浅析汽车门锁设计

陈健

摘 要：在汽车附件的结构组成部分中，门锁一直占有重要的地位，其是否能够高效率地进行工作对驾驶人员的人身和财产安全起到直接的作用。尤其是在汽车的行驶过程中，门锁性能的优劣更是直接对驾驶人员是否有安全隐患产生影响。所以，在汽车门锁的设计过程中，不断通过开发完善其功能，不仅仅能够提高汽车整体的性能，更能够对驾驶人员的安全起到更强的保障。与此同时，门锁的设计对于车门开闭声音的品质提升也有很大的影响。因此，本文主要在门锁的分类、基本结构以及汽车门锁的设计要求等方面浅析门锁设计思路，也阐述了车门门锁的匹配要求。

关键词：汽车门锁;构造;设计要求

1 汽车门锁定义

汽车门锁有十分完善的一套安装设计体系，是安装在车门以及立柱上能够将车门紧密锁死的设置，来保障驾驶人员安全。作为一种不可缺少的车身附件，汽车门锁可以通过内部结构，来实现车门正常开启或锁止，是十分重要的安全防护部件。在门锁的设计过程中，一方面要使车门在关闭时能够可靠的锁紧，避免车门自动或者驾驶人员在无意识的情况下使其打开导致危险，又要保证车门需要打开时能够正常操作，让驾驶人员能够在正常以及紧急情况产生时可以通行，来减少由此而造成的人身危险和财产损失。因此，在功能上又被称为安全法规件，也通常被称为终端闭合功能件。

2 门锁设计的结构分类以及功能介绍

根据门锁基本结构的组成，可以将其分为两部分。其一是锁体部分，根据功能实现的不同，可以将其分为齿轮齿条式以及卡板式门锁等，其中卡板式门锁在应用中较为普遍。其二是操纵系统，操作系统的功能实现是通过锁体和汽车门柱上的挡块相互匹配啮合，来保证车门能够正常开启和锁紧。使驾驶人员可以通过门锁的传动机构实现对内外把手以及锁止开关的正常操作。根据结构类型和功能的不同，通常可以将门锁分为机械锁、普通以及超级锁。

2.1 机械锁

机械锁在工作过程中都是通过驾驶人员的手动操作来实现门锁的开启或锁止，更注重的是机械性。根据结构类型的不同，可以将其细分为卡板式、钩簧和舌簧式门锁。

卡板式门锁是应用最为广泛的，在工作过程中，它是通过对卡板的旋转来实现和锁扣之间的结合与分离来保证门锁功能的正常运行，根据锁紧程度的不同，有全锁和半锁两个设置。在功能实现中主要是运用了棘轮和棘爪的原理，更为安全。

舌簧式和钩簧式门锁分别是利用锁舌、锁钩与挡块之间的结合和分离来实现门锁正常功能。不同之处在于舌簧式门锁是通过锁舌的直线往复来运作，钩簧式门锁是通过锁钩的摆式运动来运作。然而在设计过程中，舌簧式门锁由于其纵向载荷承受能力缺失导致安全性差，容易产生噪音，并且不易关门，锁舌和锁扣部位极易磨损。钩簧式门锁纵向载荷的承受能力也很低。

2.2 普通电动锁和超级锁

普通电动锁可以通过电动来实现门锁的开启和锁止，并不需要过多的机械操作，同时也可以对儿童锁的动作进行操作。

超级锁是在普通电动锁的功能上进行升级，在打开车门的过程中也可以不用钥匙和遥控器，更加方便快捷。

3 门锁设计要求

3.1 安全法规要求

汽车门锁作为保障驾驶人员最重要的部件之一，在设计过程中一定要遵守国家针对此方面所颁布的《汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法》。在设计过程中一定要符合国家的强制性标准，一定要按照标准的产品图样和有关技术文件严谨化、程序化的进行制造，对文件中所要求的数据部分，一定要严格执行，遵循安全法规要求。

3.2 门锁的性能要求

在汽车门锁的设计过程中，除了要遵循法规要求之外，同时应当保证门锁所需各项性能的正常运作。要经过多次实验，使门锁在安装或使用的过程中也应当满足驾驶人员标准规定，比如通过10万次的开闭循环检测、96h中性盐雾实验等来确保门锁基本操作性能的高效率实现，来保证人员的人身和财产安全。

4 汽车门锁的设计

4.1 汽车门锁的构造设计和布置

在汽车门锁的构造层面来看，在设计过程中一般分为三部分。第一层是门锁的盖板部分，第二场是通过卡板和卡爪有机结合形成的支座部分，第三层为实现最终效果的锁体传动部分。通过三层构造的结合，一二层部分构成了汽车门锁的锁紧部分。儿童锁、防误锁以及门锁的正常开启锁紧等共同组成第三部分。通过三层的结构设计，可以使驾驶人员在操作过程中正常应用门锁功能。

