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  汽车门锁_机械/仪表_工程科技_专业资料。汽车门锁设计一般要求 2012.04 2018年12月18日 1 目录 一.汽车门锁的定义和分类 二.汽车门锁的功能和基本要求 三.汽车门锁的结构 四.汽车门锁的行程设计 五.汽车门锁设计

  汽车门锁设计一般要求 2012.04 2018年12月18日 1 目录 一.汽车门锁的定义和分类 二.汽车门锁的功能和基本要求 三.汽车门锁的结构 四.汽车门锁的行程设计 五.汽车门锁设计上应重点注意事项 2018年12月18日 2 六.汽车门锁设计引用标准 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 2018年12月18日 3 一、汽车门锁的定义和分类 汽车门锁系统是一个装在车门及其立柱上能将车门可靠锁紧并通过其内部机构实 现开启及锁止功能的装置.是一个非常重要的车身附件.具有安全防护作用,即要保证车 门正常使用中的可靠锁紧,防止车门意外/无意识打开.又要保证车门需要时顺利打开.确 保在正常或当有紧急情况发生时通行, 以免造成生命伤亡和财产损失,属安全法规件.也 叫终端闭合功能件。 汽车门锁的分类 汽车门锁可概括的分为:机械锁、普通电动锁和超级锁。 机械锁:锁止/解止及开启动作均由手动操作完成。按结构分:有舌簧式门锁、钩簧 式门锁、卡板式门锁。 舌簧式门锁:它是利用锁舌与挡块的啮合与脱开实现锁紧与开启,锁舌是做直线往复 运动,门锁有锁止机构,以防止门锁无意识开启。缺点是不能承受纵向载荷,安全性 较低。同时关门费力,且噪音大,锁舌与挡块容易磨损。钩簧式门锁:它是利用锁钩 与挡块的啮合与脱开实现锁紧或开启,锁钩做摆式运动,缺点是承受纵向载荷能力极 低。 卡板式门锁:它是利用棘轮、棘爪原理通过旋转卡板与挡块的啮合与脱开实现锁紧或 开启,具有全锁紧和半锁紧两个位置,安全、可靠。零件大部分为钢板冲压件,故工 艺性好。 (见附图) 普通电动锁:锁止/解止、开启、关闭及儿童锁动作可由电动控制完成。(见附图) 超级锁:在普通电动锁的基础上实现将锁止/解止系统锁定,使其处于锁止状态,在不 用钥匙和/或遥控器的情况下无法使用内开打开车门. 汽车门锁系统的组成部分 一般的汽车门锁系统由锁体、内开操纵机构、外开操纵机构、内锁止/解止操纵机构、 外锁止/解止操纵机构、锁销/锁扣/挡块等组成。 卡板式门锁 分体式电动锁 整体式电动锁 二、汽车门锁的功能和基本要求 门锁系统在整车中的应用,其目的是车门可靠地锁紧或安全的打开,当车门锁紧的时候不 会因汽车振动、碰撞或者其他情况而意外将车门打开,导致意外发生。目前门锁普遍采用 的结构为卡板式门锁,利用棘轮、棘爪原理由一对相互啮合的卡板止动爪实现车门的锁紧 ,以及通过锁体、外开操纵机构、内开操纵机构、内锁止/解止操纵机构、外锁止/解止操 纵机构、锁销、电控机构等有序的动作来实现其功能,可实现的基本功能有:内/外开启功 能、内锁止/解止功能、外锁止/解止功能、防误锁功能(一般限司机门锁)、儿童锁功能 (限后门锁)。随着科学技术的发展和技术的不断进步,以及顾客要求的不断变化,汽车 门锁在基本功能的基础上又增加了许多其它功能(被称为“延伸功能”),例如:电动锁 止/解止功能、一次拉动内开启功能、二次拉动内开启功能、紧急锁止功能、超级锁止/解 止功能、电动开启功能、电动锁紧功能、电动儿童锁功能、电子防误锁功能、状态指示功 能(开/关门指示功能、门全打开指示功能、儿童锁指示功能、超级锁指示功能、锁止/解 止指示功能、外锁止/解止指示功能)、无钥匙出入(PKE)功能、控制器防盗功能、发动 点火控制功能、生物特征识别功能、紧张锁功能。 ——内开启功能 当门锁处于锁紧位置且为解止状态时,操作内开操纵机构,使卡板与止动爪脱离啮合状 态,实现门锁开启的功能。在实际使用中,往往通过操作内手柄将动作传递到锁体,释放 卡板实现门锁开启,车门被打开。 ——外开启功能 当门锁处于锁紧位置且为解止状态时,操作外开操纵机构,使卡板与止动爪脱离啮合状态 ,实现门锁开启的功能。