某汽车门锁失效模式分析及优化设计

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2018.02.111

2018 NO.02Science and Technology Innovation Herald科技创新导报某汽车门锁失效模式分析及优化设计

李文武 高潘

(北京汽车研究总院有限公司 北京 101300)

摘 要：汽车门锁作为汽车的一项重要组成部分，门锁的性能以及质量也会直接影响到汽车的行驶安全性以及车主的财产安全。这也就要求相关的汽车设计以及制作人员能够对车门锁进行系统的理论分析以及实验分析，就汽车门锁失效模式进行研究，从而采取相应的优化设计来提升汽车门锁的应用安全性和可靠性。关键词：汽车门锁 失效模式 优化设计

中图分类号：U463.83 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)01(b)-0111-02

门锁作为汽车的一个重要附件，其可靠性以及操作性往往也会直接影响到汽车的使用以及安全性能，此外一个完整的汽车门锁还需要拥有内开启、外开启、锁紧车门以及内外锁止保险等功能，只有这样才能够保障汽车门锁的正常功能，对于乘车人员的乘车安全性也能够取得良好的保障效果。但是目前许多汽车门锁还存在有一定的失效模式，并且为乘客们带来诸多的不便之处，这也就需要对汽车用锁进行必要的失效树分析，然后在分析基础上来进行不断的优化与完善。

1 汽车门锁机理

开启机构以及锁体机构两者共同构成了汽车门锁的整体，其主要作用则是进行车门的安全锁闭，并保障在汽车的行驶过程之中不会出现自动开锁这一症状。因此说锁紧机构也是锁体中最为关键的一个部分，其主要是由棘轮、棘爪所构成的，并通过单向传动的模式来实现机构的开启以及锁闭处理。

在将车门关闭之后，经过机构来实现传递。锁扣从棘轮的开口方向嵌入向上运动，借此来让棘轮进行顺时针转动。当棘轮转动到了初始锁止位置的情况时，就会在弹簧作用下出现瞬时逆时针转动，同时棘爪卡住棘轮阻止其逆时针转动，于是车门锁止。在将汽车的车门打开之后，在开启状况下棘爪与棘轮分离，于是棘轮在受到回位弹簧的作用下，从而实现逆时针转动再度回到开启状态，从而完成解锁，并实现车门的开启。

于正常件的回位速度明显变慢，在对锁块进行按压的过程中，其也会出现比较明显的卡滞感。

当车门关闭之后，常规状态下的棘轮会受到锁扣的推动，然后在弹簧力影响下恢复到正常的位置上面，从而使得车门得以关闭。而当故障出现之后，棘爪会受到阻力的影响，而导致其运转速度变慢，并无法达到相应位置，从而处于非正常复位的状态。总体而言，导致车门无法关闭的主要原因还是棘爪回位速度过慢所引起的。

就力学角度进行分析，棘爪在回位弹簧的作用下，其锁块的复位力则主要是弹簧开启状态下自身的回弹力。可以说锁块自身的复位力等于棘爪的回位簧扭力减去间隙摩擦力以及油脂的阻力。而当锁块处于开启的状态下，因为受到外界因素的影响，也就要求弹簧的扭矩能够克服门锁开启的所需力，在这一状态下的锁块开启力等于棘爪的回位簧扭力加上间隙摩擦力以及油脂的阻力。

锁块关闭与开启的过程中，在常温状态下棘爪间隙的摩擦力以及油脂的阻尼阻力基本上是可以直接被忽略不计的，因此就理论层面上进行分析，可以将锁块复位力线性与开启力线性呈现为斜率对称的关系。

当棘爪弹簧在回弹的过程中受到了阻力之后，其回弹速度会得到一定程度的降低，在开启力受阻力影响增大的基础上，也及容易导致车门无法关闭这一故障的发生。在低温的环境下，汽车门锁中的锁块开启力也会得到一定程度的增加，并导致棘爪的回位速度得到了进一步的降低。考虑到实验室分析的可行性，本文主要就锁块的关闭与开启来就门锁棘爪回位速度过慢这一问题进行了探究分析。

2 车锁失效模式解析

某一故障锁装车在零下10℃的汽车下冷冻了一个晚上，车主在早上7点打开车门之后，发现车门出现了关不上的情况，经检查发现是因为门锁冷冻而导致车门无法关闭，其故障非常严重，还需要引起充分的重视。在解除了车门锁的故障问题之后，次日该车又重新出现了无法关闭的问题，将锁体上的3个固定螺钉松开之后，故障也就消失不见，但是当紧固到了7N·m之后，故障又再次出现。

在车门能够正常关闭的情况下，对故障锁块进行冷冻试验。首先将该车的锁体放置在-40℃的低温试验箱中进行4h的冷冻处理，然后将锁体的3个孔螺钉安装力矩固定在7N·m，就该车锁开启摇臂的回位速度进行观察，发现较之

3 优化设计

3.1 建立汽车门锁的完整失效树

失效树分析主要指的是在系统的设计过程中，借助于对硬件、软件以及人为因素等各种可能造成系统出现失效状态的因素进行分析，并在此基础上进行失效图也就是逻辑框图的绘画，从而确定系统失效原因的各种组合方式以及有可能发生的各种逻辑关系。在此基础上进行失效概率的合理计算，然后根据计算结果来进行纠正措施的针对性制定，借此来使得该系统的运行安全性以及可靠性得到更进一步的提升。通过失效树图能够根据系统的内在联系来进行失效源的有效查找，从而得出造成系统失效的薄弱环节，

