淺析汽車(chē)門(mén)鎖設(shè)計(jì)

陳健

摘 要：在汽車(chē)附件的結(jié)構(gòu)組成部分中，門(mén)鎖一直占有重要的地位，其是否能夠高效率地進(jìn)行工作對(duì)駕駛?cè)藛T的人身和財(cái)產(chǎn)安全起到直接的作用。尤其是在汽車(chē)的行駛過(guò)程中，門(mén)鎖性能的優(yōu)劣更是直接對(duì)駕駛?cè)藛T是否有安全隱患產(chǎn)生影響。所以，在汽車(chē)門(mén)鎖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不斷通過(guò)開(kāi)發(fā)完善其功能，不僅僅能夠提高汽車(chē)整體的性能，更能夠?qū)︸{駛?cè)藛T的安全起到更強(qiáng)的保障。與此同時(shí)，門(mén)鎖的設(shè)計(jì)對(duì)于車(chē)門(mén)開(kāi)閉聲音的品質(zhì)提升也有很大的影響。因此，本文主要在門(mén)鎖的分類(lèi)、基本結(jié)構(gòu)以及汽車(chē)門(mén)鎖的設(shè)計(jì)要求等方面淺析門(mén)鎖設(shè)計(jì)思路，也闡述了車(chē)門(mén)門(mén)鎖的匹配要求。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)門(mén)鎖;構(gòu)造;設(shè)計(jì)要求

1 汽車(chē)門(mén)鎖定義

汽車(chē)門(mén)鎖有十分完善的一套安裝設(shè)計(jì)體系，是安裝在車(chē)門(mén)以及立柱上能夠?qū)④?chē)門(mén)緊密鎖死的設(shè)置，來(lái)保障駕駛?cè)藛T安全。作為一種不可缺少的車(chē)身附件，汽車(chē)門(mén)鎖可以通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)正常開(kāi)啟或鎖止，是十分重要的安全防護(hù)部件。在門(mén)鎖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一方面要使車(chē)門(mén)在關(guān)閉時(shí)能夠可靠的鎖緊，避免車(chē)門(mén)自動(dòng)或者駕駛?cè)藛T在無(wú)意識(shí)的情況下使其打開(kāi)導(dǎo)致危險(xiǎn)，又要保證車(chē)門(mén)需要打開(kāi)時(shí)能夠正常操作，讓駕駛?cè)藛T能夠在正常以及緊急情況產(chǎn)生時(shí)可以通行，來(lái)減少由此而造成的人身危險(xiǎn)和財(cái)產(chǎn)損失。因此，在功能上又被稱(chēng)為安全法規(guī)件，也通常被稱(chēng)為終端閉合功能件。

2 門(mén)鎖設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)分類(lèi)以及功能介紹

根據(jù)門(mén)鎖基本結(jié)構(gòu)的組成，可以將其分為兩部分。其一是鎖體部分，根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)的不同，可以將其分為齒輪齒條式以及卡板式門(mén)鎖等，其中卡板式門(mén)鎖在應(yīng)用中較為普遍。其二是操縱系統(tǒng)，操作系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)是通過(guò)鎖體和汽車(chē)門(mén)柱上的擋塊相互匹配嚙合，來(lái)保證車(chē)門(mén)能夠正常開(kāi)啟和鎖緊。使駕駛?cè)藛T可以通過(guò)門(mén)鎖的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)外把手以及鎖止開(kāi)關(guān)的正常操作。根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和功能的不同，通常可以將門(mén)鎖分為機(jī)械鎖、普通以及超級(jí)鎖。

2.1 機(jī)械鎖

機(jī)械鎖在工作過(guò)程中都是通過(guò)駕駛?cè)藛T的手動(dòng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)鎖的開(kāi)啟或鎖止，更注重的是機(jī)械性。根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同，可以將其細(xì)分為卡板式、鉤簧和舌簧式門(mén)鎖。

卡板式門(mén)鎖是應(yīng)用最為廣泛的，在工作過(guò)程中，它是通過(guò)對(duì)卡板的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)和鎖扣之間的結(jié)合與分離來(lái)保證門(mén)鎖功能的正常運(yùn)行，根據(jù)鎖緊程度的不同，有全鎖和半鎖兩個(gè)設(shè)置。在功能實(shí)現(xiàn)中主要是運(yùn)用了棘輪和棘爪的原理，更為安全。

舌簧式和鉤簧式門(mén)鎖分別是利用鎖舌、鎖鉤與擋塊之間的結(jié)合和分離來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)鎖正常功能。不同之處在于舌簧式門(mén)鎖是通過(guò)鎖舌的直線往復(fù)來(lái)運(yùn)作，鉤簧式門(mén)鎖是通過(guò)鎖鉤的擺式運(yùn)動(dòng)來(lái)運(yùn)作。然而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，舌簧式門(mén)鎖由于其縱向載荷承受能力缺失導(dǎo)致安全性差，容易產(chǎn)生噪音，并且不易關(guān)門(mén)，鎖舌和鎖扣部位極易磨損。鉤簧式門(mén)鎖縱向載荷的承受能力也很低。