在实际使用中,往往通过操作外手柄将动作传递到锁体,释放卡 板实现门锁开启,车门被打开。 — 内锁止/解止功能 当门锁处于全锁紧位置时,操作内锁止/解止机构,使门锁处于锁止或解止状态。当门锁处 于锁止状态时,操作内、外开操纵机构均不能将门锁开启,保证车门不会出现无意识打开 ——外锁止/解止功能 当门锁处于全锁紧位置时,操作外锁止/解止机构,使门锁处于锁止或解止状态。当门锁处 于锁止状态时,操作内、外开操纵机构均不能把车门打开。 锁紧功能 当门锁受到关闭车门等外力作用时,锁体与锁销啮合,实现锁紧功能。从安全、可靠 性方面考虑门锁应有一个全锁紧位置和一个半锁紧位置。 - 防误锁功能(一般适用于司机门锁) 当门锁处于开启位置,无论门锁处于锁止还是解止状态,当正常操作门锁使卡板与止 动爪啮合(如关闭车门)实现门锁锁紧时,在防误锁机构的作用下门锁都将处于解止状态 儿童锁功能(一般适用于后门锁) 当儿童安全保险机构处于锁止位置时,操作内开操纵机构不能使门锁开启,但操作外开 操纵机构必须能将门锁开启。 外开 内锁止/解止 内开 外锁止/解止 GB15086-2006《汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法》是汽车门锁系统的基 本要求 。国家强制性试验(强检试验)有三种: 1.纵向载荷:门锁的锁体和锁扣总成在半锁紧位置能承受4440N的纵向载荷,在全锁紧 位置能承受11110N的纵向载荷,且均不得脱开。 2.横向载荷:门锁的锁体和锁扣总成在半锁紧位置能承受4440N的横向载荷,在全锁紧 位置能承受8890N的横向载荷,,且均不得脱开。 3.耐惯性力:锁止机构处在未锁止状态时,当门锁(包括其操纵机构)在纵向或横向受 到 294.2m/s2(30g)的加速度时,门锁必须保持在全锁紧位置上不得脱开。 另外其它型式试验的要求还有:开闭耐久性试验、盐雾试验、高低温试验。如果是电 动门锁:还有耐低温工作性、耐过载强度、耐振动、抗过载强度、绝缘介电强度、抗 干扰性、防水性、耐湿热性、闭锁器耐久性等试验。 三、汽车门锁的结构 前面我们介绍了当前门锁主要分为机械门锁、电动门锁和超级门锁。其中,机械门锁锁 体按安装方式可分为:外置式门锁、分体式门锁、内置式门锁;电动门锁按控制方式分为 :基础型电动门锁、遥控电动门锁、智能电动门锁。EQ6380门锁为内置式机械门锁,接下 来主要介绍该种类型的门锁。该门锁锁体为整体式设计,从结构上可分为三层:第一层为 盖板;第二层为爪支座(塑料本体)部件;第三层为基板部件(锁体部件)。第一层与第 二层构成锁体的锁紧机构用以实现锁紧功能。第三层由释放机构(转换杠杆)、内/外开启 机构、锁止/解止机构、内锁止/解止机构、外锁止/解止机构及防误锁机构等组成,实现内 、外开启功能及内、外锁止/解止功能,防误锁机构通过止动爪(锁块)的状态反馈实现防 误锁功能。 第三层 第二层 第一层 结构设计: 盖板和爪支座作为门锁结构件用来支撑和固定功能零部件(见附图),卡板(锁栓)和止动爪 (锁块)通过各自的转轴被固定在盖板和爪支座(塑料本体)之间,并可以绕各自的转轴转 动。爪支座结构设计(见附图),其上面的沟槽设计用来固定卡板(锁栓)和止动爪(锁 块)回位弹簧,为了有效的降低噪音,在爪支座(塑料本体)上安装了橡胶材料制作的缓 冲块,滑块在关门过程中随锁销的运动沿导向轴滑动,在全锁和半锁状态下通过自身的斜 面结构对锁销上下方向进行限位,减小车门在运动过程中上下方向的晃动。 止动爪/锁块消 声块 缓冲块 爪支座 / 塑料本 体 装止动爪/锁 块簧的槽结构 装卡板簧的 槽结构 减振块 缓冲块 止动爪 / 锁 块 止动爪 / 锁块 弹簧 爪支座 / 塑料本 体 滑块 第三层为基板部件(见附图),该部分以基板为基础,门锁的释放机构、锁止/解止机构及内 、外开启机构等,均通过铆轴被固定在基板上。当门锁的基板部件装配完毕,再与爪支座 部件组装,最后将盖板装配在爪支座上,并通过螺钉实现和第三层基板部件的连接 。