淺析汽車門鎖設計

陳健

摘 要：在汽車附件的結構組成部分中，門鎖一直占有重要的地位，其是否能夠高效率地進行工作對駕駛人員的人身和財產安全起到直接的作用。尤其是在汽車的行駛過程中，門鎖性能的優劣更是直接對駕駛人員是否有安全隱患產生影響。所以，在汽車門鎖的設計過程中，不斷通過開發完善其功能，不僅僅能夠提高汽車整體的性能，更能夠對駕駛人員的安全起到更強的保障。與此同時，門鎖的設計對于車門開閉聲音的品質提升也有很大的影響。因此，本文主要在門鎖的分類、基本結構以及汽車門鎖的設計要求等方面淺析門鎖設計思路，也闡述了車門門鎖的匹配要求。

關鍵詞：汽車門鎖;構造;設計要求

1 汽車門鎖定義

汽車門鎖有十分完善的一套安裝設計體系，是安裝在車門以及立柱上能夠將車門緊密鎖死的設置，來保障駕駛人員安全。作為一種不可缺少的車身附件，汽車門鎖可以通過內部結構，來實現車門正常開啟或鎖止，是十分重要的安全防護部件。在門鎖的設計過程中，一方面要使車門在關閉時能夠可靠的鎖緊，避免車門自動或者駕駛人員在無意識的情況下使其打開導致危險，又要保證車門需要打開時能夠正常操作，讓駕駛人員能夠在正常以及緊急情況產生時可以通行，來減少由此而造成的人身危險和財產損失。因此，在功能上又被稱為安全法規件，也通常被稱為終端閉合功能件。

2 門鎖設計的結構分類以及功能介紹

根據門鎖基本結構的組成，可以將其分為兩部分。其一是鎖體部分，根據功能實現的不同，可以將其分為齒輪齒條式以及卡板式門鎖等，其中卡板式門鎖在應用中較為普遍。其二是操縱系統，操作系統的功能實現是通過鎖體和汽車門柱上的擋塊相互匹配嚙合，來保證車門能夠正常開啟和鎖緊。使駕駛人員可以通過門鎖的傳動機構實現對內外把手以及鎖止開關的正常操作。根據結構類型和功能的不同，通常可以將門鎖分為機械鎖、普通以及超級鎖。

2.1 機械鎖

機械鎖在工作過程中都是通過駕駛人員的手動操作來實現門鎖的開啟或鎖止，更注重的是機械性。根據結構類型的不同，可以將其細分為卡板式、鉤簧和舌簧式門鎖。

卡板式門鎖是應用最為廣泛的，在工作過程中，它是通過對卡板的旋轉來實現和鎖扣之間的結合與分離來保證門鎖功能的正常運行，根據鎖緊程度的不同，有全鎖和半鎖兩個設置。在功能實現中主要是運用了棘輪和棘爪的原理，更為安全。

舌簧式和鉤簧式門鎖分別是利用鎖舌、鎖鉤與擋塊之間的結合和分離來實現門鎖正常功能。不同之處在于舌簧式門鎖是通過鎖舌的直線往復來運作，鉤簧式門鎖是通過鎖鉤的擺式運動來運作。然而在設計過程中，舌簧式門鎖由于其縱向載荷承受能力缺失導致安全性差，容易產生噪音，并且不易關門，鎖舌和鎖扣部位極易磨損。鉤簧式門鎖縱向載荷的承受能力也很低。

2.2 普通電動鎖和超級鎖

普通電動鎖可以通過電動來實現門鎖的開啟和鎖止，并不需要過多的機械操作，同時也可以對兒童鎖的動作進行操作。

超級鎖是在普通電動鎖的功能上進行升級，在打開車門的過程中也可以不用鑰匙和遙控器，更加方便快捷。

3 門鎖設計要求

3.1 安全法規要求

汽車門鎖作為保障駕駛人員最重要的部件之一，在設計過程中一定要遵守國家針對此方面所頒布的《汽車門鎖及車門保持件的性能要求和試驗方法》。在設計過程中一定要符合國家的強制性標準，一定要按照標準的產品圖樣和有關技術文件嚴謹化、程序化的進行制造，對文件中所要求的數據部分，一定要嚴格執行，遵循安全法規要求。

3.2 門鎖的性能要求

在汽車門鎖的設計過程中，除了要遵循法規要求之外，同時應當保證門鎖所需各項性能的正常運作。要經過多次實驗，使門鎖在安裝或使用的過程中也應當滿足駕駛人員標準規定，比如通過10萬次的開閉循環檢測、96h中性鹽霧實驗等來確保門鎖基本操作性能的高效率實現，來保證人員的人身和財產安全。

