10.16638/jki.1671-7988.2018.17.052
乘用车发动机罩锁布置设计研究
葛坤
（吉利汽车研究院，浙江宁波315336）
摘要：文章主要从发动机罩锁的基本布置，行人保护要求，防盗设计等方面进行初步研究，介绍了布置方法和要点，对机罩锁系统的设计开发有一定参考意义。
关键词：机罩锁；行人保护；防盗性能；布置研究
中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)17-156-03
The Layout Research of Passenger Vehicle Hood Latch System
Ge Kun
( Geely Automobile Research Institute, Zhejiang Ningbo 315336 )
Abstract: In this article, Research the layout of hood latch system regarding to the factor that basic request, pedestrian protection and guard against theft, and introduce the key point and method to the layout, it has guidance for the hood latch development.
Keywords: Hood latch; Pedestrian protection; guard against theft; Research
CLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)17-156-03
引言
机罩锁是控制汽车发动机罩开闭的装置，其功能是保证机罩在使用时正常开启和锁闭，并保证车辆在行驶过程中机罩不会自动开启。随着近几年汽车技术的发展和法规的不断完善，机罩锁除了实现其基本功能，还需要满足行人保护，防盗性能的要求。本文从基本布置，行人保护和防盗策略几个方面，对机罩锁布置设计进行初步研究。
1 发动机罩锁布置
1.1 基本布置
按照GB11568法规要求，机罩锁必须满足：1.能够可靠的保持锁紧或开启；2.必须有二次开启功能。机
罩锁一般包括主锁和二级锁，当主锁失效时，二级锁可避免机罩自动开启起到安全保障作用。目前机罩锁结构形式大多是主锁和二级锁集成在一起作为整体安装。如图1。
图1 机罩锁结构形式图
机罩锁的开启形式主要有两种，一种是通过驾驶室内的解锁手柄解开主锁后，再通过机罩内部的二级解锁手柄解开整个锁体；另一种是连续两次开启驾驶室内解锁手柄，实现解锁。一般带有二级解锁手柄的锁体结构简单，布置方便，成本便宜。但操作繁琐，多用于中低档车型；而双拉开启的锁体结构稍复杂，成本略高，但是操作舒适，多用于中高端车型。布置选型时需要综合考虑成本，布置空间，用户舒适性等因素。
根据人机工程需求，若采用带有二级解锁手柄的锁体，
作者简介：葛坤，男，（1985.11-），工程师，就职于浙江吉利汽车研究院，主要从事车身开闭件设计。
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葛坤：乘用车发动机罩锁布置设计研究
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必须保证有足够的手部操作空间A ，一般为20mm 。如果手柄正下方没有零件重叠，此空间可以减小到15mm ，但必须保证手部倾斜的情况下有足够的操作空间，同时开启手柄距离机罩边缘距离B 应该在40~60mm 。[1]
如图2。
图2  机罩开启手柄人机空间示意图
采用双拉开启的锁体，则需保证解锁后机罩与格栅间隙大于15mm ，方便人手操作。
机罩锁一般布置在水箱横梁前部或者后部，锁扣一般焊接在机罩内板上。若锁体布置时平行于Y 轴，应保证锁体与锁扣啮合点延长线与铰链轴心线相交，如不能满足，应保证偏离角度≤5°如图3。
图3  锁体啮合线与铰链轴心线位置关系示意图
1.2 行人保护要求
随着近些年行人保护法规的实施，需要从行人保护的角度考虑，提高碰撞得分。机罩锁的布置主要涉及行人保护的头部碰撞区域。根据GB/T24550的规定，儿童和成人的头部碰撞区域由发动机罩前沿参考线WAD1000mm ，两侧基准线，后沿基准线组成，其中WAD1000是用长1000mm 柔性卷尺在汽车纵向垂直平面内沿着汽车前部结构横向移动形成的几何轨迹。如图4。
