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        客車裙門分類及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        2013-12-23 06:30:36徐明艷
        商用汽車 2013年11期
        關(guān)鍵詞:氣彈簧撐桿艙門

        徐明艷 文

        隨著現(xiàn)代社會的設(shè)計(jì)手段和工業(yè)制造工藝水平的不斷提高,市場上主流企業(yè)的大客車在裙門設(shè)計(jì)和制造上可謂下足了工夫,各種新材料、新工藝的運(yùn)用,滿足了整車設(shè)計(jì)輕量化的要求。

        裙門是現(xiàn)代大客車的不可分割的組成部分,它是一個功能結(jié)構(gòu)件,既要滿足經(jīng)常開啟的要求,又要滿足整車的造型要求,與整車的造型線條達(dá)到完美統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。隨著現(xiàn)代社會的設(shè)計(jì)手段和工業(yè)制造工藝水平的不斷提高,市場上主流企業(yè)的大客車在裙門設(shè)計(jì)和制造上可謂下足了工夫,各種新材料、新工藝的運(yùn)用,滿足了整車設(shè)計(jì)輕量化的要求。筆者從事汽車設(shè)計(jì)多年,經(jīng)常跟進(jìn)制造現(xiàn)場,結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)積累,現(xiàn)將目前大客車常見的裙門結(jié)構(gòu)加以分類、總結(jié)和提煉,并提出設(shè)計(jì)要點(diǎn),以饗讀者。

        裙門的分類及組成

        客車裙門按開啟方式可分為翻轉(zhuǎn)門、平移門、拆卸門3 種(見表1);按照用途分為檢修艙門、行李艙門、工藝門3 種(見表2)。

        1.裙門的組成

        裙門因門的具體用途不同,組成各異,一般由門體、鉸鏈、門鎖、支撐結(jié)構(gòu)、密封系統(tǒng)、緩沖裝置、其他外裝附件(如側(cè)轉(zhuǎn)向燈、側(cè)標(biāo)志燈、油箱加油口小門、進(jìn)風(fēng)格柵等)等總成組成。其中門體總成是主要部件,它由骨架和面板組成,一般根據(jù)材料的不同而采取焊接、粘接等連接方式,面板材料一般采用Q235 薄板、鋁合金板、玻璃鋼、工程塑料等,骨架材料一般采用Q235 薄板折彎件、鋁合金型材或折彎件、玻璃鋼成型件、工程塑料成型件等。

        表1 不同開啟方式的客車裙門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍

        表2 不同用途的客車裙門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍

        2.裙門鉸鏈總成

        常見的裙門鉸鏈分為橡膠鉸鏈、2連桿鉸鏈、4 連桿鉸鏈、6 連桿鉸鏈、平行4 連桿鉸鏈等。

        3.門鎖總成分類

        客車裙門門鎖形式多樣,按其連接開啟方式一般分為螺釘固定式、碰鎖、方頭鎖、鑰匙鎖、拉桿鎖等。其中,螺釘固定式門鎖的鎖止機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、裝配容易、固定可靠,一般適用于不常開啟,且不影響安全的側(cè)艙門,但是現(xiàn)多不將螺釘固定在外板上,而是通過骨架支架過渡隱藏在面板內(nèi)部。碰鎖為防振鎖裝,成本低、開啟方便,不影響外觀,但無鑰匙便可開啟,無防盜功能,廣泛用于公交車的檢修艙門。方頭鎖一般用于不需要防盜的檢修艙門,如轉(zhuǎn)向機(jī)檢修艙門、發(fā)動機(jī)導(dǎo)風(fēng)艙門等。鑰匙鎖一般用于需要保護(hù)內(nèi)部器件或防盜的艙門,如電瓶艙門、油箱艙門或者高檔客車的其他檢修艙門等,也有用于低檔車的行李艙門、工具艙門。拉桿鎖一般用于團(tuán)體大型客車的行李艙門。

        4.支撐結(jié)構(gòu)總成

        支撐結(jié)構(gòu)總成是在艙門打開之后將其固定在合適角度的機(jī)構(gòu)。裙門的常用支撐結(jié)構(gòu)有手動剛性撐桿、機(jī)械撐桿、氣彈簧撐桿等。其中,剛性撐桿的撐桿一端固定在門上或裙立柱上,艙門打開后另一端需要手動固定在其預(yù)備的支座上面,一般應(yīng)用在較少打開的檢修艙門,如懸掛檢修艙門等。機(jī)械撐桿的撐桿通過轉(zhuǎn)軸(也有通過滑移)等方式隨車門轉(zhuǎn)動達(dá)到其固有限位點(diǎn)后,將艙門支撐在某個角度,一般用于質(zhì)量較輕的檢修艙門,如工具艙門等。氣彈簧撐桿的撐桿隨車門開啟轉(zhuǎn)動伸長,一般伸長至其最大工作長度將艙門支撐在一定的角度,此類結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各類艙門上。