内开 启臂通过内开连接臂—联动臂—释放臂驱动止动爪,止动爪与卡板脱开,实现门锁内开功 能;外开操纵部件通过推动外开推杆运动,外开推杆联动臂—释放臂驱动止动爪,使止动 爪与卡板脱开,实现门锁外开功能。如果我们仔细看上图会发现外开推杆与内开连接臂连 接位置设计成长槽结构,当进行内开操作时,内开启臂推动内开连接臂转动,与内开连接 臂连接的外开推杆由于该长槽结构的让位作用,保证了内开操作时外开操纵部件不会产生 联动;而在进行外开操作时,由于内开启臂位于内开连接臂转动的反方向,保证了内开操 纵部件与外开的相对独立性。 内开启臂/ 内开杠杆 基板 内开连接臂 / 内 开连接杠杆 外开推杆 外开推杆上的 让位槽结构 螺钉 卡板轴 止动爪轴 安全臂/ 锁 止 杠 杆 销轴 释放臂/ 转 换 杠 杆 联动臂 / 开锁推 力板 防误锁功能结构设计(见附图):当门锁处于开启状态时,该型门锁可以通过内、外锁止/ 解止机构实现门锁的锁止,但是当门锁关闭时,可以自动将锁止/解止机构推动到解止状态 。具体实现方式如下:门锁处于开启位置,安全臂处于锁止状态下,当关闭门锁时,卡板 转动,推动止动爪转动,止动爪拨动释放臂顺时针转动,释放臂在转动过程中推动联动臂 ,联动臂拨动安全臂使其到解止状态,自动解除了门锁的锁止。这种防误功能的实现原理 ,对于门锁的结构有更好的保护功能,避免不当操作对门锁的损坏。 联动臂 / 开锁推 力板 联动臂 / 开锁推 力板 释放臂/转换杠杆 安全臂/锁止杠杆 安全臂/ 锁止杠杆扭簧 安全臂/锁 止杠杆 解止状态图 锁止状态图 儿童锁功能(限后门锁):为了防止车内后排儿童单独乘坐时擅自打开车门发生危险,操纵 儿童安全保险机构至锁止位置,断开门锁内开启释放机构,使内开启释放机构无法传递动作 ,不能推动止动爪运动,实现门锁从车门内无法打开车门的功能。保证汽车在行驶过程中儿 童无意识拉动内手柄后也无法从内部打开车门,防止意外的发生。而在汽车停止行驶时,从 车门外可以操纵外手柄打开车门的功能称为儿童锁功能。 电动锁止/解止功能:电动锁止功能:通过闭锁器的正反转实现锁体的锁止和解除锁止动作。 电机正向加电,通过传动机构推动锁体安全臂部件到锁止位置,使门锁处于锁止状态,断开 门锁的开启释放机构,使开启释放机构无法传递动作,不能推动止动爪运动,实现门锁从车 门内/外无法打开车门的功能。保证门锁在锁紧行驶过程中不会因汽车振动、碰撞或者其他 外力而轻易将门开,导致意外事故的发生。 电动解止功能:电机反向加电,使门锁安全臂部件运动到解止位置,连接门锁的开启释放机 构,使开启释放机构传递动作,推动止动爪,卡板与止动爪啮合脱开,卡板脱离锁扣,车门 被打开。实现门锁从车门内/外打开车门的功能。 一次拉动内开启功能:当门锁处于锁止状态时,在车内拉动内手柄一次,使门锁回到解止位 置的同时打开车门,即此类门锁没有内锁功能。 二次拉动内开启功能:当门锁处于锁止状态时,在车内拉动内手柄一次,使门锁回到解止位 置,松开内手柄后再次拉动内手柄,车门打开。 紧急锁止功能:在门锁没有内锁的情况下,当电路出现问题时,机械拨动紧急锁止机构,断 开外开启机构,关闭车门后使门锁不能从外部打开。 超级锁功能: 在普通电动锁止状态下,副电机加电,防盗机构运动,使安全部件止动,实现 超级锁止功能,在超级锁止状态,内、外开都不能开锁; 在超级锁止状态下,副电机反向加电,防盗机构退回,使安全部件解除止动,实现超级解止 电动开启功能: 在电机驱动下,使门锁卡板处于释放状态,与止动爪脱离啮合,从而使车门 自动打开,此项功能一般用于滑门。 电动拖入卡板功能:锁扣上装有电机,当车门还未完全关上时,锁扣上电机驱动锁扣将卡板 托入,实现锁紧功能。 电动儿童锁功能:在儿童锁机构中装有电机,电机驱动儿童安全保险机构至锁止位置,断开 门锁内开机构,使儿童无法从内部打开车门,而在车门外可以操纵外手柄打开车门的功能称 为电动儿童锁功能。 开/关门指示功能:在闭锁器中有一微动开关,当卡板在啮合位置时,与微动开关相脱离,此 时在车内仪表盘处显示灯不亮,指示车门在关闭状态,当卡板在脱离啮合位置处于半锁或全 开启位置时,压动与微动开关,此时在车内仪表盘处显示灯亮,指示车门在打开状态。 