乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖布置設(shè)計(jì)研究

葛坤

摘 要：文章主要從發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖的基本布置，行人保護(hù)要求，防盜設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行初步研究，介紹了布置方法和要點(diǎn)，對(duì)機(jī)罩鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)有一定參考意義。

關(guān)鍵詞： 機(jī)罩鎖；行人保護(hù)；防盜性能；布置研究

中圖分類號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988（2018）17-156-03

Abstract： In this article， Research the layout of hood latch system regarding to the factor that basic request， pedestrian protection and guard against theft， and introduce the key point and method to the layout， it has guidance for the hood latch development.

Keywords： Hood latch； Pedestrian protection； guard against theft； Research

CLC NO.： U462 Document Code： A Article ID： 1671-7988（2018）17-156-03

引言

機(jī)罩鎖是控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩開(kāi)閉的裝置，其功能是保證機(jī)罩在使用時(shí)正常開(kāi)啟和鎖閉，并保證車輛在行駛過(guò)程中機(jī)罩不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。隨著近幾年汽車技術(shù)的發(fā)展和法規(guī)的不斷完善，機(jī)罩鎖除了實(shí)現(xiàn)其基本功能，還需要滿足行人保護(hù)，防盜性能的要求。本文從基本布置，行人保護(hù)和防盜策略幾個(gè)方面，對(duì)機(jī)罩鎖布置設(shè)計(jì)進(jìn)行初步研究。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖布置

1.1 基本布置

按照GB11568法規(guī)要求，機(jī)罩鎖必須滿足：1.能夠可靠的保持鎖緊或開(kāi)啟；2.必須有二次開(kāi)啟功能。機(jī)罩鎖一般包括主鎖和二級(jí)鎖，當(dāng)主鎖失效時(shí)，二級(jí)鎖可避免機(jī)罩自動(dòng)開(kāi)啟起到安全保障作用。目前機(jī)罩鎖結(jié)構(gòu)形式大多是主鎖和二級(jí)鎖集成在一起作為整體安裝。如圖1。

機(jī)罩鎖的開(kāi)啟形式主要有兩種，一種是通過(guò)駕駛室內(nèi)的解鎖手柄解開(kāi)主鎖后，再通過(guò)機(jī)罩內(nèi)部的二級(jí)解鎖手柄解開(kāi)整個(gè)鎖體；另一種是連續(xù)兩次開(kāi)啟駕駛室內(nèi)解鎖手柄，實(shí)現(xiàn)解鎖。一般帶有二級(jí)解鎖手柄的鎖體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便，成本便宜。但操作繁瑣，多用于中低檔車型；而雙拉開(kāi)啟的鎖體結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，成本略高，但是操作舒適，多用于中高端車型。布置選型時(shí)需要綜合考慮成本，布置空間，用戶舒適性等因素。

根據(jù)人機(jī)工程需求，若采用帶有二級(jí)解鎖手柄的鎖體，必須保證有足夠的手部操作空間A，一般為20mm。如果手柄正下方?jīng)]有零件重疊，此空間可以減小到15mm，但必須保證手部?jī)A斜的情況下有足夠的操作空間，同時(shí)開(kāi)啟手柄距離機(jī)罩邊緣距離B應(yīng)該在40～60mm。[1]如圖2。

采用雙拉開(kāi)啟的鎖體，則需保證解鎖后機(jī)罩與格柵間隙大于15mm，方便人手操作。

機(jī)罩鎖一般布置在水箱橫梁前部或者后部，鎖扣一般焊接在機(jī)罩內(nèi)板上。若鎖體布置時(shí)平行于Y軸，應(yīng)保證鎖體與鎖扣嚙合點(diǎn)延長(zhǎng)線與鉸鏈軸心線相交，如不能滿足，應(yīng)保證偏離角度≤5°如圖3。

1.2 行人保護(hù)要求

隨著近些年行人保護(hù)法規(guī)的實(shí)施，需要從行人保護(hù)的角度考慮，提高碰撞得分。機(jī)罩鎖的布置主要涉及行人保護(hù)的頭部碰撞區(qū)域。根據(jù)GB/T24550的規(guī)定，兒童和成人的頭部碰撞區(qū)域由發(fā)動(dòng)機(jī)罩前沿參考線WAD1000mm，兩側(cè)基準(zhǔn)線，后沿基準(zhǔn)線組成，其中WAD1000是用長(zhǎng)1000mm柔性卷尺在汽車縱向垂直平面內(nèi)沿著汽車前部結(jié)構(gòu)橫向移動(dòng)形成的幾何軌跡。如圖4。

鎖扣與機(jī)罩內(nèi)板的連接點(diǎn)以及鎖體為硬點(diǎn)，布置位置對(duì)頭部碰撞傷害值HIC有重要影響。目前主要的布置方式有三種：1.機(jī)罩鎖布置在WAD1000mm之前，即頭部碰撞區(qū)域之外，如圖5；2.機(jī)罩鎖在WAD1000mm位置，一部分在頭部碰撞區(qū)域內(nèi)，一部分在頭部碰撞區(qū)域之外，如圖6；3.機(jī)罩鎖在WAD1000mm之后，完全在頭部碰撞區(qū)域內(nèi)，如圖7。

布置時(shí)應(yīng)首先考慮把硬點(diǎn)布置在頭部碰撞區(qū)域之外，如果因造型，總布置等因素必須布置在頭部碰撞區(qū)域，則需考慮頭部碰撞的吸能空間[2]。根據(jù)不同布置位置，頭部吸能空間（鎖扣與機(jī)罩外板Z向距離）推薦值見(jiàn)表1。

