淡潤(rùn)民，李銀坤

(珠海市廣通汽車有限公司，廣東 珠海 519060)

0 前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路客運(yùn)也得到了快速的提升。同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)公路客車的要求也越來(lái)越高。為了適應(yīng)客運(yùn)市場(chǎng)的需要，某公司針對(duì)出口香港市場(chǎng)車型，開發(fā)了一種新型的氣動(dòng)平移式行李艙門。該氣動(dòng)平移式行李艙門的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)軌跡與常規(guī)手動(dòng)平移式四連桿機(jī)構(gòu)艙門基本一致，只是在原有基礎(chǔ)上增加了一套氣動(dòng)泵和一套氣動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)。由于采用了氣動(dòng)泵，使得氣動(dòng)行李艙門的操作更加簡(jiǎn)單、輕便，艙門與艙體的貼合也更加可靠，密封性能也更好。

1 常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門

1.1 常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門的工作原理及結(jié)構(gòu)

常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門以氣彈簧為動(dòng)力源，通過(guò)外力的作用使主動(dòng)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，氣彈簧產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩克服行李艙門自重和四連桿機(jī)構(gòu)重力產(chǎn)生的力矩后艙門自動(dòng)上升，直到氣彈簧達(dá)到最大工作行程［1］。反之，則行李艙門自動(dòng)關(guān)閉。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

行李艙門通過(guò)兩個(gè)軸承座與四連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連接，兩連桿(彎臂)分別焊接在轉(zhuǎn)軸和主動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)軸和主動(dòng)軸兩端設(shè)計(jì)有軸承定位裝置，并安裝在軸承座的萬(wàn)向軸承內(nèi)，軸承座分別固定在行李艙前、后端骨架上。平衡桿則通過(guò)支架與行李艙門和行李艙骨架連接，平衡桿的長(zhǎng)度為可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，在裝配時(shí)可適當(dāng)調(diào)節(jié)，可保證艙門開啟后與地面基本垂直。氣彈簧一端固定在連桿(彎臂)上，另一端固定在行李艙骨架上如圖1所示，這種安裝方式比較靈活，空間限制小。

常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門的密封結(jié)構(gòu)有以下兩種結(jié)構(gòu)可供參考。第一種是密封止口焊接在艙體骨架上，然后將密封膠條安裝在止口上，其結(jié)構(gòu)如圖2所示;第二種是密封膠條裝在艙門上，在艙門門體骨架周邊焊接止口，然后將單氣泡密封膠條安裝在止口上，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。兩種密封結(jié)構(gòu)都是靠艙門關(guān)閉后氣彈簧產(chǎn)生向艙體內(nèi)部的壓力及門鎖的鎖緊力，壓縮單氣泡密封膠條使艙門與艙體密封。

1.2 常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門開啟和關(guān)閉過(guò)程

艙門開啟的過(guò)程:用左手輕輕向外拉動(dòng)艙門鎖外把手，使得門鎖鎖止脫開，然后用右手同時(shí)向外和向上拉動(dòng)門鎖上方輔助拉手，此時(shí)平移機(jī)構(gòu)受到外部拉力，門體產(chǎn)生向外、向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。當(dāng)達(dá)到氣彈簧向外伸出的臨界值時(shí)即可松手，后續(xù)則由氣彈簧向外推動(dòng)，然后通過(guò)平衡桿約束，使得艙門向上舉升直至打開。

艙門關(guān)閉的過(guò)程:關(guān)閉艙門時(shí)，僅需用手拉住艙門鎖拉手向下用力，使得門體向下運(yùn)動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)隨之受到外部壓力，向內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得氣彈簧受到外部壓力，直至達(dá)到氣彈簧向內(nèi)壓縮的臨界值時(shí)即可松手。此時(shí)，艙門隨之關(guān)上，艙門鎖止鎖上。

平移式四連桿鉸鏈?zhǔn)古撻T打開以后，艙門整體向上擺到與車身側(cè)面平行并且下沿與艙門洞口上沿平齊的位置，相對(duì)于其他鉸鏈結(jié)構(gòu)(橡皮鉸鏈)的艙門，具有開啟度大，艙體接近性好，取放行李方便，而且艙門開啟時(shí)占用外部空間小的優(yōu)點(diǎn)。

2 氣動(dòng)平移式行李艙門

2.1 氣動(dòng)平移式行李艙門的組成

氣動(dòng)平移式行李艙門是由兩套氣缸、氣動(dòng)平移機(jī)構(gòu)、氣彈簧、鎖止機(jī)構(gòu)通過(guò)電磁感應(yīng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)艙門的開啟或關(guān)閉，其簡(jiǎn)圖如圖4所示，兩套氣缸的作用分別是:一套是控制艙門的開啟或關(guān)閉，另一套是控制鎖止機(jī)構(gòu)的扣合或打開。此類行李艙門結(jié)構(gòu)可將行李艙單側(cè)做成整門，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制功能，開啟或關(guān)閉可由遙控器或儀表臺(tái)上設(shè)有的自動(dòng)開啟或關(guān)閉按鈕實(shí)現(xiàn)，為旅客取放行李節(jié)省了不少時(shí)間。艙門打開時(shí)，一般要與車身側(cè)圍外表面平行，這樣艙門才能實(shí)現(xiàn)自由開啟和關(guān)閉。另外，部分高檔車型艙門可采用鋁骨架、鋁蒙皮結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn):(1)質(zhì)量輕，可大大減輕車身自重;(2)抗腐蝕性好，且不用復(fù)雜的噴涂工藝［2］。

