兼容殘疾輪椅的中型客車車門總成設計

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5．具有足夠的剛度，不易變形下沉，行車時不振響； 6．制造工藝好，易于沖壓成形，便于安裝附件和維護調(diào)整； 7. 外形上與整車協(xié)調(diào)；操縱機構必須易于接近，便于調(diào)整保養(yǎng)。 第二章 國內(nèi)外客車車門發(fā)展狀況 2.1 乘客門概述 車門的基本功能是為駕駛員和乘客提供出入車輛的通道，并保證安全。它按開啟方式分為：順開旋轉式、逆開旋轉式、移動式、掀式和推拉接疊式五種。順開旋轉式即使在汽車行駛時仍可借助氣流的壓力關上，比較安全，而且便于駕駛員在倒車時向后觀察，故被廣泛采用；逆開旋轉式在汽車行駛時若關閉不嚴就可能被迎面氣流沖開，因而用得較少，一般只是為了改善上下車方便性和適于迎賓禮儀需要的情況下才采用；移動式的優(yōu)點在于車身側壁與障礙物距離較少的情況下仍能全部開啟；上掀式廣泛用作轎車與輕型客車的后門,也應用于低矮的汽車，推拉接疊式則廣泛應用于大、中型客車上。在有些大型客車上，還備有加速乘客撤離事故現(xiàn)場以及便于救援人員進入的安全門。 2.2 國內(nèi)外客車發(fā)展狀況 客車是指設計和技術特性上用于載運乘客及其隨身行李的商用車輛，包括駕駛員座位在內(nèi)其座位數(shù)超過9座。 中國是世界上最大的客車市場。根據(jù)有關部門的預測，未來我國大中型客車的保有量和需求量將會更大。中國客車工業(yè)目前已經(jīng)基本上形成了大中輕微齊全、高中低檔兼?zhèn)涞漠a(chǎn)品格局，其中大中型客車的生產(chǎn)能力超過10萬輛。受宏觀經(jīng)濟調(diào)控的影響，大中型客車市場自1992年以來持續(xù)多年不振，產(chǎn)銷連年下挫，但從1998年開始全面回升。大中型客車按照用途可分為城市客車（包括市區(qū)公共汽車和郊區(qū)公共汽車）、公路客車、旅游客車、團體客車及特種客車五類。 客車對發(fā)展國民經(jīng)濟和促進人民生活水平提高發(fā)揮著重要作用。世界上各主要客車生產(chǎn)廠都潛心致力于客車新產(chǎn)品的研制和開發(fā)，不斷向市場提供有競爭力的新型客車。 公路客車市場的基本情況：目前，公路客車市場基本上可分為兩類，即長途客車市場和農(nóng)村短途客車市場，它們共同承擔非城市公共交通客運工作，并有逐漸滲透、競爭的趨勢。 國外發(fā)展現(xiàn)狀:歐洲的長途客車是高地板，布置大容積行李艙，一邊乘客門，2加2座位布置，最高車速較高，衛(wèi)生間、餐飲設備、視聽設備、座椅調(diào)節(jié)裝置等配套齊全，適應遠程旅行的需求。 客車工業(yè)在我國還是一個年輕和充滿朝氣的產(chǎn)業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，人民生活水平的迅速提高和高速公路的連線成網(wǎng)，客車工業(yè)在我國必將有更大的發(fā)展空間和機遇。 2.3 客車制造工藝的發(fā)展 早在20世紀，隨著外國企業(yè)金融資本和產(chǎn)業(yè)資本大量涌入中國，西方工業(yè)革命成果相繼進入中國，城市公共交通和公路運輸?shù)目瓦\車輛由此在中國發(fā)展起來。伴隨客車運輸業(yè)的發(fā)展，運輸業(yè)內(nèi)的客車維護、修理廠中逐步形成客車車身的翻新和制造能力，進而在貨車底盤上改裝簡易客車，從此在中國大地上出現(xiàn)了客車制造業(yè)的萌芽。新中國成立后，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國的客車制造業(yè)進入了創(chuàng)建、發(fā)展的新時期，尤其是改革開放以來，客車工業(yè)進入了高速發(fā)展的新階段。 20世紀50年代客車生產(chǎn)多沿用汽車修理的工藝方法，采取單件生產(chǎn)，就車作業(yè)方式。工廠內(nèi)僅有少量的焊接、鈑金和噴涂設備，其生產(chǎn)主要依靠工人的手工作業(yè)，金屬板材和型鋼的下料以手工剪切、氣割或在通用的剪切機上完成；車身骨架構件和外殼覆蓋件利用手工敲模成形；采用手工除銹，手工涂刷防銹涂料的方法進行防銹處理；車身骨架和底架的組合是逐根地進行焊接或鉚接，車身外殼覆蓋件與骨架的連接是采用鉚接、氣焊或板邊咬合的方法；車身外涂裝均采用手工噴涂。 20世紀60年代，客車工業(yè)在調(diào)整中得到進步發(fā)展，客車產(chǎn)品納入了國家機械產(chǎn)品計劃和歸口管理的軌道。在這一時期，不但客車產(chǎn)品技術水平穩(wěn)步提高，產(chǎn)品品種及產(chǎn)量逐步增加，而且進一步促進客車制造技術水平的提高?？