進(jìn)一步的，若頭部吸能空間不能滿足表1，則需要通過(guò)優(yōu)化機(jī)罩鎖的局部安裝結(jié)構(gòu)，如采用開(kāi)孔形式弱化鎖扣安裝板剛度；鎖扣安裝板與內(nèi)板搭邊避免垂直結(jié)構(gòu)，建議傾角30°～45°使其具有更大吸能空間，如圖8；或采用可潰縮的鎖扣，即在傳統(tǒng)鎖扣基礎(chǔ)上改為采用2個(gè)鎖片與鎖扣鉚接，當(dāng)行人頭部碰撞在機(jī)罩鎖區(qū)域時(shí)，兩側(cè)鎖扣支架發(fā)生變形，可使此處頭部傷害值有效降低[3]，如圖9。

1.3 防盜設(shè)計(jì)

隨著汽車保有量的增加，汽車偷盜案件時(shí)有發(fā)生。防盜設(shè)計(jì)近年來(lái)成為國(guó)內(nèi)外主機(jī)廠研究的熱門課題。而機(jī)罩鎖是打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的唯一方式，如果布置設(shè)計(jì)時(shí)未考慮防盜效果，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙很容易從外部打開(kāi)，從而引起機(jī)艙內(nèi)重要部件的丟失。目前對(duì)于防盜評(píng)價(jià)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上權(quán)威的英國(guó)保險(xiǎn)業(yè)對(duì)新車安全評(píng)價(jià)（Thatcham實(shí)驗(yàn)）要求：偷盜者通過(guò)各種手段，120s內(nèi)不能把車輛打開(kāi)。[4]

機(jī)艙被盜的原因主要有：1.格柵開(kāi)孔間距過(guò)大，偷盜者容易觀察到機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)，專業(yè)工具容易伸入機(jī)罩鎖位置；2.鎖體安裝位置裸露易被發(fā)現(xiàn)，未對(duì)鎖體進(jìn)行遮蔽；3.鎖體拉線走向布置不合理，可通過(guò)專業(yè)工具觸及拉線實(shí)現(xiàn)解鎖。機(jī)罩鎖布置時(shí)應(yīng)從以上幾個(gè)方面考慮防護(hù)，實(shí)現(xiàn)防盜。[5]

1.3.1 格柵造型設(shè)計(jì)影響

格柵造型設(shè)計(jì)，格柵開(kāi)孔間距以及機(jī)罩與前保分縫位置都會(huì)對(duì)機(jī)艙防盜有影響。如大嘴或瀑布式格柵，開(kāi)孔間距一般較大，容易從外部觀察到機(jī)艙內(nèi)部，工具也易進(jìn)入；如蜂窩格柵，開(kāi)孔較小，觀察范圍較小，工具也較難進(jìn)入，解鎖相對(duì)較難。因此有的車型采用將格柵上部靠近機(jī)罩鎖的一部分開(kāi)孔封堵起來(lái)，使工具不易觸到機(jī)罩鎖位置，如圖10。

如果機(jī)罩與前保分縫X向靠后，則機(jī)罩鎖布置位置也可靠后，偷盜者工具難以觸及，有利于機(jī)艙防盜。

1.3.2 機(jī)罩鎖位置防護(hù)

機(jī)罩鎖一般安裝在水箱橫梁前部或者后部，若布置在水箱橫梁前部，從格柵開(kāi)孔處易看到鎖體結(jié)構(gòu)，需要額外設(shè)計(jì)防盜護(hù)板將鎖體遮蔽起來(lái)，保護(hù)鎖體及拉線不被觸及，如圖11。若布置在水箱橫梁后部，由于位置靠后有橫梁遮擋，工具難以觸及，防盜效果較好，如圖12。如果采用雙鎖，一般布置在兩側(cè)靠近翼子板處。有的車型在輪罩內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)有蓄電池檢修口蓋，此時(shí)需要注意防止工具通過(guò)檢修口觸動(dòng)鎖體，可設(shè)計(jì)防盜護(hù)板對(duì)鎖體及拉線進(jìn)行完全保護(hù)。

1.3.3 機(jī)罩鎖拉線布置

機(jī)罩鎖拉線的布置走向也影響機(jī)艙防盜的效果。布置時(shí)應(yīng)盡量將拉線位置隱蔽，如布置在水箱橫梁后部，或者在走線所經(jīng)過(guò)的零件翻邊內(nèi)部，使工具無(wú)法觸及，這樣的防盜效果最好，如圖13。

2 結(jié)束語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖的布置需要根據(jù)不同的車型統(tǒng)籌兼顧各個(gè)系統(tǒng)，考慮產(chǎn)品基本功能，行人保護(hù)要求以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙防盜等幾個(gè)因素，得出最優(yōu)的方案設(shè)計(jì)。本文針對(duì)上述三個(gè)方面分別詳細(xì)論述了影響因素和布置要點(diǎn)，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖的布置設(shè)計(jì)有一定的借鑒和參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱貴年.淺談某微型車發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖布置方案.企業(yè)科技與發(fā)展. 2008年第18期.

[2] 陳舒陽(yáng).基于行人保護(hù)的某車型發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成的優(yōu)化設(shè)計(jì).2015中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.

[3] 李子云.基于行人頭部碰撞保護(hù)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩設(shè)計(jì).汽車工程師. 2017年第8期.

[4] 徐娟.中國(guó)汽車防盜標(biāo)技術(shù)準(zhǔn)簡(jiǎn)介.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)報(bào).2013年第2期.

[5] 李燕龍.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙防盜策略.汽車工程師.2014年第1期.