另氣動(dòng)平移式行李艙門是通過(guò)主動(dòng)氣缸自動(dòng)通氣后的外力作用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟或關(guān)閉的。其通氣后的工作原理同常規(guī)手動(dòng)平移式行李艙門基本相同，另不作介紹。此類氣動(dòng)平移式行李艙門的結(jié)構(gòu)亮點(diǎn)在行李艙門中部增加了自動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)，其位置需設(shè)計(jì)在行李艙門中上部，這主要是因?yàn)楫?dāng)行李艙門處于最下端時(shí)，行李艙門受到行李艙門產(chǎn)生的重力矩、四連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的重力矩及氣彈簧力產(chǎn)生的推力矩［1］。若鎖止機(jī)構(gòu)位置靠下，當(dāng)行李艙門關(guān)閉時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)行李艙門下沿已鎖緊而上沿仍然松動(dòng)的現(xiàn)象。這種情況在試制中曾發(fā)生過(guò)，當(dāng)把鎖止機(jī)構(gòu)的高度重新調(diào)整后，上述現(xiàn)象就消除了。

2.2 氣動(dòng)平移式行李艙門開啟、關(guān)閉原理

氣動(dòng)平移式行李艙門控制系統(tǒng)的氣路布置如圖5所示。

當(dāng)電磁閥接收到開門信號(hào)，電磁閥P與A接通，B與R接通，儲(chǔ)氣筒氣源從P→A→管①→管②→管③→主動(dòng)氣缸右側(cè)，氣源同時(shí)也到管④→小氣缸左側(cè);主動(dòng)氣缸左側(cè)氣源從管⑦→管⑥→B→R排除，左側(cè)壓力消失。主動(dòng)氣缸在右側(cè)氣源的推動(dòng)下向左移動(dòng)，齒條推動(dòng)齒輪(齒輪與艙門旋轉(zhuǎn)軸用花鍵組合在一起)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，艙門慢慢打開，旋轉(zhuǎn)軸上的凸輪與機(jī)械閥分離，管⑧與管⑨斷開，管⑨與機(jī)械閥上的排氣口接通，小氣缸右側(cè)氣體排除，右端壓力消失，而氣源經(jīng)管④到達(dá)小氣缸左側(cè)，氣缸在氣源推動(dòng)下向右移動(dòng)，頂桿收縮，旋轉(zhuǎn)軸1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，艙門與艙體鎖止機(jī)構(gòu)取消。因?yàn)橹鲃?dòng)氣缸上設(shè)有開門、關(guān)門緩沖，小氣缸上未設(shè)，當(dāng)主動(dòng)氣缸剛開門時(shí)，速度比較慢，當(dāng)凸輪觸動(dòng)小氣缸工作，小氣缸在瞬間完成動(dòng)作，故不影響主動(dòng)氣缸工作。

當(dāng)電磁閥接收到關(guān)門信號(hào)，電磁閥P與B接通，A與R接通，儲(chǔ)氣筒氣源從P→B→管⑥→管⑦→主動(dòng)氣缸左側(cè)，氣源同時(shí)也到管⑧;主動(dòng)氣缸右側(cè)氣源從管③→管②→管①→A→R排除，右側(cè)壓力消失，小氣缸左側(cè)氣源經(jīng)管④→管②→管①→A→R排除。主動(dòng)氣缸在左側(cè)氣源的推動(dòng)下向右移動(dòng)，齒條推動(dòng)齒輪(齒輪與艙門旋轉(zhuǎn)軸用花鍵組合在一起)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，艙門慢慢關(guān)閉。當(dāng)艙門快要關(guān)上時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸上的凸輪與機(jī)械閥上的觸點(diǎn)開關(guān)結(jié)合，使管⑧與管⑨接通，小氣缸在氣源作用力下向左移動(dòng)，頂桿伸長(zhǎng)，旋轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，艙門上的鎖止機(jī)構(gòu)與艙體結(jié)合，鎖緊艙門。在氣動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)作用下門與艙體之間接觸更好，密封性也更好。

采用氣動(dòng)泵可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，開啟或關(guān)閉艙門均可用遙控器或儀表臺(tái)上的翹板開關(guān)實(shí)現(xiàn)，使得操作更加簡(jiǎn)單方便。

管路中還設(shè)有防夾裝置［3］，通過(guò)防夾壓力開關(guān)感知管⑤中壓力大小，判斷是否輸出信號(hào)給電磁閥，切換電磁閥P與A、B接通情況來(lái)實(shí)現(xiàn)防夾功能。

3 結(jié)束語(yǔ)

氣動(dòng)平移式行李艙門除具有常規(guī)平移式四連桿艙門的優(yōu)點(diǎn)外，還具有比常規(guī)行李艙門操作更簡(jiǎn)單、密封性能更好等優(yōu)點(diǎn);但由于成本比較高，制作工藝相對(duì)比較復(fù)雜，目前僅用于各等級(jí)高檔客車上。目前，氣動(dòng)平移式行李艙門已批量應(yīng)用于某公司出口香港的11.8 m、12 m旅游客車上，在運(yùn)行兩年多時(shí)間以來(lái)，性能穩(wěn)定可靠，未出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，客戶非常認(rèn)可。隨著人們對(duì)高品質(zhì)客車需求的增加，相信氣動(dòng)平移式行李艙門將在客車上得到更加廣泛的應(yīng)用，也必將具有廣闊的市場(chǎng)前景。

【1】沈中華．平移式后發(fā)動(dòng)機(jī)艙門四連桿的設(shè)計(jì)及附件選擇［J］．客車技術(shù)與研究，2007(3):32－33．

【2】劉惟信．汽車設(shè)計(jì)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，2001．

【3】GB 13094-2007客車結(jié)構(gòu)安全要求［S］．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007．