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2022年11月18日

客车侧舱门设计

客车侧舱门设计 2011年12月03日来源：摘要：简要介绍客车侧舱门设计的有关标准和侧舱门的分类。关键词：客车；侧舱门；铰链；锁具；密封1 侧舱门设计有关标准(1) 车门锁。M1 类汽车的车门锁应符合GB15086 —1994《汽车门锁及门铰链的性能要求及试验方法》的要求；不适用于折叠门、上卷门、滑动门、上开门和对开门；还应符合QC/ T 323 —1999《汽车门锁》及QC/ T 627 —1999《汽车电动门锁装置》的要求。(2) 车门铰链。M1 类汽车的车门铰链应符合GB 15086 —1994《汽车门锁及门铰链的性能要求及试验方法》的要求；QC/ T 586 —1999《汽车门铰链》适用于车门上下绕同一轴线旋转的侧门门铰链。(3) 客车结构。乘员数大于22 的单层M2 、M3客车结构应符合GB 13094 —1997《客车结构安全要求》；其他M2 、M3 单层客车结构应符合GB18986 —2003《轻型客车结构安全要求》。(4) 气弹簧。气弹簧应符合QC/ T 207 —1996《汽车用普通气弹簧》的要求。2 侧舱门分类(1) 侧舱门按材质可大致分为三类:铁舱门、玻璃钢舱门和铝合金舱门。铁门造价不高，制作工艺采用点焊或包边的连接方式；玻璃钢舱门价格介于铁舱门与铝合金舱门之间，适宜于大批量生产，因用量越大，价格越低，制作工艺采用粘接方式，生产周期长；铝合金舱门具有良好的塑性和抗蚀性，密度小，易加工，而且具有良好的延展性，制作工艺采用粘接或氩弧焊焊接方式，价格较贵，生产周期较短。(2) 侧舱门按开门形式可分为上移门和上翻门。上移门一般采用平行四连杆机构，门上沿先于门下沿先打开，完全开启后门体在舱门的上方，存取行李更加方便，另外，也使整车看起来豪华大方；上翻门一般使用各生产厂家自行设计的铰链，样式多样，通常采用围绕一个轴心运动的简单铰链。3 侧舱门的设计过程按整车及左右侧围图纸画出舱门外廓线，确定门与门之间的间隙，选取锁具及铰链形式，确定油箱口位置，布置门体加强筋。舱门设计要满足功能和美观的双重要求，曲线和直线要协调好，不要出现尖锐拐点。为加强门体强度，可以在门体四周或者门上下折边10 mm ，侧舱门和侧舱门之间的间隙视实际工艺水平可取4～8 mm。同时也可把位于中间位置的舱门取一扇或二扇长度做大5～15 mm (可以叫做调节门) ，在侧围与侧舱门配合不精确时便于调整。侧舱门设计时的注意事项:满足整车的接近角和离去角；作转向轮跳动图，保证轮罩和车轮不干涉(也可使用经验值) ；校核气弹簧；做气密性检查；布置舱门内加强筋；选用适当的锁；选择侧舱门材质；确定侧舱门密封部位等。3. 1 锁具选取锁具的选择一是看具体舱门的长度及密封形式；二是与整车协调。如整车以曲线表达丰满圆润为主，则选用椭圆形或圆形锁；如整车以方形表达沉稳大方为主，则选用方形锁。颜色符合整车审美观念，或黑或白或尼龙或镀铬等。锁具在安装过程中应转动灵活，安装方便，使用可靠，尽量统一锁芯。在设计图纸时，应事先和锁厂联系，选用什么锁，什么安装方式，取得锁具的具体尺寸及安装方法后在电脑上校核，正式投入生产之前应给锁厂所需锁杆长度等有关数据，使锁厂供给的锁杆适度，方便安装。另外，不同车的锁的锁碰(固定在裙立柱上) 长度有可能不同，最好事先确定，以减轻工作量，加快生产进度。