根據门锁的设计构造去进行锁体布置时，为了实现车门在关闭情况下能够正常平稳的和锁扣正常工作来相互匹配，在布置过程中，需要使锁扣和轴线呈现相互垂直的状态。除此之外，锁扣的安装面需要和锁舌的内表面之间的距离在设置时应该大于3.5mm，同时应当注意保持相对平行。

除锁体布置之外，还需要在设计的过程中注意门锁杆件和拉锁的布置。这两种部件在构造中主要是在门锁的外开过程中用来传递力和运动，也是在汽车门锁的外开机构设计过程中的重难点。

4.2 门锁设计的杆件间隙和连接部件安装

在对门锁赶件间隙控制的设计过程中，主要是保证杆件和静止件以及运动件之间的距离，只有达到一定的标准才能够使二者在相互运作的过程中不会产生相互影响。强制性规定要求，杆件与运动件所存在的间隙应当最少要求在16mm以上，与静止件所必须存在的间隙也最少要求在8mm以上。尤其是在布置锁芯和外开拉杆的过程中，更要注意数据的标准，来减少由于误开门产生的危险。

在汽车门锁设计刚开始的时候，需要提前考虑好各连接部件的安装位置，规划好安装空间和顺序。不能只单纯在数据上考虑，有一些部件通过数据计算可以正常传递力和运动，然而在安装的过程中却没有办法正常装配。因此在制定安装计划的同时，还需要顾虑到如何有效地去安排装配空间，对难易程度也要有心理预期，同时需要考虑到，装配不合适时需要更换部件时需要通过哪种方式供货。

4.3 与车门外开把手的设计与匹配

在进行门锁与门外开把手的匹配和设计过程中，除了要考虑到外开把手与门锁之间力的相互匹配之外，还需要在设计过程中考虑到外开把手的运动轨迹。这两方面都可以通过人机去确定。

在外面门把手的轨迹设计时，满足形成匹配的条件需要遵循的标准是：解锁行程<外开把手全行程<门锁全行程。在通过人机去确定时，要根据外开把手形成匹配满足的规则再去将其拉出的行程二次进行确定，把此方面当做输入所必备的条件进行计算，得出最后把手拨杆在功能实现中的旋转角度，这就是应遵循标准中标注的外开把手全行程。在得出旋转角度后，还应当适当的考虑解锁行程中由于制造等原因产生的一定误差，同时参考实验车的测量数据，得出外开把手全行程通常控制在22mm到25mm之间。

除外开把手形成匹配之外，还要考虑其力的匹配。在解锁的全过程中，这里所说的力，需要同时考虑到门锁以及门外开把手回位弹簧所产生的扭力，可以分别标注为f1和f2。解锁力f应当满足F=（1/12F1+F2），这样才能实现外开把手与门锁之间力的相互匹配。

4.4 门锁设计对开闭噪音的作用

根据门锁设计的标准规定，在设计过程中车门锁应当实现两级锁止。首先，在车门刚开始关闭到一级锁止状态之间，会出现棘爪和锁销相互碰撞所产生的声响，如果能够降低二者的碰撞所产生的冲击力，就可以有效降低所产生声响的响度和尖锐度。而冲击力的大小取决于汽车门锁中所安装弹簧的静载刚度以及在关闭过程中由于惯性所造成的门锁动刚度。门锁轴心周边部件在高转动惯性影响下也会产生一定的动态力，如果其传递给车门和锁销，也会产生一定的噪音。

门锁的二级锁止会在一级锁止产生之后实现。在此过程中，棘爪会离开副棘爪制动器致使其关闭，与此同时进入主棘爪制动器，在过程的实现中会产生一定的冲击，冲击力如果传递到门锁结构中，就会在内部出现震动和其他声响。

因此在门锁的设计过程中，最好是将门锁的结构当做单独的部件去进行优化设计，通过不断地完善来减少因此所产生的声响，实现整体门锁系统的优化。

5 结论

汽车门锁系统是汽车制造过程中需要极度重视的一个环节，随着我国汽车行业的不断进步和发展，对门锁系统的设计要求也在逐步增高，已经由之前的机械化向智能化方面进步。除了在满足基本功能之外，也逐渐增加了转向提示等许多新兴功能。尤其是我国作为汽车大国，不断对门锁系统设计进行分析优化，不仅仅能够实现车门的正常开启和锁止、防盜等，还会不断提高其所产生的安全性和智能性。

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