蛙嚬羌軜嫾尚沃鸩接脹_壓技術代替手工作業(yè)；車身薄板件的連接廣泛采用氧-乙炔焊，中厚板采用電弧焊工藝，在少量工廠開始應用接觸焊和CO2 氣體保護焊；為了提高車身的防銹能力；少數(shù)工廠開始采用噴砂、噴丸或化學除銹，但車身仍然是露天或廠房內(nèi)打磨膩子，噴漆，并進行自然干燥。 20世紀70年代，隨著二汽和其他一些汽車廠的建立投產(chǎn)，客車底盤的開發(fā)業(yè)取得矚目的成績，給客車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的底盤條件。在該時期，客車生產(chǎn)逐步與汽車修理分離，還有一些企業(yè)調(diào)整為生產(chǎn)客車的工廠，從而一些生產(chǎn)客車的專業(yè)廠應運而生，客車生產(chǎn)規(guī)模逐步擴大，工廠的沖壓、焊接、涂裝、總裝等生產(chǎn)工藝，都有不同程度的發(fā)展。車身零部件的落料；沖壓設備的配套逐步趨于完善，提高了機械化生產(chǎn)程度；CO2 氣體保護焊技術得到了普遍的推廣應用，在薄板和構件的焊接中基本淘汰了氧-乙炔焊和電弧焊。采用組焊胎具進行車身骨架的焊裝，有的形成初具規(guī)模的車身焊裝生產(chǎn)線，提高了車身的焊裝精度；為了改善車身的防腐性能，開始應用構件磷化工藝技術，并出現(xiàn)了構件表面處理生產(chǎn)線和客車涂裝生產(chǎn)線。 改革開放以來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，尤其是高速公路建設蓬勃發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設，對客運車輛提出了更多，更高的要求，為客車工業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場條件。改革開放又為客車行業(yè)創(chuàng)造了“走出去，請進來”，與國外同行進行技術交流的規(guī)劃下，通過引進國外先進技術或與發(fā)達國家客車廠合資的方式對重點企業(yè)進行技術改造，使我國客車工業(yè)有了飛速的發(fā)展，客車制造工藝技術亦得到了長足的進步，一些重點企業(yè)的生產(chǎn)工藝條件打到了國外客車企業(yè)八十年代的水平，個別技術達到了國外的先進水平。 2.4 乘客門發(fā)展 我國采用較多的是折疊式車門，由于車門凹陷于車身，不僅增加行車時的空氣阻力，產(chǎn)生風流噪聲，影響整車的外形美觀，而且由于車門縫隙大，密封困難，在行駛中產(chǎn)生強烈的振動噪聲和漏塵，從而嚴重影響乘坐舒適性。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，，發(fā)達國家的客車技術，尤其是車身設計、工藝已經(jīng)達到相當完善的程度。對比而言，我國還比較落后。但隨著改革開放的不斷深入，國外發(fā)達國家的客車車身設計方面的技術不斷 引進、消化和吸收，近幾年來，國內(nèi)客車行業(yè)以及與其緊密相關的客車配套業(yè)都得以長足發(fā)展。與此同時，人們對大客車的造型、質(zhì)量、舒適性的要求也在不斷地提高。在這種外部環(huán)境和內(nèi)部條件下，出現(xiàn)了一種使車身表面平整光滑的新型乘客門——外擺式乘客門，他以優(yōu)良的密封性能和優(yōu)美的造型，在中高檔客車的設計中備受青睞。 第三章 乘客門結構型式選擇 乘客門是客車造型的一個重要組成部分。良好的結構性能和完美的造型，不僅給客車造型增添美感和動感，而且還給客車帶來良好的空氣動力性和燃油經(jīng)濟性。我們在確定乘客門結構形式時需要考慮三大要素，即機械工程學、人機工程學和流體力學，其中機械工程學又包括工藝性和經(jīng)濟性等。只有完善的工藝性和合理的工藝方案，才能以最少的工序、材料和工時獲得穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因此有必要對乘客門的結構型式進行選擇?？蛙嚦丝烷T有多種類型，綜合起來大概有雙扇折疊門、四扇折疊門、雙扇內(nèi)擺門、外擺門等幾種，下面對各種門的類型與特點作以詳細論述。 3.1 雙扇折疊門 雙扇折疊門門體由大小、尺寸相同的主扇和副扇組成，采用薄鋼板沖壓成型，在下部玻璃下方焊有加強盒，以提高門玻璃處的強度和剛度。門體外包蒙皮，除滿足質(zhì)輕、節(jié)能、防腐、減震、安全、成型性好的要求外，還要滿足較強的抗彎性能，足夠的結構強度和剛度，以及良好的噴涂性和對油漆涂層的附著力等要求，以保證門面光潔、美觀、耐用(見圖3.1)。 圖3.1 雙扇折疊門結構圖 1 車門前立柱 2 裝飾件 3 密封條 4 主扇門體 5 玻璃膠條 6 主扇玻璃 7車門中間合 8 中間橡膠條 9 副扇門體 10 副扇玻璃 11 車門后立柱 12 后立柱密封件 13 車門下滑輪 14 合頁 15 前立柱密封件 在門體與門立柱間用橡膠條及密封件密封。