        5.緩沖裝置

        緩沖裝置一般是配合門鎖、撐桿機(jī)構(gòu)將艙門限定在某個固定位置,能降低艙門的振動噪聲,其一般由安裝螺桿、定位螺母、橡膠接觸頭、伸縮彈簧組成,也有一些設(shè)計(jì)直接用小段密封膠條代替。

        6.密封系統(tǒng)總成

        密封系統(tǒng)僅存在于需要密封的艙門周邊,如行李艙門。配合不同的鉸鏈、不同的側(cè)圍結(jié)構(gòu),其密封方式也不一樣,基本由密封止口、密封膠條組成,目前大多數(shù)企業(yè)使用的有如下2 種典型結(jié)構(gòu)。一是對粘接的表面和膠的質(zhì)量要求高的膠粘式,二是施工相對容易的卡裝式。另外,密封膠條的結(jié)構(gòu)種類也較多,一般有唇型膠條、中空型膠條等。在行李艙密封系統(tǒng)中,唇形膠條一般作為輔助密封,即為頂部的二道密封,中空型密封膠條有單泡型、雙泡型、B 型等。

        設(shè)計(jì)的基本原則

        不同的車型對于裙門的技術(shù)要求及成本要求是不一樣的,因此在設(shè)計(jì)時采用的結(jié)構(gòu)也要不一樣,在進(jìn)行裙門的工程設(shè)計(jì)之前我們要對裙門進(jìn)行總布置工作,并確定一些設(shè)計(jì)硬點(diǎn),其中包括外龍門框線、各艙門分界線、各艙門門體的材料及結(jié)構(gòu)、鉸鏈及門鎖的選型及運(yùn)動校核。

        其中,對于門體總成主要綜合考慮輕量化及成本要求選取不同的材料、結(jié)構(gòu)形式;對于鉸鏈總成主要綜合考慮匹配艙門開啟和閉合的要求和成本;對于門鎖總成主要綜合考慮造型的要求和成本;對于密封系統(tǒng)主要綜合考慮其可靠性及制造工藝。

        結(jié)合企業(yè)整體車型布局情況,在進(jìn)行裙門設(shè)計(jì)時要做到系列化、標(biāo)準(zhǔn)通用化。設(shè)計(jì)要求要考慮如下幾點(diǎn):裙門總布置與整車外曲面協(xié)調(diào)一致,鎖止可靠,設(shè)計(jì)無密封缺陷,周邊間隙均勻(一般為5~6 mm),車門在行駛中無明顯的振動噪聲,艙門開啟后支撐結(jié)構(gòu)可靠,在滿足其功能要求的前提下,避免卡滯干涉等設(shè)計(jì)缺陷;氣彈簧艙門開關(guān)艙門操縱力要合適、要符合車間生產(chǎn)工藝等要求。

        設(shè)計(jì)及匹配計(jì)算

        通過氣彈簧上支點(diǎn)位置、下支點(diǎn)位置、氣彈簧的規(guī)格(公稱長度、行程、公稱力)3 種特殊狀態(tài)預(yù)定,翻轉(zhuǎn)艙門的設(shè)計(jì)目標(biāo)具體為裙門打開力合適(經(jīng)驗(yàn)值為20 ~40 N),裙門關(guān)閉力合適(經(jīng)驗(yàn)值為10 ~30 N);裙門開啟角度滿足設(shè)計(jì)要求;裙門在關(guān)閉時,氣彈簧有自鎖的功能。

        通過上述的3 種狀態(tài)初步確定氣彈簧的公稱長度、公稱力,以及氣彈簧上下支點(diǎn)的位置,然后從供應(yīng)商提供的規(guī)格表中選取與初定參數(shù)最接近的氣彈簧規(guī)格,再按照上述3 種狀態(tài)驗(yàn)證其是否滿足設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到最佳的工作效果,可以階梯式微調(diào)上下支點(diǎn)的位置,并反復(fù)驗(yàn)算,然后取其最佳工作點(diǎn)。當(dāng)然也可以通過一些軟件(如MATLAB 等)建立仿真模型進(jìn)行精準(zhǔn)的仿真,得到氣彈簧的規(guī)格及其上下支撐點(diǎn)的位置,可以與實(shí)際計(jì)算的結(jié)果比較。

        盡管在設(shè)計(jì)過程中考慮了多種影響因素,但國內(nèi)的大型客車仍是少批量、多品種的訂單式生產(chǎn),因此在裙門的試制、量產(chǎn)、裝配中或多或少都會出現(xiàn)問題,因些在遇到這些問題時,還應(yīng)具體問題具體分析。

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