劉建軍， 王家富

(金龍聯(lián)合汽車工業(yè)(蘇州)有限公司， 江蘇 蘇州 215026)

城市客車乘客門經(jīng)歷折疊門、內(nèi)擺門、塞拉門3個階段的演進(jìn)，在安全性、舒適性、美觀性等方面不斷提高。折疊門占用空間小，小型城市客車使用較多；塞拉門向外打開，緊急情況可快速疏散乘客，但成本高，目前僅小部分城市客車在使用[1]。現(xiàn)階段，內(nèi)擺門因技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、成本適中，占據(jù)城市客車70%～80%的市場[2]。無論哪種乘客門，在滿足緊急情況下乘客能夠快速應(yīng)急逃生的基本要求后[3]，對其防夾性能也提出更高要求。針對城市客車內(nèi)擺門，本文按照不同的防夾方式，介紹其工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)，供設(shè)計(jì)參考。

1 幾種防夾方式介紹

目前國內(nèi)使用的乘客門防夾方式有：電子延時防夾、氣壓傳感器防夾、氣囊膠條防夾、導(dǎo)電膠條防夾及角傳感器防夾WABCO MTS門控系統(tǒng)[4]。

1.1 電子延時防夾

1) 正常關(guān)門過程。電子延時防夾控制器接收到關(guān)門信號后，電磁閥換向；氣缸前腔進(jìn)氣、后腔排氣，開始關(guān)門動作；門快關(guān)到位時觸發(fā)行程開關(guān)，控制器接收到行程開關(guān)信號，然后切斷防夾電路，氣缸繼續(xù)運(yùn)動直到乘客門完全關(guān)閉。整個關(guān)門過程要在預(yù)先設(shè)置的時間內(nèi)完成。其氣電圖如圖1所示。

圖1 電子延時防夾氣電圖

2) 防夾原理。電子延時防夾控制器預(yù)先設(shè)置好延時防夾時間，控制器從接收到關(guān)門信號開始計(jì)時，如果夾到障礙物，門板運(yùn)動受阻，氣缸活塞不動不能觸發(fā)行程開關(guān)；在設(shè)定好的時間內(nèi)，控制器沒有接收到行程開關(guān)信號，判斷為夾到障礙物，控制器給電磁閥開門信號，完成防夾開門動作。

電子延時防夾的開關(guān)門時間設(shè)置與氣缸進(jìn)排氣速度有關(guān)，進(jìn)排氣速度快，開關(guān)門時間短，夾持力較大。電子延時防夾安裝方便簡單，成本低，但是防夾由時間設(shè)定導(dǎo)致夾持力不可調(diào)，時間未到就一直夾住，夾持力過大。

1.2 氣壓傳感器防夾

1) 正常關(guān)門過程。氣壓防夾控制器接收到關(guān)門信號后，電磁閥換向；氣缸前腔進(jìn)氣、后腔排氣，開始關(guān)門動作；門快關(guān)到位時觸發(fā)行程開關(guān)，控制器接收到行程開關(guān)信號，然后切斷防夾電路，氣缸繼續(xù)運(yùn)動直到乘客門完全關(guān)閉。其氣電圖如圖2所示。

圖2 氣壓傳感器防夾氣電圖

2) 防夾原理。在氣缸關(guān)門排氣端安裝壓力傳感器，壓力傳感器監(jiān)測關(guān)門排氣壓力；如果夾到障礙物，門板運(yùn)動受阻，排氣壓力變化，當(dāng)排氣壓力低于壓力開關(guān)設(shè)置的壓力值時，產(chǎn)生防夾信號；控制器給電磁閥開門信號，完成防夾開門動作。

氣壓傳感器防夾靈敏度中等，安裝方便簡單，成本適中；但是監(jiān)測排氣壓力值固定，不能跟隨排氣壓力變化而變化，導(dǎo)致靈敏度較差。

1.3 氣囊膠條防夾

1) 氣囊膠條防夾正常關(guān)門過程和普通氣壓傳感器防夾正常關(guān)門過程相同，只是防夾信號提取位置和方式不同。其氣電圖如圖3所示。

圖3 氣囊膠條防夾氣電圖

2) 防夾原理。在門板上安裝中間密封的氣囊膠條，通過氣管連接到氣囊壓力傳感器；關(guān)門過程中夾到障礙物，門板運(yùn)動受阻，氣囊膠條受到擠壓，產(chǎn)生氣流，氣囊壓力傳感器接收到壓力變化，產(chǎn)生防夾信號；控制器給電磁閥開門信號，完成防夾開門動作[5-6]。