无钥匙出入功能:高端轿车上使用的一种功能,在外手柄中镶嵌触摸感应系统,驾驶人员带 有感应芯片,在距离车辆较近距离内,无需使用钥匙即可开启车门,此项功能要求门锁反应 时间为50ms。 四、汽车门锁的行程设计 汽车门锁的行程种类分有外开行程、内开行程、外锁止/解止行程、内锁止/解止行 程。另外内外开行程一般有空行程、开启行程、最大行程,在开启行程到最大行 程之间的行程也叫超越行程 ,有时候开启行程是包括空行程的。所以一个完整的 图纸应该有外锁止/解止行程、内锁止/解止行程、外开空行程、外开启行程、外开 最大行程、内开空行程、内开启行程、内开最大行程。例如EQ6380的前门外开空 行程为1,开启行程为12,最大行程为14。其中开启行程12包括空行程,那前门外 开手柄的行程应该为12÷0.75=16,也就是说,在设计时一般开启行程占到内( 外)手柄行程的75%.当然,所有这些行程都是有公差的。 外开空行程1mm 最大行程14mm 外开启行程12mm EQ6380中门锁的行程设计:如图所示,锁体开启行程为8+2=10mm,锁体加上 开启机构的开启行程(不包括短拉线mm,锁体加上开启机 构的开启行程(包括短拉线mm,也就是说内开手柄只需要 13mm的行程就可以把门打开,外开手柄只需要14mm的行程就可以把门打开,为 了保险,内开手柄的设计为开启行程加上超越行程:13+5=18mm,外开手柄的设计 为开启行程加上超越行程:14+5=19mm,也符合原来的设计理论:内开手柄行 程:13÷0.75=17.4。外开手柄的行程为14÷0.75=18.8。 锁体超载行程5mm 锁体空行程2mm 锁体有效行程8mm 长拉线mm 短拉线 I/S HADLE HANDLE O/S HADLE Handle Stroke (For Hook) Handle Stroke (For Latch) 14 Handle Stroke (For Hook) Handle Stroke (For Latch) 12.93 23.33 27.45 Travel Output (to Rear Latch) CONTROLLER Full Stroke 10.5 over Travel Output (to Open Hook) Full Stroke 行程学习 9.00 LATCH Travel Output (to Controller) Open Stroke 7.7 OPEN HOOK Travel Output (to Controller) Open Stroke 1.0 CABLE Cable Length (Initial play) 五、汽车门锁设计上应重点注意事项 1.汽车门锁系统与内外手柄的匹配性。 前面我们讲到:汽车门锁能否可靠实现内外开以及能否可靠锁紧,锁体部件是关 键之外,还取决于内外开启操纵机构。比如EQ6380滑门锁的设计:如果外手柄的 开启总行程小于外开传递系统及锁体的行程(空行程+有效行程+超越行程),即使 外开传递系统与锁体单独连接后门锁能够正常打开,但与手柄一起安装到车门上以 后,此时车门能可靠锁紧,但不能被正常打开;如果外手柄的“拉索对接尺寸”与 外开传递系统及锁体不匹配,当外手柄的拉索对接尺寸大于外开传递系统及锁体的 空行程+拉索B端输出尺寸时(通常讲的预拉紧状态),就会导致车门不能被锁上. 2.汽车门锁系统与门板之间的匹配性(主要指距离的大小) 目前的门锁采用内置式较多,安装时将锁体放入车门板内向外贴于车门侧板,螺钉 从外穿过门板与锁体上的螺纹孔相连,实现门锁的固定。如下图: 侧门锁总成安装在车门的门内、外钣金之间受周围钣金的空间限制,为了能够让 联动机构如拉杆有布置和活动的空间,门锁体积的大小受到相应的制约,另外玻璃 设计的弧度在空间的位置也决定了门锁的外形。 3.汽车门锁锁体内部结构设计上要点:声音、卡板与止动爪的啮合量、超越行程大 小(人开 启门锁的舒适程度) ? 在设计锁紧机构时,需要考虑减小啮合面摩擦、降低门锁锁闭噪音、防止门锁受 力时异常脱开、保证零件有足够的强度、表面应有较高的硬度以提高零件的耐摩 性、卡板的全锁紧位置、半锁紧位置间距及与止动爪的啮合量等问题。 ? 减小啮合面摩擦的结构设计:一、将两个圆弧面的接触部位设计成线接触,一般 采用圆弧面偏心设计;二、可采用圆弧面与直面配合的设计;三、为了减小摩擦, 还可以在零件表面使用减摩涂层,如采用表面喷涂工艺等;四、应定义零件啮合 面的粗糙度和冲裁面撕裂带宽度要求等; 见下面啮合示意图: ? 图5.107 ? 降低门锁锁闭噪音的结构设计:一、在设计允许的情况下,可以适当减小卡板扭 簧的扭矩或压簧的推力,以减小卡板回位时对限位零件的冲击;但在有些情况下, 要求门锁应有一定的顶出力,此时卡板簧的力量就无法减小,需要考虑其它的方 法;二、在卡板与止动爪外面包塑,加缓冲槽,以缓冲冲击产生的力量和噪音, 包塑材料采用韧性、耐磨性较好的塑料材料;三、在设计时应避免空腔敲击,因 为一旦有零件敲击到空腔上,就会产生放大的效果;见下图示例分析: 缓冲槽结构 ? 图所示零件表面有包塑层结构,零件上受冲击部位设计了缓冲槽,用来缓冲撞击 力和降噪; ? 卡板被释放后,在上图所示位置与爪支座产生了撞击,如果爪支座被敲击部位有 空腔结构,会引起击鼓效应,声音会被放大,使用户产生抱怨,因此设计时应避 免撞击部位的空腔结构。 ? 在设计时建议采用下面附表中所示经验值: 类别 全锁位置到半锁位置时锁 全锁位置到打开时锁销行 销行程 程 6.8~14 18-25 过行程 侧门锁 2~3 除了考虑以上因素外,还应考虑卡板与止动爪啮合区域的长度 即啮合量,它直接与门锁的开启行程相关,如果啮合区域的长 度太长,会导致门锁的开启行程太大,在与手柄匹配时,可能 会出问题,导致无法开启或开启困难;而啮合区域的长度太短 ,也会导致门锁开启行程太短,门锁锁紧不可靠。从安全角度 考虑一般不小于4mm 。 闭锁和解锁功能 汽车门锁要保证车门正常的关闭和开启, 在行驶过程中不能意外打开,达到国家规定 的安全保护作用。无论在正常或撞车状态车 门处于关闭情况下拉动内外开手柄车锁能正 常开启。 闭锁状态 解锁状态 锁外开 锁内开 2.锁的结构 锁除了有基本开闭锁结构外,不同车门的 锁有着不同的结构,如EQ6380发动机罩锁有副 锁结构、前门锁有防误结构、锁止解止结构且 左门锁有钥匙结构、滑门锁有锁止解止结构并 且分为锁体和控制机构两部分组成、行李箱锁 有钥匙结构。 如下图所示: 副锁杠 杆结构 拉线结构 锁体 锁机构 锁止解止结 构 发动机罩锁 防误结构 锁止解止结 构 钥匙结构 滑门锁 钥匙结构 前门锁 行李箱锁 3.各部分结构的作用及特点 ? 副锁结构:此机构只对发动机罩锁有,其主 要作用是防止主锁打开后发动机罩盖弹起, 副锁用手直接操作更为安全。主锁主要由拉 线结构控制。 解锁后锁销处于此位置,被副锁 杠杆限位 然后搬动副锁杠杆处于此位置使发 动机罩盖完全打开 拉线结构位置 拉线A端尺寸 ? 防误锁结构:此结构为了防止钥匙丢在车内时 把车门锁上,当按下锁止按钮随手锁门时锁止 按钮会自动弹起,外开依然能打开车门。 锁块推动开锁推力 板运动方向 处于锁止位置 开锁推力板处于解 止位置 开锁推力板和锁块 相对位置 搬动锁栓过程中锁块运动 锁栓锁上后锁块回位 ? ? ? 锁止结构;此结构为了防止车门锁上后别人通过内外 手柄打开车门,起到安全保险作用。 钥匙结构;此结构主要是通过钥匙将车门处于锁止的 状态转换到解止状态然后通过外手柄打开车门。只有 左前门和行李箱锁有此结构。 拉线结构;此结构主要用于两个结构长距离和便于弯 曲要求的连接,拉线要求要有A+B尺寸,此尺寸要和两 头连接的结构尺寸相互配合,按实际要求设计A+B尺寸。 4.行程及操作力的实现原理 行程的实现原理:对于车门锁一般要求有空行 程、有效行程、超越行程,三个行程之和为总 行程; ? 空行程是整套锁装上车后通过拉手开始拉动锁 机构锁内部机构而锁栓锁块没有产生运动前的 行程,空行程的存在不至于使手刚接触拉手时 就处于解锁状态,提高了锁的安全性; ? 长拉线A端尺寸 长拉线B端尺寸 ? 