探討側面碰撞車門誤開啟的解決方法

夏慧穎 鐘鳴

摘 要：車輛發生側面碰撞時，車鎖自動解鎖，會導致車門誤開啟，對車內乘員的生命安全造成極大的危害。本文根據側面碰撞過程中的實例，分析造成車門誤開啟的原因，結合CAE仿真分析，探討解決車門誤開啟的規避方法。

關鍵詞：側面碰撞;車門;誤開啟

1 引言

汽車已經成為人們出行的主要交通工具之一。在車輛使用過程中，車門作為汽車重要部件，不但能保證乘員舒適性，而且還能在側面碰撞中，對乘員的安全起到保護作用。《GB 15086-2013汽車門鎖及門鉸鏈的性能要求和試驗方法》中要求：鎖止機構處在未鎖止狀態時，當門鎖（包括其操縱機構）在縱向或橫向受到294.2m/s2（30g）的加速度時，門鎖必須保持在全鎖緊位置上不得脫開。《C-NCAP 管理規則（2018年版）》中規定：對于兩側的每一個車門，若在碰撞過程中開啟，則分別減去1 分;對于帶有自動落鎖功能的車輛，車輛落鎖進行試驗后，若非撞擊側車門落鎖功能未能解除，則減去1 分。可見車門對乘員安全的重要性，本文主要是分析側碰過程中車門誤開啟的原因并探討解決方法。

2 側面碰撞車門誤開啟的原因

2.1 慣性力導致鎖系統在側碰過程中車門誤開啟

慣性力指當物體加速時，物體具有的慣性會使其保持原有運動狀態的傾向，若以該物體為參考系，并在其參考系上建立坐標系，看起來就仿佛有一股方向相反的力作用在該物體上令其在坐標系內有發生位移的趨向。當發生側面碰撞時，車門首先受到沖擊，車門外把手由于慣性保持相對靜止，車門相對于車門外把手產生相對位移。這時，若車門鎖系統無法滿足慣性力要求，或者設計車門外把手開啟行程小于該條件下的相對位移距離，會導致自動解鎖車門誤開啟。

2.2 車門鈑金變形導致鎖系統在側碰過程中車門誤開啟

由于車門外板鈑金在發生側面碰撞時會發生較大的彈性和塑性變形，若變形導致門鎖拉線被撥動或者車門把手附件部件相對變形使門鎖把手位移大于開啟行程，會導致自動解鎖車門誤開啟。

3 探討側面碰撞車門誤開啟的解決方法

3.1 慣性力導致側碰過程車門誤開啟的解決方法

對于慣性力導致側碰過程車門誤開啟的問題，可在項目開發前期，校核車門鎖系統最大可承受慣性力，設置鎖系統中各個參數的安全值，并結合CAE仿真分析進行優化，調整質心及配置塊彈簧等。下圖為GB15086-2006耐慣性力計算實例圖（如圖1所示）。

3.2 車門鈑金變形導致側碰過程車門誤開啟的解決辦法

對于車門鈑金變形導致側碰過程車門誤開啟的問題，可在項目開發前期，通過CAE仿真分析進行優化。

在CAE仿真分析過程中，鈑金變形引起自動解鎖。可能是由于車門鎖拉線受到擠壓，剩余長度不足導致的。可在車門外把手位置增加鈑金加強板或者增加加強筋等方式，加強門把手位置的車門剛度，減少車門鈑金變形;也可通過調整車門防撞桿的位置，優化側碰車門侵入量，減少車門鈑金變形。

在側碰過程中，通過CAE仿真結果對比車門外把手的相對運動是否大于門鎖解鎖行程，安全余量是否充足。如車門外板變形，局部褶皺導致外把手開啟車門，造成碰撞中車鎖異常。如果想解決該問題，可以在車門內板增加褶皺凹陷誘導槽，引導碰撞褶皺避開車門外把手或減少褶皺程度。

下面是某車型車門在側碰過程中車門誤開啟的實例。分析由于試驗后車門外把手附近鈑金局部變形嚴重（如圖2所示），形成外板褶皺導致外把手做開啟方式運動（鑰匙孔飾蓋已在擠壓過程中飛出），造成車門誤開啟。

優化時考慮輕量化，不建議在門外把手位置增減鈑金加強板，希望可以通過結構優化，滿足車門鎖的安全開發要求。建議在車身內板在結構上增加褶皺凹陷誘導槽，結合CAE仿真進行優化驗證（如圖3所示）。在對標模型上，增加褶皺凹陷誘導槽，車門內板局部減弱，在設計位置彎折，避開車門把手位置，降低車門在碰撞過程中誤開啟的風險，滿足安全開發要求，且車門侵入乘員艙的最大位移處，避開車內乘員，對側碰也更加有利。

4 結語

本文分析車門誤開啟的原因并探討解決方法，結合某車型的安全開發過程中的具體實例，分析車門誤開啟的原因，結合CAE仿真分析，通過在門內板增加褶皺誘導槽的方法，解決了碰撞過程中車門誤開啟的問題。

參考文獻：

[1]王力.《CAE技術在汽車車門結構性能設計中的應用研究》.

[2]胡志遠，曾必強，謝書港.《基于LS-DYNA和Hyperworks的汽車安全仿真與分析》.