汽车门锁系统的设计与开发

范明华，张玉魁，许陆欢，徐怀智，张鑫，张志奇，房长江



汽车门锁系统的设计与开发

范明华1，张玉魁2，许陆欢3，徐怀智4，张鑫5，张志奇5，房长江5

（1.奇瑞商用车（安徽）有限公司，安徽 芜湖 241009；2.北京汽车股份有限公司汽车研究院，北京 101300； 3.奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241000；4.浙江零跑科技有限公司，浙江 杭州 310051； 5.博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司，吉林 长春 130013）

汽车门锁系统是车门系统中最关键的性能部件之一，通过门锁的工作可以实现了车门的锁止、防盗、提升侧碰安全性等。文章主要通过门锁系统的布置、门锁与门外开把手的匹配以及门锁系统对车门开闭音质的影响等三方面对门锁系统的设计与开发进行论述。

门锁系统；门锁布置；设计开发

前言

汽车门锁是汽车附件中重要的组成部分，其性能的优劣直接影响到汽车行驶过程中的人身和财产安全，因此，车门锁的设计与开发对汽车性能的提高有着相当重要的意义。同时门锁的结构是对于优质的车门开闭声音的品质提升也起到了非常大的作用。

1 门锁系统的布置

1.1 锁体的布置

为了确保门在关闭状态下能够平稳的与门锁扣相互匹配，在布置锁扣时要保证锁扣轴线相垂直，同时锁舌内表面要与锁扣安装面平行且锁舌内表面与锁扣之间间隙不应小于3.5mm。

1.2 门锁杆件、拉索的布置

杆件、拉索等属于外开机构中的力和运动的传递部件，是外开机构布置的重点和难点。杆件又分为拉杆和撑杆两种。

1.2.1门锁杆件、拉索的选用

杆件自身具有刚性，可同时承受拉力和压力；一般拉索只能承受拉力的作用，但由于其自身的柔韧性，其更易于在车身中进行布置。现在一种新的拉索在汽车内锁止机构中得到广泛的应用，其具有拉索的柔韧性，同时能承受一定的压力。

在易于布置的空间内，拉杆较拉索更有效地传递力和运动。拉索能避免拉杆遇到的各种干涉等的问题，特别在车门这样紧凑的空间内，具有更多的优越性。但其不可承受压力的特性限制了它的应用，如果在外开机构中运用它，就要求外开门外开把手具有更大的回复力。

1.2.2门锁杆件间隙的控制

杆件与静止件之间的间隙至少控制在8mm以上，杆件与运动件之间的距离至少控制在16mm以上，才能保证二者之间不存在干涉。在外开拉杆和锁芯拉杆的布置中更要注意这个问题，防止干涉产生误开门行为的发生。

1.2.3门锁连接部件的安装

在设计初始，就应该考虑好安装顺序和安装空间。有些连接部件可能从数据上看传递力和运动都没有任何问题但却无法实现装配，所以在制定方案的时候就应该考虑应该以何种方式供货、装配空间的安排、装配难易程度等。

2 门锁与门外开把手的匹配

杆件外开把手和门锁的匹配主要包含了外开把手行程和外开把手力的匹配，而外开把手行程和外开把手力的大小主要是根据人机来确定。

外开把手行程匹配时，首先应满足的规则是：解锁行程＜外开把手全行程＜门锁全行程M。然后根据人机关系确定外开把手把手的拉出行程，将此作为输入条件，得到外开把手拨杆的旋转角度，此即为门外开把手的全行程。在门外开把手全行程已知的情况下，考虑门外开把手解锁后的空行程（主要从人机角度考虑）及制造误差，可得出门外开把手解锁行程和门锁全行程的大小。根据目前参考车的测量数据，外开把手的全行程一般选择22-25mm。

下面介绍门外开把手力的匹配。外开把手解锁过程中，解锁力F包含了门外开把手回位弹簧的扭力F1、门锁回位弹簧的扭力F2，而且有F=F1+(l2/l)F2。

F1和F2随着门外开把手的向外开启而逐渐增大，l和l2为门外开把手的等效力臂和锁体的等效力臂。

在设计中，首先根据人机关系确定外开把手解锁力F的大小。根据参考车测量的数据，外开把手解锁初始负荷及全行程负荷应满足在30N到45N的范围内。在F确定后，通过合理分配F1及F2的大小及调整两力臂的关系，使整个行程内都有F在人机最舒适的范围内。最后做出门外开把手开启力曲线。

3 门锁系统对车门开闭音质的影响

根据国家标准的规定，车门锁应具有两级锁止功能。当车门继续关闭过程，使锁体上的棘爪与锁销接触时，锁系统将产生声响。车门对锁销初始的冲击力取决于门锁的弹簧静载刚度和惯性产生的门锁动刚度。降低初始冲击力，可有效降低整个关闭声音的响度和尖锐度。门锁的动态力源自锁在轴心附近的高转动惯量，这是由多余的材料和质量相对于轴心的大回转半径引起的。高动态力表明强大的推力传递给锁销和车门，从而引起高频噪声。

门锁一级锁止后，棘爪便会进入主棘爪制动器，然后副棘爪制动器闭锁，实现二级锁止。对于一个1m/s的闭合过程，这个现象大概相隔10ms发生。由于此冲击是金属对金属的冲击，因此每次相互作用便导致了小的高频能量脉冲。而撞击传递到锁机构的冲力将使门锁内部机构产生振动和咔咔声。车门声音50%的尖锐度来源于门锁和锁销。在优质车门声音中，门锁的结构是最大的单个控制因素。进行门锁系统优化时，应当同时考虑由门锁产生的声音和结构所产生的声音。

车门声音50%的尖锐度来源于门锁和锁销。在优质车门声音中，门锁的结构是最大的单个控制因素。

4 结论

汽车门锁系统对车门的正常关闭、防盗，提升侧碰安全性等都有极为重要的作用。随着汽车行业的进步，对开闭系统的要求也越来越高，其由单纯的机械式运动向电动进而至于向智能化发展。解锁系统由最初的钥匙转动到现在比较普及的遥控解锁以及在高级车上出现的无钥匙感应系统。其功能也越来越丰富，在满足开闭功能的前提下，又增加了转向提示、夜间照明等功能。

[1] 乐玉汉.轿车车身设计[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2] 黄天泽,黄金陵.汽车车身结构与设计[M].北京:机械工业出版社, 1992.

Design and development of automobile door latch system

Fan Minghua1, Zhang Yukui2, Xu Luhuan3, Xu Huaizhi4, Zhang Xin5, Zhang Zhiqi5, Fang Changjiang5

( 1.Chery Commercial Vehicle(Anhui) Co., Ltd. Anhui Wuhu 241009; 2.BAIC Motor Corporation Ltd. R&D center, Beijing 101300; 3.Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241000; 4.Zhejiang Leapmotor Technology Co., Ltd. Zhejiang Hangzhou 310051; 5.Bertrandt Engineering Shanghai Co., Ltd. Changchun Branch, Jilin Changchun 130013 )

The car door latch system is one of the most critical performance components in the door system. Through the work of the door latch, the door latch, anti-theft and side impact safety can be achieved. This paper mainly discusses the design and development of door latch system through the arrangement of door latch system, the matching of door latch and door opening handle and the influence of door latch system on door opening and closing sound quality.

door latch system; latch package; design and development

A

1671-7988(2018)20-130-02

U463.83

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1671-7988(2018)20-130-02

U463.83

范明华，就职于奇瑞商用车（安徽）有限公司。房长江，民革党员，中级工程师，就职于博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.048