兩扇門之間的整個長度上裝有中空的柔性橡膠條，車門玻璃采用強度較大的鋼化玻璃。 雙扇折疊門的開啟是由門泵完成的，門泵通過車門氣包架與主扇上的門氣包連接板連接。車門啟閉時，活塞桿壓縮或伸長，促使主扇轉動，在中間合頁和滑道滑輪的帶動下，副扇同時轉動，完成車門的啟閉動作。開門時主、副扇車門靠攏，橫置于踏步板一側；關門時主、副扇車門與車身平齊，并加限位塊以保證有效鎖死。門的下部有棕刷，用來防塵防水。當門體上下都有滑道時，必須保證其在一個垂直平面內(nèi)，否則阻力很大，造成門的啟閉不靈活；如果只有上滑道，則車門變形較大，不利于關門時的定位。另外，由于受滑道的影響，門的開啟角度不能達到90度，主、副扇重疊后占據(jù)了較多的車內(nèi)空間，減少了通道的寬度。易造成乘客上下車不暢。此種車門雖有上述不足，但由于工藝簡單，造價低廉，堅實耐用，在普通公共汽車上使用較多。 3.2 四扇折疊門 四扇折疊門由左、右兩部分門體組成，每一部分又有外扇和內(nèi)扇兩扇門體。車門骨架的結構及蒙皮的材質(zhì)均與雙扇折疊門相同。在每側外扇門處有一豎軸，內(nèi)扇門、外扇門之間由合頁鉸鏈。在左、右側門之間的整個長度上裝有中空的密封膠條，車門上方有一托盤，內(nèi)裝動力操縱機構。由氣動門泵、三通閥、電磁閥及傳動連桿等組成(見圖3.2)。 圖3.2 四扇折疊門動力操縱機構 1 左側門連桿 2 門泵推桿 3 連桿 4 開度調(diào)節(jié)桿 5 連桿 6右側門連桿 7連桿 8 門泵 9 電磁閥 10 三通閥 11車門前立柱 12 車門后立柱 車門的啟閉是操縱電磁閥通過壓縮空氣驅(qū)動門泵帶動車門完成的。當三通閥手柄撥向“開”的位置，壓縮空氣通過三通閥進入門泵的小活塞室，使車門保持關閉狀態(tài)。此時，若接通車門開關，在電磁閥接通電源的同時，壓縮空氣即由電磁閥控制管路進入門泵的大活塞室推動推桿、連桿，使左、右兩部分門體的外扇車門分別繞豎軸轉動，并各自帶動內(nèi)扇門轉動，分別置于踏步板的兩側，從而完成車門的開啟過程。反之，如果關斷車門開關，電磁閥斷電后，切斷了通向門泵大活塞室的氣路通道，同時壓縮空氣經(jīng)電磁閥閥體上的孔排入大氣中，連桿系的動作與上述動作相反，使車門關閉。此外，為了避免夾傷乘客，門泵內(nèi)設有慢動作用，關門時先快后慢，當車門關閉到最后1／3行程時，速度逐漸減慢，這種過程可通過調(diào)節(jié)門泵上的調(diào)節(jié)螺釘來實現(xiàn)，若要長期關閉車門(30分鐘以上)可將三通閥手柄撥向“關”的位置，以防線圈過熱損壞。 與雙扇折疊門相比，四扇折疊門結構較復雜，需要更多的鉸鏈合頁，降低了密封性。當外扇與內(nèi)扇門體重疊，分別置于踏步板兩側時，減少了通道的有效寬度，但由于其堅實耐用，尤其適合于大門距車門，故目前在鉸接式公共汽車上仍采用此種門。 無論是雙扇折疊門，還是四扇折疊門，均為折疊門形式。這種車門由于其運動特點限制了其門扇的形狀只能是平面的。其轉動垂直于踏步板，裝上車身后，必然凹陷于車身內(nèi)，無法與車身外形保持平齊，因而造型上不協(xié)調(diào)美觀。此外，在行駛時，氣流在凹陷處形成旋渦，影響了整車的空氣動力性，增加了行駛阻力，產(chǎn)生風噪聲。而且折疊門沒有防夾裝置，安全性能差。 3.3 雙扇內(nèi)擺門 雙扇內(nèi)擺門由左、右兩扇尺寸、大小完全相同的門面組成。左、右各有一根旋轉門軸，旋轉時帶動上、下轉臂啟閉門體，門軸的上端安裝在門機構的托盤上，門軸下端連接下擺臂固定在門軸底板上；門體滑輪從滑道側面滑人，在門框處及門扇間裝有密封膠條。雙扇內(nèi)擺門的動作是通過氣動閥、氣缸以及連桿機構來完成的(見圖3.3)。 圖3.3 雙扇內(nèi)擺門 1，3 氣缸 2氣動閥 4，5 連桿機構 當開啟車門時，壓縮空氣進入氣動閥推動活塞，帶動連桿向門框兩側轉動，并推動主動軸轉動，由于連桿分別與左、右側旋轉軸固定連接，因而帶動上、下?lián)u臂一起轉動，使車門繞旋轉軸向車內(nèi)擺動，沿著一級踏步轉至橫向位置靠在一級踏步左右兩側。關門時氣缸排出氣體，活塞回縮連桿往門框中心轉動，推動主動軸轉動，帶動上、下?lián)u臂一起反方向旋轉，使車門繞旋轉軸向車外擺動與車身骨架乎齊后完成關門動作。 3.4 外擺門 外擺門由上、下轉臂、轉軸、軸承座、平衡桿、門體、門泵等構成（見圖3.4）。上、下轉臂的一端用鉸鏈與門體相連，另一端固定于旋轉門軸上，門軸上端安裝在固定于車身上的軸承座中，下端與固定于車身的門泵相連。平衡桿的一端用球鉸與門體下部相連，另一端用球鉸固定于車身下部，門泵是外擺門的動力機構(見圖3.5)。 