氣囊膠條防夾靈敏度高，但是成本高，膠條損壞或封堵漏氣將導(dǎo)致防夾失效，膠條結(jié)構(gòu)限制導(dǎo)致存在防夾盲區(qū)。

1.4 導(dǎo)電膠條防夾

1) 導(dǎo)電膠條防夾正常關(guān)門過程和普通氣壓傳感器防夾正常關(guān)門過程相同，只是防夾信號提取位置和方式不同。其氣電圖如圖4所示。

圖4 導(dǎo)電膠條防夾氣電圖

2)防夾原理。在門板上安裝中間有電線的導(dǎo)電膠條，通過電線連接到導(dǎo)電膠條傳感器；關(guān)門過程中夾到障礙物，門板運(yùn)動受阻，導(dǎo)電膠條受到擠壓，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，導(dǎo)電膠條傳感器接收到電壓變化，產(chǎn)生防夾信號；控制器給電磁閥開門信號，完成防夾開門動作。

導(dǎo)電膠條防夾優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，但是成本高，膠條結(jié)構(gòu)限制導(dǎo)致存在防夾盲區(qū)。

1.5 角傳感器防夾

角傳感器防夾主要是WABCO MTS門控系統(tǒng)。其防夾原理是:在門軸上部安裝傳感器，通過ECU讀取乘客門開、關(guān)門到位時傳感器電壓值確定開、關(guān)門位置；當(dāng)乘客門開、關(guān)門過程中夾到障礙物，門板運(yùn)動受阻，傳感器電壓不是開門到位或者關(guān)門到位的數(shù)值時，ECU判斷防夾；ECU控制電磁閥，電磁閥處于無壓力狀態(tài)，可手動開、關(guān)門。

WABCO MTS門控靈敏度高，開關(guān)門都有防夾，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試難度大，門控系統(tǒng)是進(jìn)口件，成本高。

2 幾種防夾方式應(yīng)用

通過上述介紹可以看出：電子延時防夾通過時間延遲控制防夾；氣壓傳感器防夾通過檢測排氣壓力控制防夾；氣囊膠條防夾通過膠條變形形成氣流控制防夾；導(dǎo)電膠條防夾通過膠條變形產(chǎn)生電壓控制防夾；角傳感器防夾WABCO MTS門控系統(tǒng)通過判斷門位置電壓防夾。

氣動內(nèi)擺門的以上幾種防夾方式各有優(yōu)缺點(diǎn)：電子延時防夾由于夾持力較大，很難滿足夾持力不大于300 N的標(biāo)準(zhǔn)要求[7-8]，使用較少；氣壓傳感器防夾靈敏度需要進(jìn)一步提高，應(yīng)選擇靈敏度適中、方便實(shí)車安裝調(diào)節(jié)的傳感器；氣囊膠條防夾存在漏氣、防夾盲區(qū)；導(dǎo)電膠條存在盲區(qū)，結(jié)構(gòu)上無法優(yōu)化；角傳感器防夾WABCO MTS門控系統(tǒng)成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，出口高端市場才會使用。

因各種防夾方式各有限制，在實(shí)際使用中，可以結(jié)合使用來彌補(bǔ)缺點(diǎn)。我司在使用氣囊膠條防夾時再增加一套電子延時防夾系統(tǒng)，或者再增加一套氣壓傳感器防夾，既有氣囊膠條防夾的高靈敏度，又彌補(bǔ)了氣囊膠條防夾漏氣失效及盲區(qū)的缺點(diǎn)。在出口以色列、奧地利等海外高端市場時，我司采用WABCO MTS門控系統(tǒng)，再增加一套氣囊膠條防夾，兩套同時使用，進(jìn)一步提高乘客門防夾性能[9]。為進(jìn)一步提高乘客門的安全性，我司提出了氣動內(nèi)擺門增加開門防夾的方式，新產(chǎn)品正在研發(fā)中。

3 結(jié)束語

氣動內(nèi)擺門目前防夾主要是關(guān)門防夾，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求；部分城市客車乘客多、擁擠，應(yīng)增加開門防夾，提高乘客門安全性能，高于國家標(biāo)準(zhǔn)。氣動內(nèi)擺門由于結(jié)構(gòu)限制增加開門防夾難度大；而電動內(nèi)擺門很容易實(shí)現(xiàn)開、關(guān)門都有防夾的功能，我司已經(jīng)使用驗(yàn)證。因此對于開、關(guān)門都要有防夾功能的高端客戶，可以選用電動內(nèi)擺門。電動內(nèi)擺門更加節(jié)能、噪聲更小。隨著電動車的普及，內(nèi)擺門從氣動變?yōu)殡妱右彩且环N趨勢。