对于锁的基本要求是:打开、关闭时门锁装置具有对车门的导向和定位作用(不仅在开门方向，而且上下也要定位) ，当车门处于全锁紧状态时，车门锁能经受一定的纵向载荷、横向载荷和冲击惯性力的作用，从而不因汽车碰撞、翻车、颠簸而使门锁失灵。门锁应具有两档锁紧位置，全锁紧和半锁紧，以防止汽车行驶时车门突然打开，起安全保险作用。现在客车类的锁具品种比较单一，可以借鉴轿车锁具多种多样的型式。还有一些附加功能可以让锁厂供给:如舱门锁带有自动报警装置等，也可以算得上是整车的一个亮点。有时锁的选用还会影响到车门的整体结构。比如，有一次我公司作上移门时，选用三点锁发现当门长度过长时就会产生局部阻力过大、门体发生变形的现象；选用四点锁可以避免这个问题，可是四点锁在实际安装时调试难度较大。所以需要综合考虑最优选择。3. 2 铰链设计选用不同的铰链，密封形式、气弹簧(或机械撑杆) 及加强筋的位置都可能不同。现用的铰链有多种，常见的是围绕一个轴心转动的铰链。还有一种侧位小四连杆铰链也很常用，运动轨迹如图1 所示。

图1 侧位小四连杆铰链运动轨迹

1 # 线是门体最上端的轨迹；2 # 是气弹簧上支座的轨迹；3 # 24 # 25 # 26 # 四条线是铰链的四个旋转点的轨迹。最主要的就是最上面那条# 1 线，因为它涉及到密封及干涉的问题。选用的铰链要确保舱门能开启到120°以上为宜。3. 3 密封设计一旦选定所需的铰链，门体的旋转轨迹也就确定下来，为确定密封形式提供先决条件。密封条的截面形状按其变形情况可分弯曲型、压缩型、复合型和空心压缩型。密封形式现在大多数客车生产企业仍然用9 字形胶条(也有叫龙骨胶条) ，大多数是做完整的一圈，也有例外，比如用橡胶铰链的，上口就不必做；也有用B 形胶条装在裙立柱上的。密封止口大致分为两种:一种是向外翻，一种是向内翻。还有的胶条不需要做止口，比如胶粘类胶条。密封止口常见的两种形式:带导水槽上翻止口和简单的下翻止口。无论选用什么胶条和什么密封止口，都要注意密封止口上的胶条和门体形成的密封面要间距相等，密封可靠。对密封胶条的要求是:弹性好，永久变形小，良好的耐候性和耐老化性能，低温下不发硬，具有一定强度和表面护膜的耐磨性，吸水率低。密封的好坏与密封结构的设计及密封胶条的选用息息相关，在实际应用之前要多加思量。3. 4 气弹簧支撑机构气弹簧具体要求详见QC/ T 207 —1996 。需要注意气弹簧支撑机构会不会和电瓶支架、电瓶、水箱支架等干涉，是否会和地板密封面以及其它车身附件干涉；在门的材质发生变化时，气弹簧的公称力应做相应变化，气弹簧的伸长量及总长应根据所选的铰链确定适当值，满足举升高度、自锁、开关舱门力适当等要求。一般来说，在门打开15°～30°左右时，门就要自动开始举升，到伸长2/ 3 左右时，到达气弹簧的液力阻尼段，缓慢升到最高点。用AU TOCAD校验普通铰链尚可，校验四连杆以上的铰链就有些难度，所以推荐用U G进行运动校核，把各个杆用直线画出，定义好相关转动点，气弹簧的伸长量直接就可以测出来，比较方便省时。校完气弹簧的总长及伸长量之后，还要注意校核出来的气弹簧能否生产得出来，因为校核的只是一个理论值。一般来说，伸长量×2 + (厂家给定的一个长度) ≤气弹簧总长(厂家给定的一个长度是指气弹簧完全压缩后伸出杆与导向杆之间的最小距离，厂家不同，距离不同，技术水平越高，这个数值就越小) 。