有效行程是指当拉动拉手空行程走完后开始使锁 栓锁块相互运动,直到完全脱开时的行程,有效 行程的大小取决与锁栓锁块的啮合量大小,同时 影响拉手的开启角度和是否能正常打开车门; ? 超越行程是指当解锁后拉手继续拉到不能拉动锁块时 的行程,这段行程影响了拉手的开启力大小。行程大 小最终反映在车门上的内外拉手上。 ? 操作力的实现原理;操作力主要由于锁块压簧、 开锁推力板拉簧或扭簧造成,同时当啮合量大的 时间也会造成操作力大的情况出现。 5.常见故障及排除 车门不能正常闭锁; ? 车门不能正常解锁; ? 锁止功能失效; ? 门锁开启力大; ? 门锁开启行程大; ? 碰撞落锁原因分析 ? 6.故障排除 ? 车门不能正常闭锁;常见原因由于内外开结构对 锁块产生预拉,使锁栓锁块不能正常的啮合,使 门锁不能正常闭锁,此时将内外开机构上相关尺 寸加长即可排除故障。 ? 车门不能正常解锁;此种原因和不能正常闭锁问 题刚好相反,常见原因是连接尺寸大,使其变小 即可解决故障,当锁栓锁块啮合量大时也会出现 此种问题,这种情况下改变其啮合量可根本排除 故障。 碰撞落锁原因分析: ? ? 发生S21左侧正碰过程中,左侧后门在锁机构不受电控情况下自动落锁,造 成左侧后门外开失效。 锁机构分析:(锁机构如下图) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 从上图可见:保险机构是有保险横向拉杆和保险竖直拉杆、保险拉杆固定座 等一套连杆机构组成;后门保险竖直拉杆向下推动是上保险,后门保险竖直 拉杆向上提起时是解保险。 当汽车发生正碰时,碰撞加速度可以达到-30g而加速度方向与运动方向相 反,此时在这套连杆机构组成中:简单分析碰撞受力情况如下 a:保险横向拉杆受到的冲击惯性力方向向前,并有滑动的趋势:T1=m1a; (m1是保险横向拉杆的质量;a是碰撞加速度); b:保险竖直拉杆受到的冲击惯性力方向向前,并有滑动的趋势:T2=m2a; (m2是保险竖直拉杆的质量;a是碰撞加速度); c:锁体固定在车身上,可以认为与车身同通为刚体,没有滑动的趋势。 d:保险拉杆固定座是冲击惯性力可以忽略不记! 保险横向拉杆的质量m1:46.5克 在25.5g加速度下拉杆惯性力: T1=0.0465*9.8*25.5=11.62N 保险竖直拉杆的质量m2: 11.94克 在25.5g加速度下拉杆惯性力: T2=0.01194*9.8*25.5=3N 当由于这是个摆臂,根据右图分析作用在保险拉杆固定座力T3=1.13N 再根据力矩分析,T4=0.51N,这个T4正好对T1施加反向力。 ? ? ? ? ? ? ? ? 从上面分析可知,因碰撞产生的碰撞惯性力 T=T1-T4=11.11N, 分析故障零件(从故障车上撤下测量): 保险开启力F=11.3N 产品图纸定义保险开启力F=10±2N;保险开启 力符合产品定义。 但这个值和车辆在25.5g加速度下,因碰撞导致 保险横向拉杆产生的碰撞惯性力T1非常接近。 也就是说在大于25.5g加速度下保险横向拉杆产 生的碰撞惯性力存在上保险的可能! 下面是去年碰撞试验时的瞬时加速度曲线) 另两个是今年碰撞试验时的瞬时加速度曲线 Page of chery809)(90 Page of chery809)图片数据表明: Max(144.6 ms) = 3.134 g; Min(83.2 ms) = 33.16 g 可见这根保险横向拉杆设计是存在问题的! 碰撞瞬间加速度变化情况 1. Analysis Interval: 0 - 999.9 [ms] 2. Max(144.6 ms) = 3.134 g; Min(83.2 ms) = -33.16 g 1. Analysis Interval: 0 - 999.9 [ms] 2. Max(83.4 ms) = 33.84 g; Min(999.7 ms) = 0.03159 g 3. cont. A3ms(81.92 - 84.92 ms) = 32.62 g; cum. A3ms = 32.62 g ? 最终更改方案: 更改扭力弹簧由直径φ1.0改为φ1.1, 增加弹簧扭力由原扭力10±1N改为15±1N 存在风险:闭锁器附载加大,影响其使用寿命! 