圖3.4 外擺式乘客門結構簡圖 圖3.5 外擺門門泵 1 調(diào)整頂絲 2 固定座 3 連桿 4 回轉軸 1 門體 2軸承座 3 上支臂 4 轉軸 5 上轉臂 6 螺桿 7螺套 8 下轉臂 5 下支臂 6門泵 7 平衡桿 9緊固板 10 上進氣口 11氣缸 12 活塞 13下進氣口 開門時，壓縮空氣進入上進氣口，活塞下移，車門在自重、活塞上腔壓縮空氣和彈簧的共同作用下，隨活塞下移。當螺套不再移動時，在螺桿的作用下旋轉，從而打開車門。關門時，壓縮空氣從下進氣口進入氣缸，活塞上行，由于螺套與門的回轉軸剛性連接，迫使螺套沿螺桿螺紋反方向旋轉，從而帶動回轉軸上、下拐臂和車門一起旋轉，關閉車門。當車門壓緊門框，活塞沒到上止點時，螺桿繼續(xù)上行，而螺套不再旋轉，它帶動車門隨螺桿一起上行，使車門與門框上的鎖止塊嚙合，完成車門的提升，實現(xiàn)自鎖。 外擺式乘客門是一種無軌道的移出車門，門扇靠回轉臂支撐，依靠轉軸的轉動帶動門扇作近似于平行移動的運動，因而也稱平移門。在車門啟閉過程中，門體上各點與水平基準面的距離保持不變。開門時門面先向車體外部擺出，再向車身方擺動，直到門面繞出車身骨架的邊框開到最大開度，關門時則與上述過程相反，最后完成提升自鎖功能。另外，車門采用兩道密封裝置，氣密性好，車門凈開度大。 外擺門外形美觀，整體性好。當車門關閉時，門面弧度與骨架弧度相吻合，因而克服了凹陷于車身內(nèi)的空氣渦流，改善了車體的空氣動力性能，尤其是當客車高速行駛時提高了經(jīng)濟性和功率利用率。外擺門的開啟和關閉動作柔和運動平穩(wěn)，車門在關閉過程中，當門邊碰到乘客或其他物品時，能自行停止關閉，同時打開防夾開關，使電磁閥換向，門即重新開啟，這種靈敏的防夾裝置，極大地提高了乘客的安全性。 外擺式乘客門與折疊門相比，其結構要復雜得多，此種門是利用平行四連桿的原理，在驅(qū)動機構的作用下，整體平行移動。關閉時和客車外壁曲線一致，開啟時平靠在側壁外側。驅(qū)動四連桿的動力來源于一個氣動門泵（目前用于單扇外擺門的門泵有兩種：一種是利用活塞的上下直線往復運動轉化為主軸的旋轉運動；另一種是直線往復運動和旋轉運動分別由兩個氣缸完成的組合式門泵）。當門和門框相靠時，活塞和旋轉機構形成統(tǒng)一的剛體，一同上移，實現(xiàn)提升動作，通過鎖止塊（固定在門和門框上）的累進斜度產(chǎn)生高壓力，使門能得以良好的密封。 外擺式乘客門與折疊式乘客門比較，具有以下一些優(yōu)點： （1）開度大，可以開啟到門框?qū)挾?，有效利用門框空間，保證乘客上下車方便。 （2）具有良好的密封性，密封結構簡單。 （3）開關方便、安全，操縱靈巧。 （4）剛性較好、不易變形下沉，行車時不易產(chǎn)生振動噪聲 。 （5）外形與整車協(xié)調(diào)，無凹陷，行車時空氣阻力小，造型美觀。 外擺式乘客門以其優(yōu)良的密封性能和優(yōu)美的造型，在中高檔客車的設計中顯得尤為重要。首先，在與它的良好造型。它可以和側圍外部曲線完全一致，與整個車身形成一個整體。啟閉時整扇平行移動。其次，它具有優(yōu)良的密封性能。外擺門關閉到位時有提升動作，利用四個斜面使門密封力量加大，密封效果得以顯著提高。另外，外擺式車門關閉時噪音小。所以此種形式的車門在長途客車、旅游客車上，比折疊門、轉動門更具魅力。近來，我國廠家已大量使用外擺式乘客門，而且還有一些廠家采用電動外擺式乘客門。 第四章 外擺式前乘客門設計 4.1 外擺式乘客門的結構 外擺式乘客門是一種無軌道的移出車門，門扇靠回轉臂支撐依靠轉軸的轉 動帶動門扇作近似于平行移動的運動，因而也稱為平移門。 圖4.1為該類車門的結構簡圖，它主要由門扇1、支臂5、7、拉桿3、鎖止機構（未畫出）等組成。 門體采用輕質(zhì)鋁合金材料。門體骨架由鋁合金型材經(jīng)氬弧焊組焊而成，門體的內(nèi)外蒙皮采用1.0mm的薄鋁板，使整個門體重量大大減輕。雙向的，鑲嵌在鋁型材槽中的車門密封條保證了車門的密封。車門關閉后，門體與整車外觀協(xié)調(diào)，使車的外表面平整，整車造型更加美觀，既減小了空氣阻力，又防止了高速駛產(chǎn)生較大的風流噪聲。 圖4.1 外擺門結構圖 1 門扇 2 支撐桿 3 拉桿 4門泵 5 下支臂 6 轉軸 7上支臂 8 主軸上支座 9 蓋形螺母 轉軸、轉臂、下拉桿與車門體相連接，不但起到支撐門體的作用，還利用四連桿機構原理來實現(xiàn)車門的無軌道平移。轉軸與轉臂均采用優(yōu)質(zhì)鋼管，表面噴塑處理，使之與車內(nèi)飾相協(xié)調(diào)。為了防止裝配誤差影響車門的運動，各傳動桿件的鉸接點均設計為可調(diào)節(jié)的結構，在安裝中可通過適當?shù)恼{(diào)整，以保證車門運動的準確性。 鎖止機構是由裝在門體兩側的鎖止塊與安裝在前后門框上的鎖止塊組成。當車門關閉后，由轉軸帶動車門向上移動，鎖止塊相互鍥合進入鎖止狀態(tài)。 