轎車車門鎖的布置設(shè)計(jì)和行程匹配

高保臣

（阿爾特汽車技術(shù)股份有限公司）

1 前言

車門鎖系統(tǒng)是控制車門開(kāi)閉的主要附件裝置，如果設(shè)計(jì)不合理會(huì)嚴(yán)重影響車門的開(kāi)閉性能，輕則導(dǎo)致客戶不滿，重則造成財(cái)產(chǎn)損失。因此，如何更好提升車門鎖系統(tǒng)的性能越來(lái)越被附件工程師所重視。本文詳述了車門鎖系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)和行程匹配的相關(guān)內(nèi)容，以避免因布置或行程匹配等原因造成車門鎖系統(tǒng)性能降低。

2 車門鎖系統(tǒng)布置

車門鎖系統(tǒng)主要由車門鎖體、外開(kāi)啟拉手、內(nèi)開(kāi)啟拉手、內(nèi)鎖止和鎖扣等模塊組成（圖1）。車門鎖各模塊的連接大多采用拉桿式、拉線式和直接接觸式等方式構(gòu)成。

2.1 車門鎖體布置要點(diǎn)

X向車身坐標(biāo)布置:車門鎖體應(yīng)布置距玻璃后邊界10 mm以上的位置，為了避免門洞密封條出現(xiàn)壓縮不良現(xiàn)象，布置時(shí)需考慮應(yīng)能避讓開(kāi)密封條壓縮后的距離。

Z向車身坐標(biāo)布置:車門鎖布置的理想位置應(yīng)位于鉸鏈軸線的中心法向面內(nèi),但受鉸鏈布置、重心、造型面等因素影響無(wú)法布置到理想狀態(tài)。為了保證車門的穩(wěn)定性，車門鎖應(yīng)位于重心附近區(qū)域或向上偏移一段距離，但應(yīng)保證車門重心落在門鎖嚙合點(diǎn)、上下鉸鏈中心點(diǎn)組成的三角形區(qū)域內(nèi)。

Y向車身坐標(biāo)布置:以車門玻璃內(nèi)表面為基準(zhǔn)，保證鎖體結(jié)構(gòu)距離玻璃導(dǎo)軌的最小間隙為6 mm；如果無(wú)導(dǎo)軌，需保證到玻璃面10 mm以上。

鎖體安裝面的角度控制:為保證內(nèi)板沖壓的成型性，車門鎖的安裝平面與沖壓方向有3°～5°的傾角；車門鎖的安裝平面與Z向坐標(biāo)的夾角要盡可能小，一般情況下為前門鎖布置≤5°，而后門鎖受造型分縫線的限制，最大不應(yīng)超過(guò)25°。

2.2 鎖扣布置要點(diǎn)

為了保證車門開(kāi)閉的平順性和提高鎖體使用壽命，車門鎖扣（關(guān)門方向）應(yīng)與鉸鏈的軸線垂直，且鎖扣與車門內(nèi)板、門鎖鎖舌布置的間隙要求如下:

a.當(dāng)鎖扣超出車門內(nèi)板表面時(shí)，需保證超出車門內(nèi)板（鎖體口的邊緣）3 mm以上，即圖2中L1≥3 mm。

b.當(dāng)鎖扣不超出車門內(nèi)板表面時(shí)，鎖扣到門內(nèi)板魚(yú)嘴口的距離（圖3中L2）在超出鎖體口邊緣的情況下保證在7 mm以上，以防止碰撞后鎖扣進(jìn)入車門內(nèi)板內(nèi)，造成車門無(wú)法開(kāi)啟。

c.鎖扣與門鎖鎖舌的距離（圖2和圖3中L3）至少為3.5 mm。

2.3 外開(kāi)啟拉手布置要點(diǎn)

外開(kāi)啟拉手與鎖體布置X向坐標(biāo)要盡量接近，從而減小拉桿的變形移動(dòng)量，避免因拉桿的彎折使開(kāi)門力變大。外開(kāi)啟拉手Z向布置位置一般離地高度為750～1000 mm，盡可能接近車門重心的高度位置，減小開(kāi)門力[1]。保證外開(kāi)啟拉手底座的結(jié)構(gòu)距離玻璃面的間隙≥10 mm。

2.4 內(nèi)開(kāi)啟拉手布置要點(diǎn)

內(nèi)開(kāi)啟拉手通常由造型給出最初位置，首先分析是否滿足人機(jī)工程的要求，且機(jī)構(gòu)部分不能凸出內(nèi)表面，防止誤開(kāi)啟；然后根據(jù)周邊零部件與自身結(jié)構(gòu)的配合關(guān)系對(duì)該位置進(jìn)行校核，避免內(nèi)開(kāi)啟拉手與周邊零部件（內(nèi)飾、電器件等其它附件）干涉，且保證內(nèi)開(kāi)啟拉手與鎖體的連接平順性。

2.5 內(nèi)鎖止布置要點(diǎn)

目前市場(chǎng)上大部分車型的內(nèi)鎖止與內(nèi)開(kāi)啟拉手集成在一起，布置方式同內(nèi)開(kāi)啟拉手。如果為單獨(dú)插拔式，布置位置盡可能靠近B柱，減少拉桿X向坐標(biāo)的變形量，保證內(nèi)鎖止與鎖體的連接平順性，減少不必要的開(kāi)閉力。

2.6 鎖芯布置要點(diǎn)

鎖芯一般布置在左前門外開(kāi)啟拉手的后側(cè)區(qū)域，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙來(lái)實(shí)現(xiàn)門鎖系統(tǒng)的開(kāi)鎖和閉鎖功能，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為開(kāi)鎖，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為閉鎖。布置時(shí)應(yīng)保證與鎖體的連接平順性，減小不必要的開(kāi)閉力。