门提的力量加大,不易解锁! 试验表明更改不影响其使用寿命! ? 车门不能正常解锁;此种原因和不能正常闭锁问 题刚好相反,常见原因是连接尺寸大,使其变小 即可解决故障,当锁栓锁块啮合量大时也会出现 此种问题,这种情况下改变其啮合量可根本排除 故障。 ? 锁止功能失效;此种情况主要时由于锁止结构上 某些零件和车门上一些零部件干涉不能正常转动 锁止结构,这样情况下看干涉零件的位置并做一 些修正即可排除故障。 门锁开启力大;常见原因由于啮合量大、锁块簧 力大、开锁推力板拉簧或扭簧力大造成,常用解 决办法为减小啮合量,减小簧力大小。 ? 门锁开启行程大;常见原因由于啮合量大、内外 开机构连接时空行程大造成,主要措施为减小啮 合量和机构连接的空行程。 ? 六、汽车门锁设计引用标准 1.GB15086-2006 ≤汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方 法≥ 2.QC/T627-1999 ≤汽车电动门锁装置≥ 3.QC/T323-1999≤汽车门锁≥ 4.GB/T10125-1997耐腐蚀性试 5.GB11551-2003乘用车正面碰撞试验 6.QC/T413-2002绝缘耐压性能 7.GB/4208-2008外壳防护性 8.Q/JD1920-2008接插器要求 9.GB/T 2423.4-2008耐湿热性试验 10.QC/T625-1999镀锌标准 11.JB/T9175.2-1991剪切面质量 12. QCT_323-2007汽车门锁和车门保持件 13. QCT29101-1992汽车用拉索总成 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 汽车门锁系统设计工艺性: 由于零部件的加工工艺基本属于制造业的普通工艺,在此我们仅 对部分零部件设计时应考虑的加工工艺性、汽车门锁装配工艺性 、电子部件工艺性及检测工艺性作一介绍。 ——零部件加工工艺性设计 汽车门锁的部分零部件有精冲件的工艺性设计、杆件成型、包塑 、 .精冲零件的工艺性设计:精冲零件的孔边距一般不小于材料厚 度,以方便模具的制造;精冲零件的圆角半经,尽可能的大,一 般不小于R0.5,以便于保证零件加工质量; .包塑零部件的工艺性设计:包塑层的壁厚尺寸应尽可能均匀, 且最小薄壁厚一般不小于0.4,以便于包塑工艺的可实现性;被 包塑件要尽可能的设置工艺孔,以避免包塑层鼓泡起皮;局部包 塑的精冲件,其局部包塑的边缘处外形尺寸要易于包塑,保证包 塑层牢固而不开裂。 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 装配工艺性设计: 汽车门锁的装配主要有铆接、压装、装接、焊接等过程。 .铆接工艺性设计:首先要考虑铆钉/铆轴的铆接部位变形时,非铆 接部位不得变形,其次铆接周边的零件不能影响铆头的运动;对 需要热处理的铆钉/铆轴硬度应适中,避免出现铆点开裂;铆钉/ 铆轴应避免采用易剥落的涂镀层,避免铆点失去防腐能力。 .压装工艺性设计:压装部位应有充分的空间,保证压装可实现 ;压入件与其配合件配合尺寸选择应适当,即要保证易压入,又 要保证压入后不分离;压入件的结构要保证在压入过程不易损坏 ;压入件与其配合件应考虑排气设计,避免压装不到位 装接工艺性设计: 装接件配合及形状尺寸应适当,即要保证可顺利装入,又要保证 在工作条件下不脱出;装接部位应有充分的空间,保证装接可实 现;需要同时完成的两个及其以上的装接,结构上要保证装接可 实现。 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 焊接工艺性设计:对超声波焊接的零部件,结构设计、形状及尺 寸应保证焊接牢固,溢出材料不影响运动件的正常工作;焊接零 部件应避免尖角,防止焊接过程应力集中,造成零部件损坏;对 电阻焊(点焊)的零部件应有可靠定位,以确保焊接组件的尺寸 特性。对焊的两个零件厚度尺寸不宜有太大差别,以确保焊接牢 固,或厚度尺寸小的零件被烧穿。