轎車車門鎖的布置設計和行程匹配

高保臣

（阿爾特汽車技術股份有限公司）

1 前言

車門鎖系統是控制車門開閉的主要附件裝置，如果設計不合理會嚴重影響車門的開閉性能，輕則導致客戶不滿，重則造成財產損失。因此，如何更好提升車門鎖系統的性能越來越被附件工程師所重視。本文詳述了車門鎖系統的布置設計和行程匹配的相關內容，以避免因布置或行程匹配等原因造成車門鎖系統性能降低。

2 車門鎖系統布置

車門鎖系統主要由車門鎖體、外開啟拉手、內開啟拉手、內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成。

2.1 車門鎖體布置要點

X向車身坐標布置:車門鎖體應布置距玻璃后邊界10 mm以上的位置，為了避免門洞密封條出現壓縮不良現象，布置時需考慮應能避讓開密封條壓縮后的距離。

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

Y向車身坐標布置:以車門玻璃內表面為基準，保證鎖體結構距離玻璃導軌的最小間隙為6 mm；如果無導軌，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，最大不應超過25°。

2.2 鎖扣布置要點

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

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

b.當鎖扣不超出車門內板表面時，鎖扣到門內板魚嘴口的距離（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入車門內板內，造成車門無法開啟。

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 外開啟拉手布置要點

外開啟拉手與鎖體布置X向坐標要盡量接近，從而減小拉桿的變形移動量，避免因拉桿的彎折使開門力變大。外開啟拉手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，減小開門力[1]。保證外開啟拉手底座的結構距離玻璃面的間隙≥10 mm。

2.4 內開啟拉手布置要點

內開啟拉手通常由造型給出最初位置，首先分析是否滿足人機工程的要求，且機構部分不能凸出內表面，防止誤開啟；然后根據周邊零部件與自身結構的配合關系對該位置進行校核，避免內開啟拉手與周邊零部件（內飾、電器件等其它附件）干涉，且保證內開啟拉手與鎖體的連接平順性。

2.5 內鎖止布置要點

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

2.6 鎖芯布置要點

鎖芯一般布置在左前門外開啟拉手的后側區域，通過轉動鑰匙來實現門鎖系統的開鎖和閉鎖功能，順時針旋轉為開鎖，逆時針旋轉為閉鎖。布置時應保證與鎖體的連接平順性，減小不必要的開閉力。

3 連接裝置設計及行程匹配

由于車門外開啟拉手、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；但當距離不足45 mm時，應采用直接接觸式進行連接[1]。內開啟拉手和內鎖止距離車門鎖體的連接位置較遠，如果布置拉桿會使力的傳遞性較差，所以大多采用拉線形式布置。在開展行程匹配工作前，還需要獲得車門鎖體的相關參數。以表1某車型車門鎖體參數為例進行行程設定。

表1 某車型車門鎖體參數

3.1 外開啟拉手行程匹配

外開啟拉手行程設定原則如圖4所示。

外開啟拉手行程設定方法:根據車門鎖體的布置原則先確定鎖體的位置，然后再確定外開啟拉手的位置，以進行拉桿的初步設計。通過計算機輔助軟件（如CATIA DMU）建立兩者的運動關系，模擬出當車門鎖體到達解鎖位置13 mm時通過拉桿轉換到外開啟拉手的行程為12 mm。取拉桿公差值上偏差為2 mm（如果供應商的制造精度高則可以取1 mm）[1]，設定外開啟拉手解鎖行程為S2=12 mm+2 mm。另給出儲備行程為4 mm，則外開啟拉手最大行程為S3=S2+4 mm。對拉手最大行程S3進行驗證:通過軟件模擬當外開啟拉手運動到最大時，通過拉桿轉換到車門鎖體的行程為19.25 mm，此時小于鎖體最大行程22 mm，滿足外開啟拉手限位的要求。因此，設定外開啟拉手解鎖行程S2為14 mm，最大行程S3為18 mm，滿足設計要求。

拉桿形式的注意事項:

a.應保證拉桿的端頭與外開啟拉手、鎖體的卡接處順暢和穩定；

b.拉桿走向應盡可能平順，且有足夠的強度，保證操作力的有效傳遞；

c.拉桿在運動過程中與周邊件的最小間隙為6 mm。

3.2 鎖芯行程匹配

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

3.3 內開啟拉手行程匹配

內開啟拉手行程設定原則如圖5所示。

采用拉線形式進行內開啟拉手行程匹配 （采用拉桿形式的方法同外開啟拉手），以表1車門鎖體參數為例，進行內開啟拉手的行程設定如下。

通過表1得知車門鎖體內開啟解鎖行程為13 mm，考慮拉線的等效性，也可設定內開啟拉手的行程為13 mm。取拉線加工公差上偏差3.5 mm，設定內開啟拉手解鎖行程S6=13 mm+3.5 mm。給出儲備行程為4 mm，則內開啟拉手最大行程S7=S6+4 mm，此時小于鎖體最大行程22 mm，滿足內開啟拉手限位的要求。因此，設定內開啟拉手的解鎖行程S6為16.5 mm，最大行程S7為20.5 mm，滿足設計要求。

拉線形式的注意事項:

a.拉線的走向應平滑、光順，不允許拐急彎，防止拉線卡滯，影響開啟。

b.在通過車門鈑金的某些開孔時，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域需進行避讓，必要時增加海綿，起到保護、降噪作用。

3.4 內鎖止行程匹配（與內開啟拉手集成式）

內鎖止行程匹配原則:內鎖止的工作行程應大于車門鎖體設定的內鎖止行程3.5 mm。行程設定的方法與內開啟拉手一致，此處不再描述。

4 結束語

根據在設計開發過程中的經驗，列出了車門鎖系統各模塊布置設計的要點，提出了內、外開啟拉手行程設定的具體方法。并以某開發車型的車門鎖參數為研究對象進行驗證，得出在設計開發時可通過計算機輔助軟件來提高車門鎖系統各模塊布置和行程匹配的設計合理性，減少試制階段對車門鎖系統各模塊的更改次數，達到了降低設計風險、節約開發成本的目的。

1 劉波，劉志偉.車門鎖系統的布置及匹配.2008年安徽省科協年會機械工程分年會論文集.