具有碰撞保护功能的车门锁柔顺锁止机构研究

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汽车门锁作为侧门开启系统的核心部件,其功能设计与车内乘客安全密切相关。当汽车受到侧面碰撞时,车门会意外开启危害内部乘客的安全。本文从侧门锁碰撞保护性能设计角度出发,为避免汽车受到侧面碰撞车门意外开启,提出并实现了利用平面铰链六杆机构快速切换到奇异位置对门锁棘爪盘进行锁止,从而保证棘爪对棘轮的锁止。针对门锁电动开启与电动保险支链无法协同操作问题,基于恒力弹簧柔顺副设计具有单向传动的柔顺拨杆机构,解决门锁狭窄空间内单驱动双支链的时序功能问题。具体研究内容如下:(1)侧面碰撞外开启把手拉动棘爪盘等效为组合机构计算门锁外开启力为分析汽车受到侧面碰撞时外开启把手拉动棘爪盘的开启力,将侧门外开启系统视作为空间RSSR机构与平面铰链四杆机构的组合机构,通过建立空间RSSR机构以及平面铰链四杆机构运动学及力学模型对汽车受侧面撞击时侧门外开启系统进行受力分析,得出碰撞时外拉手拉动棘爪盘的开启力。基于开启力对现有惯性机构利用机构简图研究其工作模式,机构进行动力学仿真分析验证了该机构实现碰撞保护功能的可行性。(2)基于奇异位型的棘爪盘锁止机构构型综合针对汽车侧面碰撞时非碰撞门外把手由于碰撞力解锁问题,在门锁狭窄空间内构造具有碰撞保护功能的柔顺锁止机构。基于现有单驱动双支链门锁,在保留其原有功能的情况下,利用有序单开链叠加法综合得出平面铰链六杆机构,基于其奇异位型锁止性能构造柔顺锁止机构,在保证不与门锁内其他支链干涉情况下将其应用于现有单驱动双支链门锁内,实现碰撞保护功能。(3)柔顺锁止机构力学模型建立及仿真验证在现有单驱动双支链门锁内建立平面铰链六杆机构三维模型,通过建立运动学模型以及建立考虑机构惯性力的力学模型。在现有门锁密封力以及门锁执行机构弹簧力条件下,对该机构进行动力学仿真,验证其在单驱动双支链汽车门锁内的可行性。(4)正向刚性支撑和反向接触避让的柔顺间歇机构针对汽车门锁单电机驱动实现电动开启及电动保险功能的需求,基于恒力弹簧弹性力不随行程变化而改变的特性,构造协同电动开启和电动保险支链运动的新型双层柔顺间歇机构。通过机构简图分析机构多模式及其运动状态,该机构在门锁狭小空间内仿真,实现多工况下开启机构与保险机构的确定运动与复位运动;比较使用恒力弹簧以及不同刚度线性弹簧时拨杆与保险盘的碰撞接触力,解决支链兼容适应性。
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