2.2 普通電動(dòng)鎖和超級(jí)鎖

普通電動(dòng)鎖可以通過(guò)電動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)門(mén)鎖的開(kāi)啟和鎖止，并不需要過(guò)多的機(jī)械操作，同時(shí)也可以對(duì)兒童鎖的動(dòng)作進(jìn)行操作。

超級(jí)鎖是在普通電動(dòng)鎖的功能上進(jìn)行升級(jí)，在打開(kāi)車(chē)門(mén)的過(guò)程中也可以不用鑰匙和遙控器，更加方便快捷。

3 門(mén)鎖設(shè)計(jì)要求

3.1 安全法規(guī)要求

汽車(chē)門(mén)鎖作為保障駕駛?cè)藛T最重要的部件之一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要遵守國(guó)家針對(duì)此方面所頒布的《汽車(chē)門(mén)鎖及車(chē)門(mén)保持件的性能要求和試驗(yàn)方法》。在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要符合國(guó)家的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣和有關(guān)技術(shù)文件嚴(yán)謹(jǐn)化、程序化的進(jìn)行制造，對(duì)文件中所要求的數(shù)據(jù)部分，一定要嚴(yán)格執(zhí)行，遵循安全法規(guī)要求。

3.2 門(mén)鎖的性能要求

在汽車(chē)門(mén)鎖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要遵循法規(guī)要求之外，同時(shí)應(yīng)當(dāng)保證門(mén)鎖所需各項(xiàng)性能的正常運(yùn)作。要經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，使門(mén)鎖在安裝或使用的過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)滿足駕駛?cè)藛T標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，比如通過(guò)10萬(wàn)次的開(kāi)閉循環(huán)檢測(cè)、96h中性鹽霧實(shí)驗(yàn)等來(lái)確保門(mén)鎖基本操作性能的高效率實(shí)現(xiàn)，來(lái)保證人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全。

4 汽車(chē)門(mén)鎖的設(shè)計(jì)

4.1 汽車(chē)門(mén)鎖的構(gòu)造設(shè)計(jì)和布置

在汽車(chē)門(mén)鎖的構(gòu)造層面來(lái)看，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般分為三部分。第一層是門(mén)鎖的蓋板部分，第二場(chǎng)是通過(guò)卡板和卡爪有機(jī)結(jié)合形成的支座部分，第三層為實(shí)現(xiàn)最終效果的鎖體傳動(dòng)部分。通過(guò)三層構(gòu)造的結(jié)合，一二層部分構(gòu)成了汽車(chē)門(mén)鎖的鎖緊部分。兒童鎖、防誤鎖以及門(mén)鎖的正常開(kāi)啟鎖緊等共同組成第三部分。通過(guò)三層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使駕駛?cè)藛T在操作過(guò)程中正常應(yīng)用門(mén)鎖功能。

根據(jù)門(mén)鎖的設(shè)計(jì)構(gòu)造去進(jìn)行鎖體布置時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)在關(guān)閉情況下能夠正常平穩(wěn)的和鎖扣正常工作來(lái)相互匹配，在布置過(guò)程中，需要使鎖扣和軸線呈現(xiàn)相互垂直的狀態(tài)。除此之外，鎖扣的安裝面需要和鎖舌的內(nèi)表面之間的距離在設(shè)置時(shí)應(yīng)該大于3.5mm，同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意保持相對(duì)平行。

除鎖體布置之外，還需要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中注意門(mén)鎖桿件和拉鎖的布置。這兩種部件在構(gòu)造中主要是在門(mén)鎖的外開(kāi)過(guò)程中用來(lái)傳遞力和運(yùn)動(dòng)，也是在汽車(chē)門(mén)鎖的外開(kāi)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重難點(diǎn)。

4.2 門(mén)鎖設(shè)計(jì)的桿件間隙和連接部件安裝

在對(duì)門(mén)鎖趕件間隙控制的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是保證桿件和靜止件以及運(yùn)動(dòng)件之間的距離，只有達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)才能夠使二者在相互運(yùn)作的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生相互影響。強(qiáng)制性規(guī)定要求，桿件與運(yùn)動(dòng)件所存在的間隙應(yīng)當(dāng)最少要求在16mm以上，與靜止件所必須存在的間隙也最少要求在8mm以上。尤其是在布置鎖芯和外開(kāi)拉桿的過(guò)程中，更要注意數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)減少由于誤開(kāi)門(mén)產(chǎn)生的危險(xiǎn)。

在汽車(chē)門(mén)鎖設(shè)計(jì)剛開(kāi)始的時(shí)候，需要提前考慮好各連接部件的安裝位置，規(guī)劃好安裝空間和順序。不能只單純?cè)跀?shù)據(jù)上考慮，有一些部件通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算可以正常傳遞力和運(yùn)動(dòng)，然而在安裝的過(guò)程中卻沒(méi)有辦法正常裝配。因此在制定安裝計(jì)劃的同時(shí)，還需要顧慮到如何有效地去安排裝配空間，對(duì)難易程度也要有心理預(yù)期，同時(shí)需要考慮到，裝配不合適時(shí)需要更換部件時(shí)需要通過(guò)哪種方式供貨。