图4  WAD1000位置示意图
锁扣与机罩内板的连接点以及锁体为硬点，布置位置对头部碰撞伤害值HIC 有重要影响。目前主要的布置方式有三种：1.机罩锁布置在WAD1000mm 之前，即头部碰撞区域之外，如图5；2.机罩锁在WAD1000mm 位置，一部分在头部碰撞区域内，一部分在头部碰撞区域之外，如图6；3.机罩锁在WAD1000mm 之后，完全在头部碰撞区域内，如图7。
图5  机罩锁布置方式一
图6  机罩锁布置方式二
图7  机罩锁布置方式三
布置时应首先考虑把硬点布置在头部碰撞区域之外，如果因造型，总布置等因素必须布置在头部碰撞区域，则需考虑头部碰撞的吸能空间[2]
。根据不同布置位置，头部吸能空间（锁扣与机罩外板Z 向距离）推荐值见表1。
表1  锁扣与机罩外板Z 向空间需求表
进一步的，若头部吸能空间不能满足表1，则需要通过优化机罩锁的局部安装结构，如采用开孔形式弱化锁扣安装板刚度；锁扣安装板与内板搭边避免垂直结构，建议倾角30°~45°使其具有更大吸能空间，如图8；或采用可溃缩的锁扣，即在传统锁扣基础上改为采用2个锁片与锁扣铆接，当
行人头部碰撞在机罩锁区域时，两侧锁扣支架发生变形，可使此处头部伤害值有效降低[3]
，如图9。
图8  机罩锁扣安装结构优化示意图
汽车实用技术
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图9 溃缩式锁扣示意图
1.3 防盗设计
随着汽车保有量的增加，汽车偷盗案件时有发生。防盗设计近年来成为国内外主机厂研究的热门课题。而机罩锁是打开发动机舱的唯一方式，如果布置设计时未考虑防盗效果，会导致发动机舱很容易从外部打开，从而引起机舱内重要部件的丢失。目前对于防盗评价尚无统一标准，国际上权威的英国保险业对新车安全评价(Thatcham实验)要求：偷盗者通过各种手段，120s内不能把车辆打开。[4]
机舱被盗的原因主要有：1.格栅开孔间距过大，偷盗者容易观察到机舱内部结构，专业工具容易伸入机罩锁位置；
2.锁体安装位置裸露易被发现，未对锁体进行遮蔽；
3.锁体拉线走向布置不合理，可通过专业工具触及拉线实现解锁。机罩锁布置时应从以上几个方面考虑防护，实现防盗。[5]
1.3.1 格栅造型设计影响
格栅造型设计，格栅开孔间距以及机罩与前保分缝位置都会对机舱防盗有影响。如大嘴或瀑布式格栅，开孔间距一般较大，容易从外部观察到机舱内部，工具也易进入；如蜂窝格栅，开孔较小，观察范围较小，工具也较难进入，解锁相对较难。因此有的车型采用将格栅上部靠近机罩锁的一部分开孔封堵起来，
使工具不易触到机罩锁位置，如图10。
如果机罩与前保分缝X向靠后，则机罩锁布置位置也可靠后，偷盗者工具难以触及，有利于机舱防盗。
图10 部分格栅开孔封闭示意图
1.3.2 机罩锁位置防护
机罩锁一般安装在水箱横梁前部或者后部，若布置在水箱横梁前部，从格栅开孔处易看到锁体结构，需要额外设计防盗护板将锁体遮蔽起来，保护锁体及拉线不被触及，如图11。若布置在水箱横梁后部，由于位置靠后有横梁遮挡，工具难以触及，防盗效果较好，如图12。如果采用双锁，一般布置在两侧靠近翼子板处。有的车型在轮罩内侧设计有蓄电池检修口盖，此时需要注意防止工具通过检修口触动锁体，可设计防盗护板对锁体及拉线进行完全保护。
图11 机罩锁布置在水箱横梁前部示意图
图12 机罩锁布置在水箱横梁后部示意图
1.3.3 机罩锁拉线布置
机罩锁拉线的布置走向也影响机舱防盗的效果。布置时应尽量将拉线位置隐蔽，如布置在水箱横梁后部，或者在走线所经过的零件翻边内部，使工具无法触及，这样的防盗效果最好，如图13。
汽车罩
图13 机罩锁拉线走向布置示意图
2 结束语
汽车发动机罩锁的布置需要根据不同的车型统筹兼顾各个系统，考虑产品基本功能，行人保护要求以及
发动机舱防盗等几个因素，得出最优的方案设计。本文针对上述三个方面分别详细论述了影响因素和布置要点，对于发动机罩锁的布置设计有一定的借鉴和参考意义。
参考文献
[1] 邱贵年.浅谈某微型车发动机罩锁布置方案.企业科技与发展.
2008年第18期.
[2] 陈舒阳.基于行人保护的某车型发动机罩总成的优化设计.2015
中国汽车工程学会年会论文集.
[3] 李子云.基于行人头部碰撞保护的发动机罩设计.汽车工程师.
2017年第8期.
[4] 徐娟.中国汽车防盗标技术准简介.中国标准导报.2013年第2期.
[5] 李燕龙.汽车发动机舱防盗策略.汽车工程师.2014年第1期.