基于FTA的驾驶室门锁开启问题分析与改进

吴彩庭　张召春　肖扬国

摘 要：文章针对某工程机械驾驶室门锁开启手感较差问题，通过对各种影响门锁开启的因素进行详细的故障树分析，发现其根本原因为门锁传力机构匹配不佳、外开把手复位弹簧力过大。经过理论分析及样机验证，重新匹配门锁传动机构，优化复位弹簧的设计，解决了门锁开启问题，提升了车门开启性能，并提供了一种全面分析和解决类似质量问题的方法。

关键词：FTA 门锁 开启 行程 手感

Analysis and Improvement of Opening Problem of Cab Door Lock Based on FTA

Wu Caiting Zhang Zhaochun Xiao Yangguo

Abstract：Aiming at the problem that the door lock of a construction machinery has a poor opening feel， through a detailed fault tree analysis of various factors that affect the opening of the door lock， the article found that the root cause is poor matching of the door lock force transmission mechanism and outward opening， which leads to the problem of too large force of the handle return spring. After theoretical analysis and prototype verification， the article re-matched the door lock transmission mechanism， optimized the design of the return spring， solved the door lock opening problem， improved the door opening performance， and provided a comprehensive analysis and solution to similar quality problems.

Key words：FTA， door lock， opening， stroke， feel

在某工程机械驾驶室试制及验证过程中，发现其门锁开启时操纵力较大、手感较涩，开启过程中，手指能明显感觉到压痛感，容易给司乘人员造成車门被反锁或门锁出现故障的错觉，影响了客户体验。经过多次开关门实验，确定其问题主要表现为以下两点：（1）门锁开启力偏大——平均值约为80N（最大达到90N），比同类车型开启力（约60N）偏大约33%;（2）外开把手开启行程占比偏低——开启位置约为全行程的47%，明显低于推荐值（60～70%）。

1 故障原因分析

利用故障树分析（FTA）方法[1]，对可能的原因进行系统的诊断分析，选取车门锁开启手感差做为顶事件建立故障树，通过对可能导致顶事件发生的原因进行进一步分解，形成了事件分析的故障树。其故障树分析图如图1所示。

针对驾驶室门锁开启问题故障树分析图，根据表1中所列底事件情况的调查分析，判断各底事件是否为导致问题发生的相关原因项，以制定整改措施。其中，Y表示相关项，N表示不相关项。

2 系统优化设计

依据上述分析，确定从表1中2、3、7、9等四个相关项开展原因分析及质量改进。通过对门锁开启瞬间的受力情况进行分析，寻求关键影响因素并做改进。

2.1 门锁传力机构的优化设计

针对表1中锁体与外开把手间传动机构行程比不合理（费力机构）和传动角不合理（传动效率低）两个问题（图2），对门锁传力机构进行优化设计（图3），形成门锁传力机构优化前后的对比简图（图4）。

优化设计前后的主要参数对比如下：

a.开启角：开启把手全行程约30°，优化前为14°（47%），优化后为21°（70%）;

b.开启力：优化前F1=F0*35/（sin124°*sin66°）*38=1.22*F0;优化后F1=F0*25/（sin113°*sin95°）*38=0.72*F0，力值降低比例为（1.22-0.72）/1.22=41%。

2.2 复位弹簧的优化设计

复位弹簧的主要作用是确保在无外力作用时，复位门锁机构。通过调整复位弹簧参数与标杆车型一致，以改善门锁开启力。复位弹簧更改前后受力分析“位移-拉力”关系如图5。

3 结论

按上述FTA方法全面分析可能导致门锁开启问题发生的原因，从中甑别出导致问题发生的真正原因，并依据分析结果实施相应的改进措施后，门锁开启行程和开启力达到同类车型推荐值，手指压痛感问题也得以消除。

1、优化复位弹簧的刚性和预变形量，可降低门锁开启力，同时保证门锁相关机构复位性能不被削弱;

2、优化门锁系统传力机构中的连杆尺寸和位置，可在锁体阻力不变的前提下，降低外开把手上所需要施加的开启力;

3、门锁系统传动机构尺寸调整后，加大了外开把手开启行程，门锁开启前的运动行程变大，可避免门锁出现故障或被反锁的错觉，从而改善手感。

基于FTA的故障分析方法，能全面找出导致问题出现的可能因素，并有针对性的提出对策措施，对全面而彻底的查明故障原因并有效对策有很大帮助。

参考文献：

[1]岳丽姣.某轻型客车换挡力偏大原因分析与改进[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2012（11）：1465-1468.