举个例子来说，如果校核一个侧舱门所需气弹簧的参数为YQ 10/ 22-220-450- ×××N ，假如厂家给定的长度为120 mm ，根据公式:200 ×2 + 120 = 520 > 450 ，那么这个气弹簧是做不出来的，需要进一步校核。气弹簧公称力可由门的重力转矩和气弹簧的上升转矩的平衡求解出来。活塞杆直径和缸筒外径的选用:当公称力小于400 N 时，选用φ8/φ18 ；当公称力大于400 N、小于650 N 时，选用φ10/ φ22 ；当公称力大于650 N、小于1 200 N 时，选用φ14/φ28 。另外，气弹簧上支座的固定位置和下支座的高度也要注意，尽可能地让气弹簧保持在竖直线上，不要在水平方向上有大的距离，如果那样横向分力会过大，将导致门体表面出现漆痕，甚至油漆掉裂等情况。在门关上后，气弹簧的下支点应在上支点以外，这样才会产生自锁力，避免门自开隐患；距离也不要太大，大了门难开启。另外，当一个企业生产的车辆类型较多，而所用铰链的类型不多时，要考虑气弹簧的通用性。相同的铰链其实所选用气弹簧的伸长量是差不多的，能借用的就借用，这样方便生产和采购。3. 5 其它(1) 锁罩。锁罩是指固定在锁及锁拉杆内侧把锁机构装饰起来的一个罩子。锁罩主要是为了美观大方，常用的有玻璃钢和铝合金两种。(2) 轮罩。现在的客车轮罩(也有叫翼子板和轮拱门) 一般是采用浮雕形式，也有的采用橡胶轮眉结构。以实用和美观为主。设计时要参考车辆所用的轮胎直径大小。(3) 侧标志灯孔及转向灯孔。在舱门上开侧标志灯孔及转向灯孔，应符合GB 4785 —1998《汽车及挂车外部照明和信号装置的安装规定》的要求，即车长大于6 m 的车辆必须配备侧标志灯，高度不小于250 mm ，不大于1 500 mm ( 最大不超过2 100mm) ，纵向至少有一只侧标志灯装在车辆中间的1/ 3范围内。最前面的侧标志灯离车辆前端不大于3 m ，两相邻侧标志灯间距不大于3 m ，最大不能超过4 m ，最后面的侧标志灯离车辆后端应不大于1m。在满足此标准的前提下再满足其它要求。(4) 油箱门。油箱门要求开启角度达到90°以上，开启灵活，油箱门所用的铰链是很重要的，不可忽视。舱门上的油箱口开口位置要适当，以一只成年人的手可自由进出为参考。为达到减振吸声效果，也可在小门内加两个小橡胶垫。(5) 通风散热舱门。不同底盘水箱的位置也有不同，水箱舱门上的通风格栅按需开孔。有时为了达到更好的散热效果，一是增大进风量，即增大进风面积和改良通风格栅的形状；另外一种就是更有效地利用风能，如增加导风罩，把散热器前后隔绝防止热空气回流等。后置发动机通风格栅的实际进风面积应达到散热器面积的1. 2 倍左右为佳。(6) 检验。检查主要尺寸是否错误或遗漏；检查所有的预埋件，检查和订单是否统一，核对侧舱门和侧围骨架及地板骨架是否有干涉；检查电器或空调等是否有安装附件的要求；检查外购外协件清单的完整性等。然后即可出图用于生产。4 结束语上述看法是在工作实践和使用CAD 系统的过程中总结出来的，可能有不妥之处，希望同行指正。中国的客车行业正在发展之中，需要大家一起为之努力，仅以此文抛砖引玉。参考文献:[1 ] 林宁. 汽车设计[M] . 北京:机械工业出版社，1999.[2 ] 陈文弟. 客车制造工艺技术[M] . 北京:人民交通出版社，2002.[3 ] 吴永胜. 浅谈客车发动机及其附件系统的布置[J ] . 客车技术与研究，2002 ，(5) :22235.(end)