3 連接裝置設(shè)計(jì)及行程匹配

由于車門外開(kāi)啟拉手、鎖芯距離車門鎖體的連接位置較近，因此大多采用拉桿連接形式；但當(dāng)距離不足45 mm時(shí)，應(yīng)采用直接接觸式進(jìn)行連接[1]。內(nèi)開(kāi)啟拉手和內(nèi)鎖止距離車門鎖體的連接位置較遠(yuǎn)，如果布置拉桿會(huì)使力的傳遞性較差，所以大多采用拉線形式布置。在開(kāi)展行程匹配工作前，還需要獲得車門鎖體的相關(guān)參數(shù)。以表1某車型車門鎖體參數(shù)為例進(jìn)行行程設(shè)定。

表1 某車型車門鎖體參數(shù)

3.1 外開(kāi)啟拉手行程匹配

外開(kāi)啟拉手行程設(shè)定原則如圖4所示。

外開(kāi)啟拉手行程設(shè)定方法:根據(jù)車門鎖體的布置原則先確定鎖體的位置，然后再確定外開(kāi)啟拉手的位置，以進(jìn)行拉桿的初步設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助軟件（如CATIA DMU）建立兩者的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，模擬出當(dāng)車門鎖體到達(dá)解鎖位置13 mm時(shí)通過(guò)拉桿轉(zhuǎn)換到外開(kāi)啟拉手的行程為12 mm。取拉桿公差值上偏差為2 mm（如果供應(yīng)商的制造精度高則可以取1 mm）[1]，設(shè)定外開(kāi)啟拉手解鎖行程為S2=12 mm+2 mm。另給出儲(chǔ)備行程為4 mm，則外開(kāi)啟拉手最大行程為S3=S2+4 mm。對(duì)拉手最大行程S3進(jìn)行驗(yàn)證:通過(guò)軟件模擬當(dāng)外開(kāi)啟拉手運(yùn)動(dòng)到最大時(shí)，通過(guò)拉桿轉(zhuǎn)換到車門鎖體的行程為19.25 mm，此時(shí)小于鎖體最大行程22 mm，滿足外開(kāi)啟拉手限位的要求。因此，設(shè)定外開(kāi)啟拉手解鎖行程S2為14 mm，最大行程S3為18 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

拉桿形式的注意事項(xiàng):

a.應(yīng)保證拉桿的端頭與外開(kāi)啟拉手、鎖體的卡接處順暢和穩(wěn)定；

b.拉桿走向應(yīng)盡可能平順，且有足夠的強(qiáng)度，保證操作力的有效傳遞；

c.拉桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與周邊件的最小間隙為6 mm。

3.2 鎖芯行程匹配

鎖芯行程設(shè)定原則:鎖芯的工作行程應(yīng)大于車門鎖體設(shè)定的外鎖止行程2 mm。行程設(shè)定的方法與外開(kāi)啟拉手一致，此處不再描述。

3.3 內(nèi)開(kāi)啟拉手行程匹配

內(nèi)開(kāi)啟拉手行程設(shè)定原則如圖5所示。

采用拉線形式進(jìn)行內(nèi)開(kāi)啟拉手行程匹配 （采用拉桿形式的方法同外開(kāi)啟拉手），以表1車門鎖體參數(shù)為例，進(jìn)行內(nèi)開(kāi)啟拉手的行程設(shè)定如下。

通過(guò)表1得知車門鎖體內(nèi)開(kāi)啟解鎖行程為13 mm，考慮拉線的等效性，也可設(shè)定內(nèi)開(kāi)啟拉手的行程為13 mm。取拉線加工公差上偏差3.5 mm，設(shè)定內(nèi)開(kāi)啟拉手解鎖行程S6=13 mm+3.5 mm。給出儲(chǔ)備行程為4 mm，則內(nèi)開(kāi)啟拉手最大行程S7=S6+4 mm，此時(shí)小于鎖體最大行程22 mm，滿足內(nèi)開(kāi)啟拉手限位的要求。因此，設(shè)定內(nèi)開(kāi)啟拉手的解鎖行程S6為16.5 mm，最大行程S7為20.5 mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

拉線形式的注意事項(xiàng):

a.拉線的走向應(yīng)平滑、光順，不允許拐急彎，防止拉線卡滯，影響開(kāi)啟。

b.在通過(guò)車門鈑金的某些開(kāi)孔時(shí)，需添加必要的膠堵以減少噪聲和固定拉線走向[1]。

c.與周邊零部件較近的區(qū)域需進(jìn)行避讓，必要時(shí)增加海綿，起到保護(hù)、降噪作用。

3.4 內(nèi)鎖止行程匹配（與內(nèi)開(kāi)啟拉手集成式）

內(nèi)鎖止行程匹配原則:內(nèi)鎖止的工作行程應(yīng)大于車門鎖體設(shè)定的內(nèi)鎖止行程3.5 mm。行程設(shè)定的方法與內(nèi)開(kāi)啟拉手一致，此處不再描述。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，列出了車門鎖系統(tǒng)各模塊布置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，提出了內(nèi)、外開(kāi)啟拉手行程設(shè)定的具體方法。并以某開(kāi)發(fā)車型的車門鎖參數(shù)為研究對(duì)象進(jìn)行驗(yàn)證，得出在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助軟件來(lái)提高車門鎖系統(tǒng)各模塊布置和行程匹配的設(shè)計(jì)合理性，減少試制階段對(duì)車門鎖系統(tǒng)各模塊的更改次數(shù)，達(dá)到了降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約開(kāi)發(fā)成本的目的。

1 劉波，劉志偉.車門鎖系統(tǒng)的布置及匹配.2008年安徽省科協(xié)年會(huì)機(jī)械工程分年會(huì)論文集.