圖4.2 外擺門效果圖 4.2 乘客門泵選型 河北拓達車門有限公司的WMB-H2A3型氣動外擺門泵以壓縮空氣為動力源通過電磁閥控制氣源，推動氣缸活塞作往復直線運動，活塞桿通過螺旋軸及螺旋套作用，將直線運動轉換成旋轉運動并帶動車門軸轉動，使車門作平行移動，從而實現(xiàn)車門的啟閉，車門關緊后，通過氣缸活塞的作用，車門隨門軸上升一段行程，使門框邊上的楔塊結合，從而實現(xiàn)車門的自鎖；在車門關閉過程中，如遇到障礙（如夾住人或物）防夾行程開關使車門自動打開，實現(xiàn)防夾功能。車門的開關動作由瞬間通電的二位五通電磁閥來實現(xiàn)。車門的開啟、關閉速度，可通過調(diào)節(jié)進（排）氣口的進（排）氣量的大小來控制。在緊急情況下，可通過應急閥切斷氣源，打開車門。 ?WMB-H2A3型氣動外擺門泵是用于豪華客車外擺式乘客門啟閉的控制執(zhí)行裝置。該產(chǎn)品配制的遙控開關門系統(tǒng)和光電無觸點式防夾技術屬世界領先水平。其功能完備，結構合理，安裝使用方便，具有防夾功能。適用于有壓縮空氣氣源的大中型客車。 圖4.3 WMB-H2A3型氣動外擺門泵 4.2.1 門泵主要技術參數(shù) 工作氣壓：0.5～0.8Mpa 旋轉方向：左（右） 轉臂回轉角：最大 140° 提升高度：最大 20mm 負載能力：最大 1000N 控制電壓：DC24V（12V） 4.2.2 門泵安裝與調(diào)試 1、將門泵的罩殼取下，通過泵體上的三個安裝長孔把泵體安裝于車體側立面上。 2、將轉軸套在泵體輸出軸上，并旋緊鎖緊螺母，在轉軸上端孔里順次放入壓縮 彈簧、支承軸，同時把轉軸支承總成上的頂絲壓入支承軸孔內(nèi)。 3、在保證轉軸處于自由垂直狀態(tài)下，將轉軸支承總成安裝于門框內(nèi)側，旋緊頂絲，把支承軸壓至刻線位置。 4、將上下彎臂總成裝在轉軸上，并使上下彎臂總成在最大開門狀態(tài)下擰緊卡箍螺釘。擰緊前應同時考慮其高度。 5、把門上、下支承按要求裝在車門上后，將車門懸掛到上、下彎臂總成上，預緊各緊固件。 6、用手扳動車門進行啟閉，觀測車門兩側及上端間隙是否合適，如不合適，精調(diào)至合適位置，擰緊各相應螺釘。 7、將平衡桿調(diào)整到設計長度，連接車門與車體。在手動狀況下啟閉車門，觀察車門在開閉兩極限位置時，車門與車體是否平行，如不平行，調(diào)整平衡桿長度以達到要求。 8、在車門兩側與門框兩側安裝調(diào)整定位塊和定位撞塊，兩對應鎖塊頂點間隙控制在3-4mm左右。 9、接通氣源與電源，先調(diào)試車門開、關速度;如開門速度太快或太慢，則調(diào)節(jié)泵體下蓋調(diào)速接頭的通氣量;如關門速度太快或太慢，則調(diào)節(jié)泵體上蓋調(diào)速接頭的通氣量。還需同時觀測開門與關門即將到位時車門是否有明顯的速度減慢(慢動現(xiàn)象)，若否，則分別調(diào)節(jié)泵體下蓋與上蓋的慢動調(diào)節(jié)螺釘以達到理想的動作。 10、再調(diào)試電器功能是否齊全。當車門打開時，踏步燈應亮;門關閉提升到位后，踏步燈滅，在車門關閉過程中，車門遇到障礙或夾住人時，應能自動打開，若不能實現(xiàn)該功能，則可以調(diào)節(jié)凸輪角度來實現(xiàn)防夾功能。 11、調(diào)試合適后，安裝泵體罩殼，緊固鎖緊螺母和其它各緊固件。 4.3運動機構設計及校核 運動機構的設計主要是確定支撐臂和約束桿的長度及其安裝位置，以保證車門的正常運動。在設計時一般用作圖法分析外擺式乘客門的運動軌跡，從而確定四連桿機構及各固定鉸和活動鉸的位置，并作模型驗證其是否與門框等部件發(fā)生干涉。 4.3.1用作圖法確定車門的運動軌跡 A為導向桿與門體固定鉸接點，B為轉 圖 4.3 運動軌跡圖 臂與門體固定鉸接點，C為導向桿與車身踏步處的固定鉸鏈點，D為轉臂與轉軸固定鉸接點，當車門以平行四連桿機構ABCD按W方向移動時，車門內(nèi)側E點的初始速度VEBD垂直；當E點移動到E′并平動到門框外側時，車門在X軸方向上的位移XEE′大。 顯然按圖4.3確定四連桿機構及各鉸鏈點位置，其車門移動時要求的車門與門框的間隙△X很大，這樣大的間隙密封困難，因此是不合理的。所以理想的外擺式車門四連桿機構應是既能在合理的車門間隙條件下不與門框相碰，又能滿足完全開啟后到達設計給定位置的近似平行移動的四連桿機構。 作圖法確定車門四連桿機構的位置和尺寸，如圖4.4所示： 圖 4.4 四連桿位置圖 1、確定門開啟所處的位置，一般宜平行車身， 并盡量靠近車身。此外，要保證車門的開度要求。 2、連接BB′其垂直平分線，根據(jù)轉軸位置確定D點的位置，D點距門扇內(nèi)壁120mm。 3、BD即為轉臂長度，根據(jù)BD直線的長度，即轉臂的長度確定導 向桿AC的長度。一般導向桿應比轉臂稍長AC 約為1.1-1.2BD。確定AC 長度以后，分別以AA′點為圓心AC長為半徑畫圓交于點C則C 點即為導向桿固定鉸鏈點。 