4 汽車門鎖的設計

4.1 汽車門鎖的構造設計和布置

在汽車門鎖的構造層面來看，在設計過程中一般分為三部分。第一層是門鎖的蓋板部分，第二場是通過卡板和卡爪有機結合形成的支座部分，第三層為實現最終效果的鎖體傳動部分。通過三層構造的結合，一二層部分構成了汽車門鎖的鎖緊部分。兒童鎖、防誤鎖以及門鎖的正常開啟鎖緊等共同組成第三部分。通過三層的結構設計，可以使駕駛人員在操作過程中正常應用門鎖功能。

根據門鎖的設計構造去進行鎖體布置時，為了實現車門在關閉情況下能夠正常平穩的和鎖扣正常工作來相互匹配，在布置過程中，需要使鎖扣和軸線呈現相互垂直的狀態。除此之外，鎖扣的安裝面需要和鎖舌的內表面之間的距離在設置時應該大于3.5mm，同時應當注意保持相對平行。

除鎖體布置之外，還需要在設計的過程中注意門鎖桿件和拉鎖的布置。這兩種部件在構造中主要是在門鎖的外開過程中用來傳遞力和運動，也是在汽車門鎖的外開機構設計過程中的重難點。

4.2 門鎖設計的桿件間隙和連接部件安裝

在對門鎖趕件間隙控制的設計過程中，主要是保證桿件和靜止件以及運動件之間的距離，只有達到一定的標準才能夠使二者在相互運作的過程中不會產生相互影響。強制性規定要求，桿件與運動件所存在的間隙應當最少要求在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拉桿的過程中，更要注意數據的標準，來減少由于誤開門產生的危險。

在汽車門鎖設計剛開始的時候，需要提前考慮好各連接部件的安裝位置，規劃好安裝空間和順序。不能只單純在數據上考慮，有一些部件通過數據計算可以正常傳遞力和運動，然而在安裝的過程中卻沒有辦法正常裝配。因此在制定安裝計劃的同時，還需要顧慮到如何有效地去安排裝配空間，對難易程度也要有心理預期，同時需要考慮到，裝配不合適時需要更換部件時需要通過哪種方式供貨。

4.3 與車門外開把手的設計與匹配

在進行門鎖與門外開把手的匹配和設計過程中，除了要考慮到外開把手與門鎖之間力的相互匹配之外，還需要在設計過程中考慮到外開把手的運動軌跡。這兩方面都可以通過人機去確定。

在外面門把手的軌跡設計時，滿足形成匹配的條件需要遵循的標準是：解鎖行程<外開把手全行程<門鎖全行程。在通過人機去確定時，要根據外開把手形成匹配滿足的規則再去將其拉出的行程二次進行確定，把此方面當做輸入所必備的條件進行計算，得出最后把手撥桿在功能實現中的旋轉角度，這就是應遵循標準中標注的外開把手全行程。在得出旋轉角度后，還應當適當的考慮解鎖行程中由于制造等原因產生的一定誤差，同時參考實驗車的測量數據，得出外開把手全行程通常控制在22mm到25mm之間。

除外開把手形成匹配之外，還要考慮其力的匹配。在解鎖的全過程中，這里所說的力，需要同時考慮到門鎖以及門外開把手回位彈簧所產生的扭力，可以分別標注為f1和f2。解鎖力f應當滿足F=（1/12F1+F2），這樣才能實現外開把手與門鎖之間力的相互匹配。

4.4 門鎖設計對開閉噪音的作用

根據門鎖設計的標準規定，在設計過程中車門鎖應當實現兩級鎖止。首先，在車門剛開始關閉到一級鎖止狀態之間，會出現棘爪和鎖銷相互碰撞所產生的聲響，如果能夠降低二者的碰撞所產生的沖擊力，就可以有效降低所產生聲響的響度和尖銳度。而沖擊力的大小取決于汽車門鎖中所安裝彈簧的靜載剛度以及在關閉過程中由于慣性所造成的門鎖動剛度。門鎖軸心周邊部件在高轉動慣性影響下也會產生一定的動態力，如果其傳遞給車門和鎖銷，也會產生一定的噪音。

門鎖的二級鎖止會在一級鎖止產生之后實現。在此過程中，棘爪會離開副棘爪制動器致使其關閉，與此同時進入主棘爪制動器，在過程的實現中會產生一定的沖擊，沖擊力如果傳遞到門鎖結構中，就會在內部出現震動和其他聲響。

因此在門鎖的設計過程中，最好是將門鎖的結構當做單獨的部件去進行優化設計，通過不斷地完善來減少因此所產生的聲響，實現整體門鎖系統的優化。

5 結論

汽車門鎖系統是汽車制造過程中需要極度重視的一個環節，隨著我國汽車行業的不斷進步和發展，對門鎖系統的設計要求也在逐步增高，已經由之前的機械化向智能化方面進步。除了在滿足基本功能之外，也逐漸增加了轉向提示等許多新興功能。尤其是我國作為汽車大國，不斷對門鎖系統設計進行分析優化，不僅僅能夠實現車門的正常開啟和鎖止、防盜等，還會不斷提高其所產生的安全性和智能性。

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