对厚度尺寸较大的或厚度差别 大的零部件,应采用凸焊,避免焊接不牢或烧穿;在控制器系统 电路设计时,尽可能选用面贴电子元器件,自动化程度高,质量 一致性好,克服人为因素造成的虚焊、漏焊等质量问题。电子线 路板应选用镀银、镀金工艺,并进行阻焊、助焊、金属化孔处理 ,以利于焊接。电子线路板的材料和强度应能承受回流焊接或波 峰焊工作时的温度要求。控制器系统中的少量直插式元器件或接 插件在选择时应考虑其可焊接性,其管脚材料应采用镀银、镀金 工艺,其结构应有利于焊接。 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 电子部件工艺性设计 电子部件在设计时应考虑模块化设计,针对不同的模块在不同的 工序中分别进行检测,以控制模块质量,最终保证产品整体质量 。在结构上应预留测试接口,在线路板的适当位置应预留检测点 ,以方便测试。在软件设计时应考虑性能检测,预留测试软件模 块,以实现测试的智能化、自动化; 产品检测工艺性设计 首先要保证设计基准与检测基准的一致性,以减小检测误差;被 检测要素应保证可被检测;门锁系统各功能输出接口布置应合理 ,以保证功能检测的连续性,并易于自动化。 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 防错、容错设计: 汽车门锁系统的可靠性是其各组成部分的可靠性的概率逻辑组合 。从可靠性模型上来说门锁系统属于串联系统,因此,要提高整 机可靠性,首先应从零部件的严格选择和控制做起。在产品设计 中通常应遵循以下几个原则: (1)优先选用标准件和通用件; (2)选用经过使用分析验证的可靠的零部件; (3)严格按标准选择和控制成熟零件和结构; (4)充分运用故障分析的成果,采用经分析、试验验证后的方案; (5)在满足预定功能的情况下,机构设计应力求简单、零部件的 数量应尽可能减少,越简单越可靠是可靠性设计的一个基本原则 ,是减少故障提高可靠性的最有效方法。但不能因为减少零件而 使其它零件执行超常功能或在高应力的条件下工作。否则,简化 设计将达不到提高可靠性的目的。 七.汽车门锁系统设计工艺性及材料选择 关键零件的材料选择 1)锁栓(块)建议选用20#优质碳素钢,经表面渗碳淬火工艺, 使其有足够的强度达到纵横向拉力所承载的力;(精冲) 2)弹簧采用不锈钢丝1Cr18Ni9 ,以保证其操作力、抗疲劳要求 ; 3)锁栓(块)轴选用20#优质碳素钢丝,保证其铆接强度; 4)底板、盖板 、转换臂采用有较好延伸率和强度高的DC01; 七.汽车门锁系统安全与可靠性 安全性要求: 汽车门锁系统既要保证汽车在正常行驶、泊车过程中的安全,又 要保证意外情况下如碰撞、翻车跌落等的安全,同时还要起到防 火、防抢、防盗等安全作用。汽车门锁系统安全性要求如下: ——门锁应能可靠锁紧,并具有全锁紧和半锁紧两个位置; ——门锁应能保证需要时顺利打开; ——门锁应能防止意外打开; ——门锁系统在半锁紧位置能承受4440N的纵向载荷,在全锁紧 位置能承受11110N的纵向载荷,且均不得开启; ——当门锁(包括其操纵机构)受到来自于纵向和/或横向和/或 自由跌落方向294.2m/s2(30g)的加速度时,门锁必须保持在全锁 紧位置上不得开启; 七.汽车门锁系统安全与可靠性 安全性要求: 前罩锁: 在半锁止位置图中a.b 方向上加2.5KN 的载荷,不能解除锁止。在 全锁位置,按图中加W1=6.9KN.W2=3.9KN 的载荷,前罩锁不能解 除锁止 行李箱: 行李箱锁在锁紧位置承受4.0KN的负荷时,不可脱扣。 七.汽车门锁系统安全与可靠性 可靠性要求: 汽车门锁系统不仅要满足其安全性要求,而且在整个使用寿命周 期内要持续满足这些要求,这也就是我们常常提到的可靠性要求 。 ——汽车门锁的耐久性 .设计寿命:一般为10年或500,000公里。 .三包承诺使用寿命:一般为顾客使用3年或60000公里。 .试验验证寿命:一般为100000次。 谢谢

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