4.3 與車(chē)門(mén)外開(kāi)把手的設(shè)計(jì)與匹配

在進(jìn)行門(mén)鎖與門(mén)外開(kāi)把手的匹配和設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要考慮到外開(kāi)把手與門(mén)鎖之間力的相互匹配之外，還需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到外開(kāi)把手的運(yùn)動(dòng)軌跡。這兩方面都可以通過(guò)人機(jī)去確定。

在外面門(mén)把手的軌跡設(shè)計(jì)時(shí)，滿足形成匹配的條件需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)是：解鎖行程<外開(kāi)把手全行程<門(mén)鎖全行程。在通過(guò)人機(jī)去確定時(shí)，要根據(jù)外開(kāi)把手形成匹配滿足的規(guī)則再去將其拉出的行程二次進(jìn)行確定，把此方面當(dāng)做輸入所必備的條件進(jìn)行計(jì)算，得出最后把手撥桿在功能實(shí)現(xiàn)中的旋轉(zhuǎn)角度，這就是應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)注的外開(kāi)把手全行程。在得出旋轉(zhuǎn)角度后，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)目紤]解鎖行程中由于制造等原因產(chǎn)生的一定誤差，同時(shí)參考實(shí)驗(yàn)車(chē)的測(cè)量數(shù)據(jù)，得出外開(kāi)把手全行程通常控制在22mm到25mm之間。

除外開(kāi)把手形成匹配之外，還要考慮其力的匹配。在解鎖的全過(guò)程中，這里所說(shuō)的力，需要同時(shí)考慮到門(mén)鎖以及門(mén)外開(kāi)把手回位彈簧所產(chǎn)生的扭力，可以分別標(biāo)注為f1和f2。解鎖力f應(yīng)當(dāng)滿足F=（1/12F1+F2），這樣才能實(shí)現(xiàn)外開(kāi)把手與門(mén)鎖之間力的相互匹配。

4.4 門(mén)鎖設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)閉噪音的作用

根據(jù)門(mén)鎖設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在設(shè)計(jì)過(guò)程中車(chē)門(mén)鎖應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)兩級(jí)鎖止。首先，在車(chē)門(mén)剛開(kāi)始關(guān)閉到一級(jí)鎖止?fàn)顟B(tài)之間，會(huì)出現(xiàn)棘爪和鎖銷(xiāo)相互碰撞所產(chǎn)生的聲響，如果能夠降低二者的碰撞所產(chǎn)生的沖擊力，就可以有效降低所產(chǎn)生聲響的響度和尖銳度。而沖擊力的大小取決于汽車(chē)門(mén)鎖中所安裝彈簧的靜載剛度以及在關(guān)閉過(guò)程中由于慣性所造成的門(mén)鎖動(dòng)剛度。門(mén)鎖軸心周邊部件在高轉(zhuǎn)動(dòng)慣性影響下也會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)態(tài)力，如果其傳遞給車(chē)門(mén)和鎖銷(xiāo)，也會(huì)產(chǎn)生一定的噪音。

門(mén)鎖的二級(jí)鎖止會(huì)在一級(jí)鎖止產(chǎn)生之后實(shí)現(xiàn)。在此過(guò)程中，棘爪會(huì)離開(kāi)副棘爪制動(dòng)器致使其關(guān)閉，與此同時(shí)進(jìn)入主棘爪制動(dòng)器，在過(guò)程的實(shí)現(xiàn)中會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊，沖擊力如果傳遞到門(mén)鎖結(jié)構(gòu)中，就會(huì)在內(nèi)部出現(xiàn)震動(dòng)和其他聲響。

因此在門(mén)鎖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，最好是將門(mén)鎖的結(jié)構(gòu)當(dāng)做單獨(dú)的部件去進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)不斷地完善來(lái)減少因此所產(chǎn)生的聲響，實(shí)現(xiàn)整體門(mén)鎖系統(tǒng)的優(yōu)化。

5 結(jié)論

汽車(chē)門(mén)鎖系統(tǒng)是汽車(chē)制造過(guò)程中需要極度重視的一個(gè)環(huán)節(jié)，隨著我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)門(mén)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也在逐步增高，已經(jīng)由之前的機(jī)械化向智能化方面進(jìn)步。除了在滿足基本功能之外，也逐漸增加了轉(zhuǎn)向提示等許多新興功能。尤其是我國(guó)作為汽車(chē)大國(guó)，不斷對(duì)門(mén)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析優(yōu)化，不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)門(mén)的正常開(kāi)啟和鎖止、防盜等，還會(huì)不斷提高其所產(chǎn)生的安全性和智能性。

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