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易出现车门无法关闭等故障，从而影响到车主的驾驶体验，这也就要求对棘爪轴向窜动间隙进行必要的优化。经测试通过将间隙距离控制在0.4～0.8mm这一范围内，还能够有效避免温度对于锁块开启力的影响。(2)油脂油量的优化设计：在改善了棘爪轴向窜动间隙之后，应用不同的油脂量进行均匀的涂抹，并通过常规模式进行装配处理，然后就开启力以及声音进行测试。在测试中发现，将油脂量保持在02～0.35g这一范围中时，其门锁的开启力能够得到有效的降低，对于门锁的关闭声音也能够起到良好的改善效果。只有这样才能够保障车锁在低温环境下也能够进行正常的关闭，并充分满足车主们的各种实际需求。

来让系统设计的有效性以及失效的诊断效率得到有效的提

升。可以说失效树的建立也是失效树分析算法中的重要组成部分，其建立的科学性以及完善程度也是该算法的构建关键，并直接影响到失效定性分析以及定量计算的准确性，因此说只有做好汽车门锁完整失效树的构建工作，才能够取得良好的分析研究效果，并为后续的门锁优化设计工作提供足够多的理论支持。3.2 结构的可靠性

结构在设计以及使用过程之中还具备有诸多的影响因素，并直接影响导致整个车锁的安全性、实用性以及耐久性，而对这些影响因素进行分析也就是进行车锁的可靠性分析，其也是结构计算、设计内容的一项重要构成部分。

在进行结构模型的计算之前，还需要引入外载荷、材料强度、构件尺寸、边界条件以及加工公差等基本变量,并需要充分重视测量误差等各种随机因素。在进行变量的取值过程中还需要应用随机变量或者随机过程的模式来进行描述，从而取得良好的结构可靠性分析效果。可以说可靠性分析方法指的是对建立模型中的输入参数以及假设的不确定性进行分析，并就这些因素对于整个车锁结构的影响程度进行分析，通过相应的可靠性指标来进行判断，来让设计产品的质量以及可靠性得到有效的提升。3.3 具体优化措施

(1)轴向窜动间隙的优化：按照正常的方式来进行车锁的装配时，棘爪的厚度一般保持在5.33～5.88mm，其棘爪轴向窜动间隙多在0～0.6mm以内，并且在7N·m下进行扭矩打紧处理，这也就导致了门锁容易受到低温的影响，并容

4 结语

汽车门锁作为汽车的重要组成部分，其可靠性以及耐久

性也会直接影响到汽车的行驶安全性，对于停车防盗也有着非常大的决定作用，因此相关设计人员也就需要就汽车门锁中存在的各种故障问题进行必要的失效分析，并及时采取相应的优化措施来进行处理，从而保障车锁的应用性能，并给予车主良好的驾驶体验。

参考文献

[1] 陆珉.汽车门锁系统的建模及失效研究[J].科技尚品,2017(5):2-3.[2] 尹崇云,程禄.汽车门锁工作原理和常见缺陷的分析[J].中国科技投资,2016(33):250.

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用到较多的设备和一些施工的工具，例如：机械的液压钳、钢丝刷纱布、红油漆等，从而保证工程的顺利实施。而且在施工之前也要保证连衬垫和导线是属于同一个规格的，如果不是统一规格，那么将会影响日后的运行安全。在准备工作都完成之后，还要将螺旋调到一个适合的位置当中，然后按照顺序逐步进行连接，而且在施工的过程中还要保证电线的平稳，以便于接下来的工作。2.3 爆破压接技术

爆破压接是最为简单的一种压接技术，之所以这么说无非就是爆破压接适合于各种型号导地线，而且操作方法也是最为简单的。爆破压接技术主要原理就是通过炸药在爆破过程中产生能量，这种巨大的能量能够促使连接发生变形，从而实现导地线之间的连接工程。但是从另一个方面来说，也不得不看到爆破压接的方式还是存在一定的风险的，而且对技术也有更高的要求。在施工过程中，还需要考虑炸药量的多少，以及是否合理。如果炸药剂量大的话，就会产生很大的破坏力，威胁到生命财产安全；可如果剂量少的话，又达不到爆炸的效果。鉴于种种情况，施工人员一定要结合自身的工作经验，科学地分析炸药的剂量，从而保证爆炸顺利进行。

[3]

3 结语

综上所述，目前我国电力资源越来越紧张，难以满足人们日益增长的需求，为此一定要尽量地提高电力的利用率，从而来保证人们日常生活的用电量。虽然输变电线路施工导地线压接相关技术已经取得阶段性的进步，但是还是有很大的进步空间。本文首先分析了输变电线路施工导地线压接相关技术的原则，接下来阐述了如何完善导地线压接技术，希望对输变电线路工程有所帮助。

参考文献

[1] 柴顺堂,朱鹏.输变电线路施工导地线压接相关技术研究[J].通讯世界,2015(9):160.

[2] 李敏,郭志平,张维武.浅谈输变电线路施工中导地线压接施工技术[J].湖北电力,2015,35(3):55-56.

[3] 潘林,李昊翰,钟仁辉.浅谈输变电线路施工中的导、地线连接方法及工艺[J].水利技术监督,2016(6).

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