4、根據(jù)門框立柱尺寸及轉軸位置，確定轉臂的形狀及尺寸，使轉臂與門框立柱不發(fā)生干涉。 最終確定的運動機構尺寸如圖4.5所示： 圖4.5 四連桿尺寸圖 4.3.2運動校核 當BD轉過一個角度n時，B點轉至B′點，以B′點為圓心、BA長度為半徑作圓，與以C點為圓心，AC為半徑作的圓交于A′點，這是當BD轉過一個角度n 時，A點相應得位置。以A′點為圓心，AE長為半徑作圓，與以B′點為圓心，B′E為半徑所作的圓相交于E1。取不同的n 值， 就會得到E點相應得一系列位置，將E點的這些相應得位置用光滑曲線連接起來，就得到E點隨著BD的轉動，E點的運動軌跡。如圖4.6所示，由圖中可以得知門扇內(nèi)側點E與門框不會發(fā)生干涉。 圖4.6 運動校核圖 4.4 外擺門的密封 相對折疊門而言，因外擺式乘客門外形曲線與車身外形完全吻合，客車外形美觀大方，空氣動力性好，同時車門開啟平穩(wěn)可靠、占用空間小，因此越來越廣泛地應用于各種客車上。 由于外擺式乘客門車門本身是個曲面體，使得門扇與門框之間難以密封，此處密封性的好壞直接影響著整車的密封性和乘坐舒適性，所以它一直困擾著客車制造廠家。下面簡要介紹幾種當前客車外擺式乘客門常用的密封結構，并綜合分析各自的優(yōu)缺點，最后得出一種較為合理的結構，供同行們參考。 4.4.1幾種典型外擺式乘客門密封結構 1、大截面膠條雙面扣壓結構 圖 4.7 大截面膠條雙面扣壓結構 該結構如圖4.7所示，是通過在門扇周邊安裝異型鋁型材，再在其凹槽內(nèi)嵌入大截面扣壓式橡膠條來形成門與車身間的密封。由于車門本身的弧度會引起膠條起皺而影響密封性，所以為保證密封效果，又以同樣的方式在門框周邊安裝膠條來反扣壓在門扇上，形成雙 層密封。該結構由于采用鋁型材和大截面扣壓式橡膠條，所以成本比較高。 2、大截面膠條單面扣壓結構 為了降低上述1中結構的成本，大截面膠條單面扣壓結構取消了門框上的鋁型材和膠條，而是在門框上焊接鐵皮止口，再在其上裝夾龍骨膠條來與車門密封，如圖4.8所示。這種結構使1中結構的鋁型材和膠條用量減少了一半，成本較低，曾較長時間地應用于國內(nèi)各個廠家的客車上。 圖 4.8 大截面膠條單面扣壓結構 3、改進型大截面膠條雙面扣壓結構 近年來，隨著客車車速的不斷提高，上述兩種大截面膠條扣壓式的密封結構在車門前方的迎風側，膠葉片在車速較高時經(jīng)常被氣流吹得張開，致使密封性下降，同時形成氣動噪聲和阻力。為此在1結構的基礎上加以改進，形成如圖4.9所示的結構，即在門框鋁型材上加設一個凸起折邊，起遮風擋水的作用，但這同時又增加了成本。 圖 4.9 改進型大截面膠條雙面扣壓結構 4、綜合上述三種結構，因三者都采用異型鋁型材和大截面扣壓式橡膠條，它們不僅成本高昂，而且裝配以后會在門周邊留下一圈寬大的黑色橡膠皮，既不美觀，又容易產(chǎn)生氣動噪聲和空氣阻力。同時，還可以看出：三者都是通過扣壓膠條伸展出來的長形葉片依靠其自身彈性壓在門框和門扇上來實現(xiàn)密封的，而這種葉片受力狀況類似于懸臂梁的受力，并且由于車門本身的弧度會使裝配后的膠條起皺，這樣，在門周圈的大范圍內(nèi)，要僅僅依靠膠條的彈性來實現(xiàn)門的密封，無論是工藝上，還是設計上都是不盡合理的。 4.4.2 改進型密封結構 為了從根本上解決上述三種結構的缺陷，許多客車制造企業(yè)，特別是在進口客車上近來又推出了一種新型的密封結構，如圖4.9所示。該結構是通過在門框上焊接止口，在止口上裝配兩道密封膠條來實現(xiàn)門扇與門框之間的密封的。其中第一道密封條 采用彈性較大的海綿橡膠條，它在載荷變化不大的。區(qū)段可以得到比較大的變形，因此能有效地彌補門扇與止口之間的間隙誤差；第二道密封條是用帶鋼芯的空心壓縮形密封膠條，它是由起密封作用的海綿部分和起夾緊于門框內(nèi)止口作用的夾持部分組成，該密封條具有的非線性彈性特性使關門時消耗的能量小而且密封效果好。 圖 4.10 改進型密封結構 這種結構不僅制作工藝簡單，成本低廉，而且密封效果好，裝配以后門扇與門框之間僅留下一條狹小的縫隙，車門與車身曲線完全吻合，表面渾然一體。目前已越來越廣泛地應用于各種客車上。 4.5 外擺式乘客門的制作 4.5.1制作工藝 乘客門門扇由門扇骨架，內(nèi)外蒙皮組成，門骨架一般采用異型截面的型材以簡化制作工藝。另外由于門扇需要安裝密封膠條，因此四周邊骨架零件常采用帶有止口的型材。為了減輕門扇的重量，以利于門泵的工作。門扇通常采用鋁型材和鋁板制作。 由于外擺式乘客門關閉時與車身貼合，因此車身曲線要體現(xiàn)在門扇上以及與其相關的門骨架零件上，門骨架零件壓制彎形后，與其他構件一起在門骨架組焊模上組焊。門扇內(nèi)外蒙皮采用1mm鋁板制作，直接按蒙皮展開尺寸下料，然后在胚料上切割出門窗孔、門鎖孔，最后沿骨架止口包邊制作成形。經(jīng)過內(nèi)外蒙皮與骨架組裝工藝后，裝配安裝密封膠條的鋁型材，轉配完工的乘客門門扇的質(zhì)量檢驗項目主要有： 1、皮與骨架貼合，不得有鼓動聲。 