為重要的作用。隨著汽車行業(yè)的進步，對開閉系統(tǒng)的要求也越來越高，其由單純的機械式運動向電動進而至于向智能化發(fā)展。解鎖系統(tǒng)由最初的鑰匙轉動到現(xiàn)在比較普及的遙控解鎖以及在高級車上出現(xiàn)的無鑰匙感應系統(tǒng)。其功能也越來越豐富，在滿足開閉功能的前提下，又增加了轉向提示、夜間照明等功能。

[1] 樂玉漢.轎車車身設計[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2] 黃天澤,黃金陵.汽車車身結構與設計[M].北京:機械工業(yè)出版社, 1992.

Design and development of automobile door latch system

Fan Minghua1, Zhang Yukui2, Xu Luhuan3, Xu Huaizhi4, Zhang Xin5, Zhang Zhiqi5, Fang Changjiang5

( 1.Chery Commercial Vehicle(Anhui) Co., Ltd. Anhui Wuhu 241009; 2.BAIC Motor Corporation Ltd. R&D center, Beijing 101300; 3.Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241000; 4.Zhejiang Leapmotor Technology Co., Ltd. Zhejiang Hangzhou 310051; 5.Bertrandt Engineering Shanghai Co., Ltd. Changchun Branch, Jilin Changchun 130013 )

The car door latch system is one of the most critical performance components in the door system. Through the work of the door latch, the door latch, anti-theft and side impact safety can be achieved. This paper mainly discusses the design and development of door latch system through the arrangement of door latch system, the matching of door latch and door opening handle and the influence of door latch system on door opening and closing sound quality.

door latch system; latch package; design and development

A

1671-7988(2018)20-130-02

U463.83

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1671-7988(2018)20-130-02

U463.83

范明華，就職于奇瑞商用車（安徽）有限公司。房長江，民革黨員，中級工程師，就職于博坦德工業(yè)工程技術（上海）有限公司長春分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.048