2、曲線用樣板檢驗，不貼合間隙不大于1mm。 4.5.2預裝與調(diào)試 在車身進行噴涂工序之前，對乘客門進行預裝調(diào)試，以確定門驅(qū)動支撐機構的位置，同時，檢驗車門在車身上的安裝的狀況。外擺門預裝調(diào)試的工藝流程為： 門泵安裝——支座預裝——支臂與轉軸組合——轉軸合件預裝——門扇預裝——調(diào)試——修整——檢驗。 第五章 后乘客門的設計 5.1 后乘客門的結構 本車后乘客門作為殘疾人上下的專用通道，采用的是旋轉式乘客門，由于不是經(jīng)常使用，直接由乘務員手動打開或關閉，以達到節(jié)約成本的目的。其結構如圖5.1所示： 圖 5.1 旋轉門結構圖 它主要由門扇，鉸鏈，門鎖等構成。 門體采用輕質(zhì)鋁合金材料。門體骨架由鋁合金型材經(jīng)氬弧焊組焊而成，門體的內(nèi)外蒙皮采用1.0mm的薄鋁板，使整個門體重量大大減輕。雙向的，鑲嵌在鋁型材槽中的車門密封條保證了車門的密封。車門關閉后，門體與整車外觀協(xié)調(diào)，使車的外表面平整，整車造型更加美觀，既減小了空氣阻力，又防止了高速駛產(chǎn)生較大的風流噪聲。 鉸鏈作為門框與門扇的運轉，連接部件，其除了要滿足運轉靈活、鉸鏈軸位置不偏移、持久可靠的要求外,鉸鏈還必須有足夠的強度和防破壞能力。 乘客門設有鎖止裝置，防止車輛高速行駛時旅客往外推門脫出，造成人員傷亡。所以鎖止機構設計影響客車行駛的安全性。在乘客門上設置門鎖，可以用鑰匙在車外打開或鎖住乘客門（為了防止殘疾人不小心打開車門，把門鎖設置在車門外部）。 5.2 鉸鏈形式 鉸鏈作為門框與門扇的運轉，連接部件，其除了要滿足運轉靈活、鉸鏈軸位置不偏移、持久可靠的要求外,鉸鏈還必須有足夠的強度和防破壞能力?，F(xiàn)在車門上采用的鉸鏈大多為合頁式鉸鏈。 合頁式鉸鏈合頁式鉸鏈一般由固定頁、旋轉頁和轉軸三部分組成。經(jīng)過長期的結構改進和完善,該鉸鏈機構經(jīng)歷了標準件合頁、彎臂式鉸鏈、雙鉸鏈、改進型彎臂式鉸鏈以及綜合改進型合頁式鉸鏈五種結構。標準件合頁現(xiàn)已幾乎不采用。 （1）彎臂式鉸鏈。它是先在門鉸鏈對應的腰梁底面開口,然后把鉸鏈上合頁焊接在腰梁外壁的內(nèi)側面上;下合頁設計成彎臂形狀,這樣門在開啟的過程中,整體向車外擺出,不會與車身干涉。該結構(見圖5.2)改進了標準件合頁軸外露的缺陷,而且鉸接的可靠性有所提高,但是在腰梁上開口,大大削弱了腰梁的強度和剛度,車身骨架容易變形,而且制作和裝配工藝復雜;同時為了避開鉸鏈,門密封膠條不得不延伸到與門加強筋的內(nèi)面接觸,這樣就使密封止口深而長,占用空間,而且使門洞口的凈尺寸大大縮小,特別是下止口高高地突出底板表面。另外,門上沿的密封效果差,大量涌入的水會從膠條與加強筋表面之間滲入門體。所以該機構只是在較早的低檔客車上應用過。 圖5.2 彎臂式鉸鏈結構示意圖 (2)雙鉸鏈。為了避免在腰梁上開口 ,并使門開啟角度加大 ,在彎臂式鉸鏈的基礎上 ,在上、下合頁之間再加一級過渡鉸鏈 ,從而形成了如圖5.3所示的雙鉸鏈結構 :該結構在門開啟過程中 ,門體和活動頁、過渡鉸鏈先同時繞上轉軸轉動并擺出到車身外側 ,然后門再繞下轉軸轉動至最大開啟角度 ,最后門上沿轉向中間鉸鏈的鉸鏈槽中 ;門關閉過程中 ,門先繞下轉軸轉動 ,然后再與下活動頁、過渡鉸鏈同時繞上轉軸轉動至門關閉位置 ,并使門上、下同時關嚴。該鉸鏈結構避免了在腰梁上開口 ,并進一步增大了門的開啟角度 ,鉸接的可靠性好。但因為增加了一級中間過渡鉸鏈 ,使艙門上沿與腰梁間的縫隙增大 ,需要在腰梁上加焊一條補償角鐵來減小門縫 ,這樣就使結構變得復雜 ,同時 ,門啟閉過程中鉸鏈先后轉動的順序是靠準確、合理的氣彈簧撐桿作用力來實現(xiàn)的 ,這對氣彈簧撐桿的空間位置要求很嚴格 ,需要經(jīng)過反復調(diào)整才能滿足要求 ,同時門密封結構與彎臂式鉸鏈存在同樣缺陷 ,所以該結構現(xiàn)在已很少采用。 圖5.3 雙鉸鏈結構示意圖 (3)改進型彎臂式鉸鏈。相對彎臂式鉸鏈 ,該結構是把合頁的固定頁設計成彎臂形狀 ,并焊接在腰梁底面 ,旋轉頁設計成“L”形來增加與門加強筋的連接強度 ,同時門上沿增加一橡膠腰帶壓條 ,用以蓋住門上沿的縫隙 ,并起密封作用。取消門上部的密封止口 ,其余三邊密封膠條直接壓在門板上 ,這樣就使門凈洞口尺寸有所增大 ,而且門上部的密封性好 ,所以該結構直至目前仍被大部分客車所應用。如圖5.4所示： 圖5.4 改進型彎臂式鉸鏈結構示意圖 但是該結構的缺陷也非常明顯。首先是腰帶壓條成本高 ,而且影響車身側圍外觀效果 ,并且增加客車高速行駛時的風阻。 (4)綜合改進型合頁式鉸鏈。該結構不僅解決了上述四種合頁式鉸鏈的缺陷 ,保留了各自的優(yōu)點 ,而且在結構設計思路和鉸接性能方面都發(fā)生了本質(zhì)的改變和提升 :它是在改進型彎臂式鉸鏈結構的基礎上 ,通過改變門的密封結構來取消側圍腰帶壓條 ,并使密封止口減短、門洞口最大 ,如圖5.5所示。為改變密封結構 ,把門周邊的密封止口都設計成外翻形狀 ,這樣使周邊的密封膠條連續(xù) ,上部槽中的水經(jīng)側面的水槽直接流向地面 ,同時 ,旋轉合頁相對改進型彎臂式鉸鏈反裝 ,以便密封膠條與門板接觸密封 ,并把門上沿設計成“L”形折邊 ,用以把側圍流下的水導入上止口的水槽中。這種一改傳統(tǒng)門密封結構設計中“四處堵水”的設計思路 ,而利用合理“導水”的方法實現(xiàn)密封。試驗證明 ,這種結構密封效果好 ,而且裝配工藝簡單 ,下止口低于底板。整個鉸鏈機構結構簡單低廉、可靠性好 ,而且門拆裝方便、密封性好 ,廣泛適用于各種客車。 圖5.5 綜合改進型合頁式鉸鏈結構示意圖 5.3 密封形式 影響密封的主要因素是剛性對密封的影響；密封膠條形式；密封層次；門與門框間隙的大小。由于門扇外刮有弧度，造成裝配的膠條起皺，從而使膠條與門框之間產(chǎn)生間隙，使密封行差。若要達到好的密封效果，必須增加一道密封膠條，采用雙道密封膠條的雙層密封形式從而獲得良好的密封效果。密封結構如圖5.6所示： 圖5.6 門的密封 5.4 門鎖 一是看具體車門的長度及密封形式，二是與整車協(xié)調(diào)。如整車以曲線表達豐滿圓潤為主，則選用橢圓形或圓形鎖，如整車以方形表達沉穩(wěn)大方為主，則選用方形鎖。 顏色符合整車審美觀念，或黑或白或尼龍或鍍鉻等。鎖具在安裝過程中應轉動靈活，安裝方便，使用可靠，盡量統(tǒng)一鎖芯。在設計圖紙時應事先和鎖廠聯(lián)系，選用什么鎖，什么安裝方式，取得鎖具的具體尺寸及安裝方法后在電腦上校核，正式投入生產(chǎn)之前應給鎖廠所需鎖桿長度等有關數(shù)據(jù)，使鎖廠供給的鎖桿適度方便安裝。另外，不同車的鎖的鎖碰長度有可能不同，最好事先確定，以減輕工作量，加快生產(chǎn)進度。對于鎖的基本要求是打開、關閉時門鎖裝置具有對車門的導向和定位作用（不僅在開門方向,而且上下也要定位），當車門處于全鎖緊狀態(tài)時，車門鎖能經(jīng)受一定的縱向載荷、橫向載荷和沖擊慣性力的作用，從而不因汽車碰撞、翻車、顛簸而使門鎖失靈。門鎖應具有兩檔鎖緊位置，全鎖緊和半鎖緊，以防止汽車行駛時車門突然打開，起安全保險作用。現(xiàn)在客車類的鎖具品種比較單一，可以借鑒轎車鎖具多種多樣的型式。還有一些附加功能可以讓鎖廠供給；如車門鎖帶有自動報警裝置等，也可以算得上是整車的一個亮點。有時鎖的選用還會影響到車門的整體結構。 門鎖為西安句容汽配公司的產(chǎn)品，如圖5.7所示： 圖5.7 乘客門門鎖 第六章 總結 畢業(yè)設計作為我們大學生涯中離校前最后一次較系統(tǒng)的整體學習，使我們把四年來所學的基礎課知識及專業(yè)課知識系統(tǒng)地貫穿起來，做了一次全面的總復習。同時還使我們把從理論上所學的知識和實踐結合起來。整個設計過程，我獲得了寶貴的經(jīng)驗，為我以后的工作和學習積累了寶貴的經(jīng)驗。 在兩個月的設計過程中，我深深體會到了作為一名合格的設計人員應該具備的基本素質(zhì)，那就是工作要一絲不茍，能吃苦耐勞，責任心強，還要有團隊合作的精神。要有大局觀，把握設計中可能出現(xiàn)錯誤的每一個細節(jié)。要有克服困難的勇氣和決心。因為設計過程是一個不斷完善的過程，我們必須在滿足一定技術和標準的基礎上使其更加完善以達到最優(yōu)設計。 客車車門總成的設計細節(jié)多，需要考慮到設計對象的實用性和制造工藝問題。保證設計產(chǎn)品的實用性和加工制造的可行性。對長途車外擺門的設計來說，運動機構的設計和門扇的密封是其設計的重點和難點，在參考了大量的資料后，本文給出了較為合理的布置方案。解決了平行四連桿機構門扇和門框間隙過大密封困難的問題。在眾多形式密封機構中選擇了較為合理的密封方案。 設計結束后，發(fā)現(xiàn)其實在設計過程中走了很多彎路，一些本來可以很容易就解決的問題，反而花了好多功夫才解決。還有一些在前期遇到的小錯誤，沒有及時的發(fā)現(xiàn)，結果給后面的工作造成了很大的困難。這些都是在以后的工作和學習中需要加以注意和改進的地方。 致 謝 在本設計的過程中，得到了老師和同學的大力支持與幫助，在此深表感謝。特別是郭應時老師給了我極大的幫助和支持，每次有問題咨詢郭老師，他都給予認真的指導。老師們都是一絲不茍地為我輔導并認真糾正我設計中的錯誤和存在的問題。我已深深感受到我們敬愛的老師對我們認真負責的高度責任心。在此請允許學生向您們一并表示深深的感謝。 參考文獻 [1] 耿紅靜，盧彥溫. 外擺式乘客門的設計 [J] . 客車技術與研究，2003，25（3）：19-25. 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